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伺服電動(dòng)輪系統在清潔機器人行業(yè)的應用方案
時(shí)間:2019-06-19
面向清潔機器人行業(yè),和利時(shí)電機特地推出行業(yè)專(zhuān)用的伺服電動(dòng)輪系統,以滿(mǎn)足客戶(hù)對行進(jìn)輪的各種嚴苛要求。

       1.    行業(yè)背景及挑戰:

清潔行業(yè),尤其是室內清潔,需要大量人工做重復性的勞動(dòng),然而越來(lái)越多的城市物業(yè),面臨著(zhù)招工難、成本高的問(wèn)題。隨著(zhù)人工智能的發(fā)展,智能化無(wú)人清潔機器人應運而生。由于是無(wú)人化全智能運行,清潔機器人對行進(jìn)輪電機的要求大幅提高,傳統的有刷電機、簡(jiǎn)易無(wú)刷電機無(wú)法滿(mǎn)足智能化設備的要求。例如,機器人要求電機低速特性好,從而能夠順利完成充電對樁或建立地圖;要求電機體積小、輸出力矩大;要求電機在有水的情況下,也能正常工作;要求電機噪音低,以符合室內環(huán)境的要求;要求電機安全性高,能夠快速制動(dòng),以幫助機器人不發(fā)生撞人、撞墻等事故,讓機器與人和諧相處。

2.    解決方案:

面向清潔機器人行業(yè),和利時(shí)電機特地推出了行業(yè)專(zhuān)用的伺服電動(dòng)輪系統,以滿(mǎn)足客戶(hù)對行進(jìn)輪的各種嚴苛要求。以下為我們的清潔機器人行走電機解決方案:

-       產(chǎn)品組合:

伺服電動(dòng)輪 10050LA2350F30

伺服驅動(dòng)器 DS20270C

 

-       解決方案的系統框圖:

-       產(chǎn)品組合的關(guān)鍵技術(shù)指標:

伺服電動(dòng)輪  10050LA2350F30

電機外徑

140mm

安裝方式

單邊安裝

電源電壓(V)

DC 48

額定輸出功率(W)

300

額定轉矩(Nm)

15

瞬間最大轉矩(Nm)

23

額定電流(A)

18

瞬間最大電流(A)

27

額定轉速(rpm)

200

最高轉速(rpm)

400

編碼器形式

光電

編碼器線(xiàn)數

1400

電機防護性能

防濺水

   

 

伺服驅動(dòng)器 DS20270C

行業(yè)應用實(shí)景圖

 

 

3.    技術(shù)優(yōu)勢

 

面向清潔機器人行業(yè)對電機的高要求,我們的伺服電動(dòng)輪解決方案,具有突出的技術(shù)優(yōu)勢,能夠完全適用于該行業(yè)。我們的技術(shù)優(yōu)勢如下:

 

1)    載重能力強,可支持機器人總重高達150kg。

2)    低速特性突出、穩定性好,轉速低至1rpm仍能平穩運行。

3)    電機防濺水,可在有水的環(huán)境工作。

4)    靜音性能優(yōu)異,與傳統有刷或無(wú)刷電機+減速機方案相比,噪聲低很多,靜音效果好。

5)    節能省電,典型的外轉子伺服電機系統,電流-力矩效率高,節約能耗。

6)    體積小,結構簡(jiǎn)單,便于安裝。

7)    加減速能力強,瞬間200%過(guò)載能力,可快速制動(dòng)。

8)    驅動(dòng)器和電機帶有溫度檢測功能,上位機可實(shí)時(shí)監測電機內部溫度,提高系統可靠性。

9)    標準和完整的CANopen協(xié)議,可靠完善的CAN總線(xiàn)數據包接受和處理機制,保證數據包完整,不丟包。驅動(dòng)器內置終端電阻,可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)選用。

10) 驅動(dòng)器具備兩輪差速算法,可在建立機械模型后,給定機器人的線(xiàn)速度、角速度來(lái)做整體控制。

11)驅動(dòng)器具備遠程升級功能,客戶(hù)可以通過(guò)CAN總線(xiàn)對驅動(dòng)器進(jìn)行升級,方便設備維護。

4.    客戶(hù)價(jià)值

       基于上述技術(shù)優(yōu)勢,清潔機器人行業(yè)客戶(hù),可以采用該方案快速搭建底盤(pán),形成產(chǎn)品。我們的解決方案也將給客戶(hù)帶來(lái)成本上的優(yōu)勢,并且在產(chǎn)品設計、調試驗證、批量生產(chǎn)、售后維護等全生命周期,給客戶(hù)帶來(lái)超乎預期的價(jià)值。

a.     行進(jìn)輪系的部件成本對比:

-          傳統方案是,機械輪系+減速機+電機+驅動(dòng)單元;

-          伺服電動(dòng)輪方案是,伺服電動(dòng)輪(已含輪胎)+伺服驅動(dòng)器;

可見(jiàn),我們的方案,把輪系部件由四個(gè)減少為兩個(gè),而且還不包括機械連接機構等零件,因此輪系或底盤(pán)成本可以得到優(yōu)化。同時(shí),伺服電動(dòng)輪方案,相比傳統方案,還有低速特性好、靜音、制動(dòng)距離短等諸多優(yōu)勢,可見(jiàn)性?xún)r(jià)比很高。

b.     產(chǎn)品設計階段,基于伺服電動(dòng)輪的底盤(pán)設計非常簡(jiǎn)單,客戶(hù)只需設計簡(jiǎn)單的支架即可,由于省掉了減速機,而且電機體積小,可以支持客戶(hù)設計出體積小巧的機器人。伺服驅動(dòng)器體積也同樣小巧,節省了機器人內部的寶貴空間;與上位機的通訊,可只用通訊線(xiàn)來(lái)實(shí)現與上位機的連接,簡(jiǎn)單易行;同時(shí)驅動(dòng)器集成了終端電阻,讓客戶(hù)組網(wǎng)更加簡(jiǎn)便。

c.     調試驗證階段,基于行業(yè)經(jīng)驗,伺服驅動(dòng)器已經(jīng)集成了相應的默認參數,客戶(hù)僅需在默認參數基礎上,按照自己的應用屬性,簡(jiǎn)單調整幾個(gè)參數即可,快速完成適合機器人的底盤(pán)系統。

d.     批量生產(chǎn)階段,整個(gè)輪系減少了機械輪系、減速機等部件,讓生產(chǎn)過(guò)程變得簡(jiǎn)單,生產(chǎn)部門(mén)僅需用一個(gè)螺母把電機軸與支架緊固即可。同時(shí),驅動(dòng)器可以控制兩臺電機,相比于控制單臺電機的驅動(dòng)器,減少了安裝步驟,減少了部分連接線(xiàn),讓驅動(dòng)器的生產(chǎn)也變得簡(jiǎn)單。生產(chǎn)環(huán)節,安裝部件的減少,為客戶(hù)減少了工時(shí),降低了風(fēng)險,從而提高了機器人產(chǎn)品的可靠性。

e.     售后維護環(huán)節,上位機可以通過(guò)CANopen/RS485等通訊方式,與驅動(dòng)器進(jìn)行通訊,實(shí)時(shí)監測電機的運行狀態(tài),例如電機轉速、碼盤(pán)信號、電機負載率、電機內部溫度等等,幫助客戶(hù)在能夠遠程監測電機狀態(tài),大大提升了維護效率。

 

      無(wú)人清潔機器人行業(yè),剛剛起步,有著(zhù)蓬勃的發(fā)展動(dòng)力。從傳統的清潔設備看,每年僅中國市場(chǎng)就有數萬(wàn)臺傳統的清潔設備銷(xiāo)售量,而隨著(zhù)勞動(dòng)力成本的提高,人們對生活品質(zhì)提升的不斷追求,無(wú)人清潔機器人必將逐漸成為主流。伺服電動(dòng)輪系統,將給清潔機器人行業(yè)客戶(hù)帶來(lái)全生命周期的價(jià)值,而且性?xún)r(jià)比超乎預期,必將助力清潔機器人行業(yè)的快速發(fā)展!

 

 

 

 

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