عمود مقالات KW
مرحباً بالجميع، أنا ليو تشونفنغ من شركة كونوي للتكنولوجيا. في العدد السابق، ذكرنا اثنين من مخططات الاختيار لعزم دوران مفاصل الروبوت: المخطط ذو نسبة التخفيض العالية ومخطط الدفع شبه المباشر. هذان المخططان لهما متطلبات مختلفة تماماً فيما يخص استخدام المستشعرات.
الاختلافات في استخدام المستشعرات
لنبدأ بالأولى: المخطط ذو نسبة التخفيض العالية، والذي تُمثله مخفضات الهارمونيك. في هذا المخطط، شفافية العزم منخفضة نسبياً. ماذا يعني ذلك؟ بسبب نسبة التخفيض الكبيرة، بالإضافة إلى الاحتكاك والتشوه المرن لمخفض الهارمونيك نفسه، فإن إشارة التيار على جانب المحرك يصعب أن تعكس بدقة القوة الفعلية عند النهاية النهائية. لذلك، لتحقيق تحكم دقيق في القوة، يجب عليك تركيب مستشعر عزم عند مخرج المفصل. في هذا السيناريو، هناك خياران رئيسيان لتصميم تركيب المستشعر:
الأول يتم تركيبه عند نهاية المفصل، ويدور مع الحمولة، وهو الاستخدام السائد اليوم لأذرع الروبوتات التعاونية. عند التركيب في النهاية، عادةً ما يُربط المستشعر بحلقة الليّن في المخفض ويدور معها؛ أما الحلقة الدائرية فتثبت في الهيكل. لكن في سيناريو الإخراج عبر الحلقة الدائرية للمخفض من نوع القبعة، فإن أحد طرفي حلقة الليّن يثبت في الهيكل، ثم يُربط المستشعر بالحلقة الدائرية ويدور معها.
الثاني يتم تركيبه داخل المفصل، ولا يدور مع الحمولة، ويُستخدم في مفاصل الروبوتات البشرية. في هذه الحالة، يخرج المخفض مباشرةً عبر الحلقة الدائرية ويتصل بالحمولة؛ عادةً ما يُربط الحلقة الخارجية للمستشعر بين محمل الأسطوانات المتقاطعة والهيكل، بينما تُربط الحلقة الداخلية بحلقة الليّن. يعمل المستشعر هنا كجزء ثابت، ويقيس العزم فقط عن طريق استشعار قوة رد الفعل.
لكن من الواضح أنه بغض النظر عن طريقة التركيب، فإن الاستنتاج واضح: مستشعر العزم ضروري لمخطط مخفض الهارمونيك.
ماذا عن مخطط الدفع شبه المباشر؟ متطلبات المستشعرات في هذا المخطط مختلفة تماماً. بما أن نسبة التخفيض صغيرة، فإن القوى الخارجية يمكن أن تدفع دوار المحرك بشكل مباشر. لذلك، يستطيع المتحكم قراءة إشارة دائرة التيار للمحرك مباشرةً لتقدير عزم الخرج، ومن الناحية النظرية، يمكن الاستغناء عن مستشعر عزم المفصل.
لاحظ أنني استخدمت كلمة “من الناحية النظرية”. في الواقع، إذا أردت تحقيق تحكم فائق الدقة في القوة الثابتة أو التعامل مع بيئات معقدة، فقد لا يكون الاعتماد فقط على دائرة التيار كافياً. في هذه الحالة، قد تحتاج إلى إضافة مستشعر عزم للتحقق المزدوج.
إذن يمكننا تلخيص الأمر بمنطق بسيط: إذا كانت مفاصل روبوتك من أذرع صناعية عالية الدقة، أو روبوتات تعاونية (تحتاج إلى تفاعل بين الإنسان والروبوت)، أو الجزء العلوي من الروبوتات البشرية (أي الكتفين والمرفقين وأجزاء أخرى تحتاج إلى تحديد موضع عالي الدقة)، فمن المرجح أن تختار مخطط مخفض الهارمونيك. في هذه الحالة، يعد مستشعر عزم المفصل معدّاً أساسياً. لأن شفافية العزم في مخطط الهارمونيك منخفضة، لا يمكن التحكم في القوة بدقة دون مستشعر.
إذا كانت مفاصل روبوتك هي أرجل الروبوتات رباعية الأرجل، أو مفاصل الوركين والركبتين والكاحلين للروبوتات البشرية (أي الأجزاء التي تتعرض لتأثيرات متكررة أثناء الهبوط)، مع متطلبات عالية للتجاوب الديناميكي ومقاومة الصدمات، فيجب إعطاء الأولوية لمخطط الدفع شبه المباشر. في هذه الحالة، يمكن الاستغناء عن المستشعر، ويمكن التحكم في القوة عبر دائرة التيار؛ لكن إذا كنت تسعى إلى الدقة القصوى أو تحتاج إلى تكرار آمن، فلا يزال للمستشعر مكانه.
إذن لنعود إلى السؤال الافتتاحي: هل يجب عليك تركيب مستشعر عزم على مفاصل روبوتك؟ الجواب يعتمد على المخطط الذي تختاره، ومتطلبات الدقة لديك، وميزانيتك.
دورنا هو تقديم أكثر حلول استشعار العزم دقةً وموثوقية خلال عملية الاختيار المعقدة هذه. سواء كنت بحاجة إلى مستشعرات عالية الدقة لمخطط الهارمونيك، أو تريد إضافة مستشعرات زائدة لتحقيق أداء فائق في مخطط الدفع شبه المباشر، لدينا منتجات وحلول ناضجة.
الخاتمة
هذا كل شيء في هذا الفيديو. للحصول على حلول عالية الجودة لقياس القوة، يرجى متابعة شركة كونوي للتكنولوجيا. نراكم في المرة القادمة!
