Kunstmatige Intelligentie Blog 2023
Er zijn verschillende soorten robotgewrichten. Het is handig om meer te weten te komen over deze verschillende gewrichten, zodat je de werking van de robots die je gebruikt beter kunt begrijpen.
Elk gewrichtstype heeft invloed op het bewegingsbereik en de mogelijkheden van uw robot.
De uitdaging voor nieuwere robotgebruikers is dat er verschillende manieren zijn om robotgewrichten te categoriseren. Dit kan ze verwarrend maken.
Een basiskennis van de soorten gewrichten kan u echt helpen om het meeste uit uw robots te halen. In dit artikel onderzoeken we de verschillende manieren waarop u naar typen robotgewrichten kunt kijken.
Hoe bepaal je verschillende soorten robotgewrichten?
Zoals veel mensen kijk je misschien gewoon naar een robot en zie je hem als een enkele machine. De robot werkt als een enkele eenheid. U kunt echter ook “inzoomen” op de robot en de onderdelen ervan bekijken.
Alle industriële robots zijn eigenlijk gewoon een ketting of verzamelingen van “gewrichten”. Robotgewrichten zijn mechanismen die beweging creëren in een of meer van de assen van de robot. Samen creëren de gewrichten van de robot de gewenste bewegingen van de ledematen van een robot.
Het is handig om meer te weten over de soorten robotgewrichten, zodat u kunt begrijpen welke robots het meest geschikt zijn voor uw behoeften.
Er zijn drie basismanieren waarop u robotgewrichten kunt categoriseren:
- Op type bediening
- Door kinematisch ontwerp
- Door gezamenlijke functie
Elk van deze biedt een nuttig perspectief op wat een bepaald robotgewricht doet werken. We zullen ze hieronder achtereenvolgens bekijken.
3 soorten robotverbindingen per bedieningstype
De eerste manier om robotgewrichten te categoriseren is op basis van hun bedieningstype. Een actuator verwijst naar elk mechanisch of elektromechanisch apparaat dat beweging creëert. De actuator genereert een kracht met behulp van een bepaald type energie.
Dit zijn de 3 basistypen robotactuatoren:
1. Elektrisch
Een elektrische actuator zet elektrische energie om in beweging met een elektromotor. Dit creëert een koppel dat het robotgewricht beweegt.
Elektrische actuatoren zijn waarschijnlijk het meest voorkomende type actuator in de robotica. Ze zijn snel, nauwkeurig en zeer draagbaar. Hoewel ze niet zo krachtig zijn als de andere 2 typen actuatoren, bieden ze een goede verhouding tussen kosten en sterkte.
2. Pneumatisch
Een pneumatische actuator creëert kracht door de toepassing van perslucht. Aangezien veel productiefaciliteiten al pneumatische leidingen hebben geïnstalleerd, kan dit een handige optie zijn en wordt het vaak gebruikt voor robotgereedschappen.
Voordelen van pneumatiek zijn onder meer de hoge snelheid en eenvoud. Het biedt echter een beperkt vermogen in vergelijking met hydrauliek en vereist veel meer extra hardware (pompen en leidingen) in vergelijking met elektrische systemen.
3. Hydraulisch
Een hydraulische actuator gebruikt vloeistof onder druk om beweging te creëren. Ze bieden meer kracht dan de alternatieven, daarom wordt hydrauliek vaak gebruikt voor zware toepassingen.
Hydraulische robots zijn vaak de sterkste met een hoge mobiliteit. Ze zijn echter duur, vergen veel onderhoud en kunnen erg rommelig zijn als de vloeistof lekt.
3 soorten robotgewrichten door Kinematic Design
Een andere manier om naar robotgewrichten te kijken, is door ze te classificeren op basis van hoe ze bewegen. Dit wordt bepaald door hun kinematisch ontwerp. Elk gewricht heeft een of meer vrijheidsgraden die verschillend zijn gerangschikt, afhankelijk van het gewrichtstype.
Hier zijn de 3 meest voorkomende gewrichtstypes volgens kinematisch ontwerp:
1. Lineair
Een lineair of prismatisch gewricht kan in een translatie- of glijdende beweging langs een enkele as bewegen.
Het is waarschijnlijk het eenvoudigste type gewricht dat je je kunt voorstellen en het gemakkelijkst te controleren. Door het gewricht te bedienen, wordt het langer of korter.
2. Revolutie
Een revolutief of roterend gewricht beweegt rond een punt met ongeveer één vrijheidsgraad. Je kunt een draaiend gewricht zien als het ellebooggewricht in je arm – het kan maar in één richting buigen.
De meeste industriële robots bestaan uit een reeks draaiende of roterende verbindingen. Als gevolg hiervan zijn er gevestigde controlestrategieën voor draaiende gewrichten.
3. Bolvormig
Een bolvormig gewricht kan in meerdere vrijheidsgraden rond een enkel punt bewegen. Je kunt een bolvormig gewricht zien als het bovenste schoudergewricht van je arm – het kan in meerdere richtingen bewegen, maar rond hetzelfde punt.
Sferische gezamenlijke controle kan behoorlijk complex worden. Soms is het gemakkelijker om het bolvormige gewricht te omschrijven als 3 draaiende gewrichten met een as die elkaar kruist op een gemeenschappelijk punt.
3 soorten robotgewrichten per functie
De laatste manier om naar robotverbindingen te kijken, is vaak de meest bruikbare voor industriële robotica. Hier kijken we naar de robotverbinding op basis van zijn functie of rol in een industriële manipulator.
De 3 functies van een industriële manipulatorverbinding zijn:
1. Schoudergewricht
Het schoudergewricht bevindt zich aan de basis van een robotmanipulator.
Het is vaak het grootste gewricht en bepaalt hoeveel de robot kan ronddraaien. Het heeft het grootste effect op de grootte van de werkruimte van de robot.
2. Ellebooggewricht
Het ellebooggewricht zit in het midden van de robotmanipulator.
Het heeft de meeste invloed op de tilkracht van de robot en bepaalt een groot deel van het bewegingsbereik van de robot. Als het ellebooggewricht beperkt is, is ook de werkruimte van de robot beperkt.
3. Polsgewricht
Het polsgewricht bevindt zich aan het einde van de robotmanipulator.
Het heeft het meeste effect op de positie van de eindeffector van de robot. Polsgewrichten kunnen vaak 360 graden draaien. Het is ook onderhevig aan meer trillingen veroorzaakt door de omgeving dan andere gewrichten.
Wat moet u echt weten over het ontwerp van robotarmgewrichten?
Nu je de basis van robotverbindingen kent, kun je iets meer begrijpen over hoe robots zijn ontworpen.
Tenzij u echter uw eigen robots bouwt, hoeft u waarschijnlijk niet veel meer te weten. Het is vooral nuttig als u weet welk type robot u gaat gebruiken en hoe u deze kunt toepassen op uw specifieke toepassing.
Met de juiste robotprogrammeertool kan de software de meeste complexiteit aan.
