Robotik teknoloji son birkaç on yıl boyunca önemli ölçüde gelişmiştir, robotların yüksek hassasiyetle karmaşık görevleri yerine getirmelerini sağlar. Bu hassas hareket ve konumlara ulaşmada kritik bir unsurdur.

Robotikte Ne Okunuyor?

Robotik bağlamında, bir karşı, bir karşı, belirli bir olayın olay sayısını kaydeden elektronik veya yazılım tabanlı bir bileşendir - en yaygın olarak, robotun bir motor veya ekleme bağlı olarak pozisyonlarını belirleyebilmesini sağlar.Bu puls sayarak, robotun kontrol sistemi lineer veya angular yerinden edilebilir, hız ve hatta hızlandırılabilir.

Testler birkaç şekilde uygulanır. Donanım karşıtları genellikle mikro kontroller, FPGA devreleri veya diğer el üzerinde, bilgisayar veya gerçek zamanlı işletim sistemleri ile birlikte tutulur.Her ikisine de, bir karşıtlık, gürültü bağışıklığı ve zamanlama doğruluğu gibi sorunlarla başa çıkabilir.Bir karşıtlıkta - reteptif olarak kaç tane tutarsa, 8bit sayacı ile devam edebilir. Örneğin, 0 ila 255 yaklaşımları 0 ila 255 arasında sayılabilir.

Kendi kendini sayma eylemi basit bir uzunluğa daha fazla aykırıdır. Robotiklerde, kenarların sıralarına dayanan karşı genellikle iki fazlı nabız trenleri (A ve B kanalları) iki pozisyon ve yöne işaret etmek için önemlidir.

Robotikte Kullanılan Okunma Türleri

Robotik sistemler, çeşitli karşıtlık kategorilerinde kullanılır, her biri farklı operasyonel gereksinimlerine uygundur. Bu tür kavramları anlamak, mühendislere belirli bir derece hassas ve sistem karmaşıklığı için doğru bileşeni seçmelerine yardımcı olur.

İkili Counters

İkili karşıtlar en basit form, temel olarak 2'de sayılıyor. Genellikle dijital devrelerde kullanılanlar, sayı değerini temsil eden ikili bir sayıdır.In Roboticss, ikili karşıtlar, devrim başına sabit sayıda adıma ihtiyaç duyan temel adımlarda bulunabilirler. ancak, daha gelişmiş tipler tarafından değiştirilir ve genellikle değiştirildiler.

Up/Down Counters

Up/downs, dış kontrol sinyaline bağlı olarak sayılarını artırabilir veya azaltabilir - veya, dört ayrı ayrıklık durumunda, iki giriş kanalı arasındaki faz ilişkisine karşı. Bunlar doğrudan dörtlülükteki geri bildirimdeki çalışma modülleridir.

Ring Counters

Ring sayacı (veya kayıt sayacı) döngüsü, bir dizi devlet tarafından bir dairesel şekilde yapılır. Tekrarlanan diziler gerektiren uygulamalarda kullanılırlar, örneğin bir yürüyüş robotunun bacaklarında atış siparişlerini kontrol etmek veya çok eksenli bir gantry eyaletlerini yönetmek gibi.

programlanabilir Counters

Program, bir hedef sayı değerini belirlemesine ve bu sayıya ulaştığında bir kesinti veya sinyal üretmesine izin verir. Bu özellik, etkinlik destekli operasyonlar için gereklidir - örneğin, bir seçici kemerin tam olarak 500 encoder sayılarından sonra bir seçici yer değiştirme işlemi yürütmek.

Nasıl Okunabilir Önerilme Hareketi

Robotiklerde dayanıklılık, pozisyon, hız ve hız ölçümlerine bağlıdır. Counters, özellikle de kodlayıcılarla birlikte bu ölçümleri mümkün kılan temel verileri sağlar.

Encoder Sayısal Temelleri

Bir encoder – optik, manyetik veya kapasitif – devrim başına sabit bir dizi puls (PPR) veya lineer seyahat birimine göre, robotun kontrol cihazı, bir milin nasıl döndüğünü biliyor. Örneğin, yaklaşık 9.77 μm'in sabit bir kararına kadar hızlanan bir motor, bu hassaslık seviyesi için 10mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm'ye kadar hızlanır.

Counters ayrıca hız tahminlerini sağlar. Sabit bir zaman aralığı üzerinde meydana gelen sayı sayısını ölçerek (veya başarı ile sayı arasındaki zaman), kontrol cihazı rotasyon veya lineer hız hesaplamaları hesaplar.Bu hız geri bildirimler, rampa /ramp-down profilleri için kritiktir ve servo döngülerde aşırı yüklemeden kaçınmak için.

KapalıLoop Geri Bildirim

Counters kapalı-loop kontrol sistemlerinin arka kemiğidir. Kontrol mevcut sayıyı okur, istenen bir hedef sayar ve bir hata sinyali oluşturabilir. A PID (proportional-integral-derivative) algoritması daha sonra motorun mevcut veya gerilimi sıfıra doğru götürmeye çalışır.

Örnek olarak, altı eksenli robot kolu düşünün. Her bir ortak, üst düzey bir hızlı karşı modülüne saymak için bir encoder vardır. Merkez kontrol bilgisayarı, birkaç kilohertz'a kadar tüm altı sayacı okur, ileri kinematikler hesaplar ve son etkiler belirler.

Çok-Axis senkronizasyon

CNC makineleri veya gantry- robotları gibi multiksi sistemlerde, her eksenden gelen karşıtlık senkronize edilmelidir.Bu genellikle beş eksenli kesme aracına uygun olarak, tüm karşı değerlerin ortak bir şekilde atılmasını gerektirir. Bazı gelişmiş kontrolörler, her eksen için verilen farkı uygular ve gerçek sayma olmadan, tahmin edilebilir bir tazminat gerektirir.

Precise Hareketi için Counters Uygulamaları

Counters neredeyse her robot sektöründe dağıtılır. Aşağıdaki alt bölümler, teknolojiyi doğrudan doğruya doğru sağlayan temel uygulama alanları vurgulamaktadır.

Industrial Robotics – Assembly and Creation

Otomotiv montaj hatlarında, robotlar mikrometre doğruluğu ile bileşenleri yerine getirmek için karşılanır. Örneğin, bir robot bir pistonu bir motor bloğu içine eklemek, ek hız ve derinlikte kontrol etmek için encoder sayacına dayanır. Benzer şekilde, CNC işlemede ve eksen tezgahları tam bir araç konumlandırma sağlar, 1 μm veya daha az.

[FONT:0)Dönemli kaynak:[Dönetici:0)Uluslararası Robotik istatistik Federasyonu[Dönetici:0) Endüstriyel robot satışlarının büyümeye devam ettiğini gösteriyor, kısmen hassas gereksinimlerin artmasıyla.

Tıbbi Robotik - Cerrahi ve Rehabilitasyon

Da Vinci platformu gibi robotlar kesin araç kontrolü için karşıtlığa güveniyor. cerrahın el hareketleri, yüksek çözünürlükte encoder pulları sayarak genişletilir ve filtrelenir.Her bir cerrahi end- efektif, yüksek çözünürlükte bir karşıtlığı kullanır.

Mobil Robotik – Navigation ve Odometri

Tekerlekli mobil robotlar her sürücü tekerleği üzerinde encoders kullanır.Sürücü ölçüm birimleri (IMU) ve LIDAR'nın depo lojistiklerinde, otonom araç (AGVs) tam olarak pick-up istasyonlarına kadar durmak için encoder karşıtlara güvenmektedir, ±5 mm'lik bir doğrulukla.

[FONT:0)Dön kaynağı:[Dönetici:0) [FONT=0))[[[FONT=0)))[[[[FONT=0))Dönetici/SIDD][/FONT=FONT=0}[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TR][/TRNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TR][/TRNT=FONT=TRNT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TRNT=TRNT=0))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

Collaborative Robots (Cobots)

Collaborative robotlar, etki kuvvetlerini minimise etkiye yüksek hassasiyet gerektirir. Ortak kodlayıcılardan gelen gruplar, robotun fiziksel uçsuz bölgelere girmesini engelleyen karşı karşıya kalmalarını engelleyen bir karşı karşıya kalabilirler.

Hassas Tarım ve Özerk Drones

Tarım robotları, tekerlek kodlayıcıları sıraya takip eden görevler için karşı karşıya kalır, ancak dronelar motor RPM karşıtlarını kullanır ( geri kodlayıcılar veya optik kodlayıcılar) GPS tabanlı ortamlardaki pozisyonu tahmin etmek için doğrulanır.A drone's uçuş kontrolörü, motor başarısızlık veya azaltım için gerçek sayılarla ilgili olarak yedeklenir, acil inişleri tetikler.

Robotikte Okunmaların Faydaları

Robotik sistemlere karşı bütünleme avantajları çok sayıda ve doğrudan performans, güvenilirlik ve maliyetle ilgilidir. Aşağıda orijinal listeden genişleyen temel faydalar vardır.

Yüksek Hassasiyet ve Tekrarlanabilirlik

Testler, robotların yalnızca mekanik bileşenlerin ne kadar çok ötesindeki pozisyonları çözmelerine izin verir. Uygun encoder kararı ile, bir robot daha önce mikrometre tekrarlanabilirliği ile ilgili bir pozisyona geri dönebilir - yarı iletken üretim veya cerrahide temel olarak.

Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Dinamik Uyum

Çünkü gerçek zamanlı olarak, kontrol döngüleri sürtünme, yük varyasyonları veya dış güçler gibi rahatsızlıklara hemen tepki verebilir. Bu geri bildirimler, genel hataları önler ve robotun termal genişleme veya bileşen aşınması için telafi etmesine izin verir.

Maliyet ve Kompleksi azaltıldı

Bir mikro kontrol cihazına yönelik donanım sayacı küçük ancak daha pahalı dış mesafe sensörleri için ihtiyaç ortadan kaldırır. Birçok durumda, basit bir enkoder ve karşı çift, doğrusal kodlayıcıları veya lazer takipçileri kısa ayarlı pozisyon için değiştirebilir.

Başarısız Güvenli Operasyon ve Tanıklar

Testler sağlık izlemesini sağlar: beklenen ve gerçek sayı arasındaki bir diskreplik mekanik bir reçel veya elektrik gürültüsü gösterebilir. Birçok robot kontrolörleri “takip edilen hata” limitini uygular; eğer aşılırsa sistem güvenli bir duruma girer, hasarları önlemek.

Scalability

Counters, çok eksenli sistemler için dizilerde kalibre edilebilir veya kullanılabilir. Bir karşı çip birden çok encoder girişleri idare edebilir, tek eksenli bir pick-ve-place robottan 20 eksenli bir insanoide kadar ölçeklendirmeyi basit hale getirebilir.

Counter-Based Robotics'de meydan okumalar ve değerlendirmeler

Yararlarına rağmen, karşılar pratik kısıtlamalardan özgür değildir. Mühendisler ortak tuzaklardan kaçınmak için sistemleri dikkatle tasarlamalıdır.

Overflow ve Çözümü Limits

Bir encoder birçok puls üretir ve karşı sınırlı tutarsa, aşırı akışa neden olabilir veya bilinen bir referansla karşılaşıldığında hesabı tekrar tekrar tekrarlamak.Bu özellikle yüksek hızlı doğrusal hareket sistemlerinde (örneğin, konveyör kemerleri) problemli. Solutions, daha büyük karşıları (32-bit veya 64-bit) kullanarak, yazılım rollover işlemine yol açabilir veya periyodik olarak kabul edilen bir referansla karşılaşıldığında hesabı geri döndürür.

Gürültü ve Signal Integrity

Elektrik gürültü, yanlış nabız kenarlarına neden olabilir, konumsal sürüklenmelere yol açabilir. Shielded kablolar, diferansiyel sinyalleme (RS-422) ve Schmitt bu girişi hafifletmeye yardımcı olur. Birçok modern kodlayıcılar yerleşik filtreleme içerir, ancak karşı arayüz de geçicilere karşı sağlam olmalıdır.

Bias ve Kalibrasyon

Karşılaştırmalı pozisyon; mutlak bir referans (ev geçiş, indeks pulu veya mutlak encoder) robotu başlatmak için gereklidir. Uygun kalibrasyon olmadan, robot, güçten sonra gerçek konumunu bilmeyecek. Bazı sistemler, batarya geri kalanına kapalı pozisyon için uygun bir şekilde karşı koymak için geri çekilmek için karşıtlık sağlayacaktır.

Latency and Processing Overhead

Kontrol döngüsü çok yavaş bir şekilde karşılanırsa, robot aşırı yükleme veya osilasyon için aşırı hız uygulamaları (örneğin, 200 döngü /min) bir pick-ve-place robotu, karşı okuma oranı, on kilohertz. Donanım tabanlı sayacı modüllerde olmalıdır.

[FONT:0)Dön kaynak:[Dönetici:0) Derin bir şekilde encoder gürültü sorunları üzerinde derin bir dalış için, bkz.Ş.D:2).Analog Cihazlarının encoder sinyal Klima üzerindeki teknik makalesi[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD)[Dönt.

Robotikler, otonom operasyona ve miniaturizasyona daha fazla itiyor gibi, karşıtlar yeni taleplerle tanışmaya gelişecektir.

Yüksek Çözünürlük ve Mutlak Counters

Optik kodlamacılar şimdi devrim başına 50 milyondan fazla karar veriyor. ultra-low-jitter sayaçları ile birlikte, bu cihazlar teleskoplar ve nanomanipulation için alt üst düzey bir pozisyona sahip olacak. mutlak kodlayıcılar dijital olarak iletişim kurabilecektir (örneğin, BiSS, SSI, EnDat) daha uygun hale geliyor, rutinlere güven sağlayacak.

Tümleşik CounterProcessor Systems

FPGA ve SoC teknolojisi, tek bir çip üzerinde kontrol algoritmaları ile doğrudan bir araya gelmelerine izin verir. Bu, geç kalmış ve basit bir yönetim kurulu düzeni azaltır. Örneğin, tek bir FPGA 16 dörtlü bir PID kontrolörünü ve bir iletişim yığınına ev sahipliği yapabilir - son derece kompakt robot kontrolörleri için izin verir.

Kablosuz ve Vizyona Dayanlı Konting

Geleneksel karşıtlar telli kodlayıcılara güveniyorken, araştırma, fiziksel kodlayıcılar olmadan pozisyon numaralarına giren kablosuz manyetik veya optik sayaçları araştırıyor. Ek olarak, vizyon tabanlı “virtual counters” takip fiducial işaretleyicileri veya doğal özellikler yüksek hızlı kameraları kullanarak, piksel hareketi fiziksel kodlayıcılar olmadan pozisyon sayıyor.

Machine Learning for Counter Fusion

Future robotlar, diğer sensör yöntemleri ile karşı karşıya kalacak (IMU, vizyon, tactile) sinir ağları kullanarak bu “yumuş sayma” yaklaşımı, kaybolup veya tıkanma nedeniyle bile pozisyona girebiliyor.Bu yöntemler zaten bacaklı robotlarda test ediliyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Testler, robotikte hassaslık konusunda görünmez ama temel bir olasılıktır. Basit ikili karşıdan bir adımlı sürücüye bir cerrahi kolundaki yüksek çözünürlükte, bu cihazlar, karşıtları ve ticaret kontrollerini mümkün kılan temel ölçümler sağlar. Robotlar daha doğru, daha hızlı ve daha özerk hale gelir, teknolojiyi saymak - daha yüksek çözünürlükte, daha düşük gecikmeli sistemlerle daha akıllı entegrasyon ve diğer algılama sistemleriyle daha akıllı entegrasyon sağlayacaktır.