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行業(yè)應用
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行業(yè)應用
伺服電動(dòng)輪在服務(wù)機器人上的應用
時(shí)間:2019-11-12
面向服務(wù)機器人行業(yè)對電機的高要求,我司的伺服電動(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)。

行業(yè)背景及挑戰:

       最近幾年,隨著(zhù)人工智能技術(shù)的發(fā)展,和國家的大力倡導,服務(wù)機器人公司,如雨后春筍般地落地生根,迅速涌現。例如,引導機器人、配送機器人、巡檢機器人、安防機器人、盤(pán)點(diǎn)機器人等等。而服務(wù)機器人行業(yè)的快速發(fā)展,也對機器人底盤(pán)用的運控控制電機提出了新的要求,一般的直流有刷電機或無(wú)刷電機配合減速機的結構,可能會(huì )無(wú)法滿(mǎn)足。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;要求電機噪音低,以適應有人、安靜的室內場(chǎng)合;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。

解決方案:

       面向服務(wù)機器人行業(yè),我們特地推出了行業(yè)專(zhuān)用的伺服電動(dòng)輪系統,以滿(mǎn)足客戶(hù)對底盤(pán)行進(jìn)輪的各種嚴苛要求。以下為服務(wù)機器人行走電機解決方案:

產(chǎn)品組合:

       伺服電動(dòng)輪10530NA1550F20+伺服驅動(dòng)器DS20270C

 

產(chǎn)品組合的關(guān)鍵技術(shù)指標:

伺服電動(dòng)輪  10530NA1550F20

電機外徑  

150/169/200mm*

安裝方式  

單邊安裝

電源電壓(V

DC 24

額定輸出功率(W

160

額定轉矩(Nm)

8

瞬間最大轉矩(Nm)

15

額定電流(A

14

瞬間最大電流(A

27

額定轉速(rpm

200

最高轉速(rpm

500

編碼器形式  

光電

編碼器線(xiàn)數  

1400

電機防護性能

防濺水#

   

*備注1: 該伺服電動(dòng)輪有不同的輪胎或包膠形式。

#備注2:部分型號具備該功能。

 

伺服驅動(dòng)器DS20270C

\

  • 引導機器人、配送機器人、盤(pán)點(diǎn)機器人等兩輪差速底盤(pán),解決方案的系統框圖:


 

行業(yè)應用實(shí)景圖



 

  • 巡檢機器人等四輪底盤(pán),解決方案的系統框圖:


     

  • 行業(yè)應用實(shí)景圖

  • 售賣(mài)機器人、配送機器人等雙差速運動(dòng)單元,解決方案的系統框圖:

    備注:雙差速運動(dòng)單元這種底盤(pán)形式,可以提高越障能力,且結構簡(jiǎn)單,但運動(dòng)控制算法相對復雜。

  • 行業(yè)應用實(shí)景圖

3. 技術(shù)優(yōu)勢

面向服務(wù)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80~100kg(根據越障要求不同)。

      2)低速特性突出、穩定性好,轉速低至1rpm仍能平穩運行。

      3)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。

      4)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。

      5)體積小,結構簡(jiǎn)單,便于安裝。

      6)加減速能力強,瞬間200%過(guò)載能力,可快速制動(dòng),讓機器人更加安全。

      7)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。

      8)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。

      9)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。

      10)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(開(kāi)發(fā)驗證中)。

4. 客戶(hù)價(jià)值

       基于上述技術(shù)優(yōu)勢,服務(wù)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。

1)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。

2)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。

3)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。

4)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)僅需用螺絲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。

5)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)。同時(shí),如果客戶(hù)需要驅動(dòng)器有軟件版本變更,可以采用遠程升級的方式來(lái)進(jìn)行,對于分布于各地的設備,減少了很多現場(chǎng)維護的工作量,大大提升了維護效率。

       服務(wù)機器人行業(yè)仍在快速發(fā)展著(zhù),有著(zhù)蓬勃的發(fā)展動(dòng)力。隨著(zhù)90后這代年輕人逐漸成為勞動(dòng)者的主力,艱苦、重復的勞動(dòng),將會(huì )逐漸被機器人替代。而人工智能和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,為這種需求,提供了答案。北京和利時(shí)電機的伺服電動(dòng)輪方案,將會(huì )助力行業(yè)發(fā)展,為人們的美好生活添磚加瓦!

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