DSPOWER startede i 2013 og er en producent med fokus på forskning og udvikling, fremstilling og uddannelse inden for robotservoer,intelligente robotservoer, drone-servoer og relateret tilbehør.
Siden grundlæggelsen har vi fokuseret på kravene til robotter og drone-servoer og designet og udviklet servoprodukter, der er egnede til robotbrugere.
I dag deler vi vores robotarmløsninger.
Robotarmen udfører bevægelseskontrol, ligesom at indsprøjte en sjæl i sit stålskelet, og servoen er den utroligt præcise kommando. I DSPOWERs R&D-værksted kan vi hver dag se disse komponenter forvandlet fra tegninger til levende mekaniske dansere.
I dag vil jeg fortælle jer, hvordan servoen får robotarmen til at fungere lige så fleksibelt som en menneskearm, hvilket involverer både præcise gear, der går i indgreb med hinanden, og intelligent planlægning.
Hvordan en servo styrer vinklen på en robotarm
Servoen har et yderst intelligent feedbacksystem. Et potentiometer overvåger udgangsakslens position i realtid, når det modtager et styresignal. Efter at have sammenlignet denne position med målpositionen justerer det straks motorens rotation.
Det svarer til at røre en genstand med hånden, mens du beskytter øjnene, hvor dine fingre kontinuerligt foretager små justeringer, indtil den præcise positionering er opnået. Servoen, som vi omhyggeligt har designet til rengøringsrobotter, bruger TTL-seriel kommunikation, der gør det muligt for hvert led at rapportere positionsdata uafhængigt.Dette sikrer, at når robotarmen forbliver i den forudindstillede vinkel, er fejlen mindre end 0,5 grader.
I praktiske anvendelser skal hvert led i en robotarm koordinere sig i forskellige vinkler. For eksempel, når man griber fat i en vippet kop, skal håndledsservoen kompensere for en 15 graders hældning, mens skulderservoen opretholder 30 graders støtte.
Denne koordinering med flere vinkler kræver, at servoerne reagerer hurtigt. Vi anvender et metalgearsystem, der kan opretholde positionsstabilitet selv under 85 kgf.cm drejningsmoment, ligesom ved at tilføje træthedsresistente muskler til robotarmen.
Hvorfor er det nødvendigt, at flere servoer arbejder sammen?
En enkelt servo kan kun udføre simple sving, men en robotarm skal fungere med den ultimative flydende bevægelse af en menneskehånd. Forestil dig at holde en pen og skrive; denne handling kræver koordineret bevægelse af håndled, albue og skulder.
I den femaksede robotstøvsuger, der er udviklet af vores partner, servoerne på det forreste trin bærer belastningen, servoerne på det midterste trin styrer forlængelsesbevægelsen, og servoerne på det sidste trin udfører fine bevægelser. Denne arbejdsdeling er som symfoniorkesterensemblet mellem de forskellige instrumenter.
I et multiservosystem er timingkontrol særligt kritisk. Vi havde engang et tilfælde, hvor en robotarm rystede, mens den greb fat i et æg. Vi opdagede senere, at dette skyldtes en forsinkelse på 10 millisekunder i responsen fra håndleds- og fingerservoerne. Ved at forbedre PWM-signalfordelingen var vi i stand til at opnå perfekt synkronisering af alle servoerne, som et trænet kor. Nu kan dette system problemfrit gribe et råt æg uden at knække det.
Hvordan påvirker servomomentet en robotarm?
Dette minder om følelsen af en menneskelig arm, der ryster.
Højere drejningsmoment er dog ikke altid bedre. For højt drejningsmoment øger energiforbruget og kan også føre til store strukturer. De servoer, vi har designet til stationære robotter, kanOpnå de mest delikate operationer med et drejningsmoment på 6,3 kgf.cmNøglen er at matche drejningsmomentet med robotarmens belastningskrav, ligesom man ikke altid behøver at stræbe efter maksimal hestekraft, når man vælger en bilmotor.
Sådan vælger du en robotarms servomodel
Når du vælger en servomodel, skal du tage robottens driftsscenarie i betragtning. Til applikationer, der kræver hyppige starter og stop, anbefales en digital servo med bremsefunktion. Et kundeeksempel, vi stødte på, involverede en automatiseret produktionslinje, der krævederobotarm til at opnå 20 præcise stop i minuttetKonventionelle analoge servoer ville lide af kumulative fejl, mens digitale servoer med deres højere opdateringshastighed løser dette problem perfekt.
Matchende dimensioner er også afgørende. Tidligere placerede nogle kunder standard servoer i kompakte robotarme, hvilket resulterede i dårlig varmeafledning. Vi udviklede efterfølgende en specialdesignet 26 mm griberservo, som er 40 % mindre, samtidig med at den opretholder et drejningsmoment på 3 kg·cm. Det er ligesom at skræddersy tøj til en robotarm – den skal give fri bevægelse uden at være for løs.
Hvad er forskellene i servostyringsprotokoller?
PWM-protokollen, der minder om en beat-beat-leder, transmitterer kommandoer via pulsbredde, mens TTL-seriens protokol, ligesom en samtale, kan transmittere mere komplekse parametre. I DSPOWER-laboratoriet sammenligner vi ofte disse to protokoller.
PWM er velegnet til simpel punkt-til-punkt-styring, som f.eks. at tænde eller slukke et lys, mensTTL kan modtage flere feedbacksignaler samtidigt, såsom position, temperatur og strøm.
I øjeblikket anvender flere og flere robotarme hybridprotokoller, såsom vores bioniske robotarmprojekt. Grundlæggende bevægelser bruger PWM-styring for at sikre realtidsydelse, mens finjustering med TTL overfører detaljerede parametre.
Det er ligesom at køre bil, hvor man skal bruge pedalerne til at styre hastigheden og instrumentbrættet til at overvåge status. Denne fleksible konfiguration gør det muligt for robotarme at tilpasse sig stadig mere komplekse arbejdsmiljøer.
Sådan forbedres servostyringens nøjagtighed
Forbedring af nøjagtigheden kræver både hardware og software. Inden for hardware bruger vi 0,1 mm præcisionsbearbejdede tandhjul for at reducere slør i transmissionen. En kunde rapporteredeen vedvarende 2 mm slingren for enden af robotarmenEfter undersøgelse fandt vi ud af, at dette var forårsaget af slør i tandhjulets indgreb.
Ved at udskifte tandhjulene med en spiralformet tandhjulsstruktur blev problemet løst. Dette minder om et urværk: nøjagtigheden af hvert tandhjul påvirker den samlede tidtagning.
Lige så afgørende er softwaren. Vores anti-shake-system forudsiger inertien i robotarmens bevægelse og kompenserer for den på forhånd. For eksempel genererer det under et nødstop et finjusteringssignal for at eliminere overskridelse forårsaget af inerti, ligesom en erfaren fører forsigtigt træder bremsepedalen ned for at sikre et jævnt og uhindret stop.
Opslagstidspunkt: 23. oktober 2025