จะเลือกฮาร์ดแวร์สำหรับหุ่นยนต์ โครงกระดูกภายนอก อย่างไร?

เมื่อไม่นานมานี้ กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศได้ออกประกาศ " กำลังแนะนำ ความคิดเห็น บน เดอะ นวัตกรรม การพัฒนา ของ มนุษย์ หุ่นยนต์สสสส และประกาศของกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศเกี่ยวกับการออกประกาศ " กำลังแนะนำ ความคิดเห็น บน เดอะ นวัตกรรม การพัฒนา ของ มนุษย์ หุ่นยนต์สสสส ได้ผลักดันอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ที่มีรูปร่างเหมือนมนุษย์ในประเทศให้ถึงจุดสูงสุด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีบริษัทและสถาบันต่างๆ มากมายในประเทศและต่างประเทศที่ออกผลิตภัณฑ์ของตนเอง โดยแต่ละผลิตภัณฑ์จะแตกต่างกันออกไป รวมถึงไฮบริดไฮดรอลิกอิเล็กทริกและแบบเครื่องกลไฟฟ้าล้วน ซึ่งทั้งหมดต่างก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

โครงกระดูกภายนอกมีหลายประเภท ได้แก่ โครงกระดูกภายนอกแบบสวมใส่ได้ โครงกระดูกภายนอกสำหรับการฟื้นฟู โครงกระดูกภายนอกแบบยืดหยุ่น และโครงกระดูกภายนอกแบบขับเคลื่อน ปัจจุบันโครงกระดูกภายนอกสองประเภทแรกที่พบเห็นในตลาดเป็นประเภทหลัก และระดับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ก็ค่อนข้างสูงเช่นกัน โดยสองประเภทหลังนั้นส่วนใหญ่ใช้สำหรับการวิจัยและสำรองเทคโนโลยี

เนื่องจากหุ่นยนต์มนุษย์แบ่งออกเป็นส่วนบนและส่วนล่าง ส่วนบนจึงมักไม่มีข้อกำหนดด้านความเร็วและพลังระเบิดที่สูงเกินไป และไม่ต่างจากข้อต่ออุตสาหกรรมทั่วไปมากนัก ดังนั้นเรามาเน้นที่ส่วนล่างกันก่อน โปรเจ็กต์แต่ละโปรเจ็กต์มีข้อกำหนดด้านพลวัตที่แตกต่างกันสำหรับหุ่นยนต์ แต่ทั้งหมดหวังว่าจะสามารถทำงานเหมือนมนุษย์ได้ เช่น วิ่ง กระโดดสูง กระโดดไกล และบางครั้งอาจทำแบ็คฟลิปได้ ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดด้านข้อต่อสูงมาก โดยกำหนดให้ข้อต่อต้องมีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขของแรงบิดที่เพียงพอ นั่นคือ ความหนาแน่นของพลังงานต้องสูงเพียงพอ ทำให้มีข้อกำหนดด้านส่วนประกอบหลักแต่ละส่วนค่อนข้างสูง ข้อต่อโดยทั่วไปประกอบด้วยมอเตอร์ ตัวลด ตัวเข้ารหัส และไดรเวอร์

ประการแรกมอเตอร์

1. มอเตอร์แรงบิดแบบไร้กรอบ

มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงโรเตอร์ภายในมีน้ำหนักเบาและขนาดกะทัดรัด มีแรงบิดค่อนข้างมากในขนาดเดียวกันและเหมาะกับข้อต่อหุ่นยนต์มากกว่า ถือเป็นโซลูชันที่ค่อนข้างใหม่และค่อนข้างล้ำหน้า อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของต้นแบบนั้นค่อนข้างสูง และราคาต่อชุดก็เหมาะสมกว่า

2. มอเตอร์จานโรเตอร์ด้านนอก

มอเตอร์โรเตอร์ด้านนอกเป็นโซลูชันรุ่นเก่าและเป็นโซลูชันที่ใช้กันเร็วที่สุด เนื่องจากมอเตอร์ประเภทนี้ติดตั้งได้ง่าย แต่แรงบิดที่ไม่เพียงพอเป็นข้อเสียที่ใหญ่ที่สุด ดังนั้นผลิตภัณฑ์รุ่นที่สองของผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายจึงเริ่มถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์แรงบิดแบบไม่มีกรอบ

ประการที่สอง ตัวลด

ตัวลดที่ใช้อยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นตัวลดฮาร์มอนิก ปัจจุบันใช้ ลวี่ดี ในประเทศซึ่งมีประสิทธิภาพต้นทุนค่อนข้างสูง ตัวลดที่ดีกว่าคือ ฮาร์โมนิค ขับ แต่ต้นทุนประเภทนี้จะค่อนข้างสูง

สาม ไดรเวอร์

ผู้ผลิตโครงภายนอกหลายรายพัฒนาบอร์ดไดรเวอร์ของตนเอง และบางรายยังใช้ผลิตภัณฑ์ที่โตเต็มที่ในตลาด เช่น เอลโม่ ของอิสราเอล คอปลีย์ ของสหรัฐอเมริกา และ เซปคิเน ของเยอรมนี เป็นต้น ไดรเวอร์ต้องการรอบการรีเฟรชที่สั้นและเวลาแฝงที่ต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นในข้อต่อหลายจุด ไดรเวอร์ได้รับการปรับให้เหมาะสมตามกระแสของมอเตอร์ แรงดันไฟฟ้า และประเภทของตัวเข้ารหัส ความหนาแน่นของพลังงานสูงยังคงเป็นองค์ประกอบหลัก

ประการที่สี่ ตัวเข้ารหัส

ควรใช้ตัวเข้ารหัสที่มีต้นทุนต่ำและคุ้มต้นทุน หากไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำของตำแหน่งของปลายเอาต์พุตมากนัก โดยทั่วไปแล้ว จะเพิ่มค่าสัมบูรณ์แบบหลายรอบที่ปลายมอเตอร์ มีตัวเลือกต่างๆ มากมายให้เลือกใช้ เช่น ตัวเข้ารหัสแม่เหล็ก ตัวเข้ารหัสแบบคาปาซิทีฟ และตัวเข้ารหัสแบบเหนี่ยวนำ