机器人怎样上春晚的?
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作者: 发布于:2016/9/23 11:41:28 点击量:
  机器人怎样上春晚的?
  春晚总是伴随着大家的各种吐糟而收场,但在今年的春晚舞台上出现很多带有新时代特征的东西,比如航拍的无人机,跳“广场舞的机器人大妈”……
  刚上春晚的广场舞机器人就是基于这类的机器人,那么这样的智能机器人“大妈”又是怎么组成的呢?
  机器人的组成
  一个机器人由机械部分、传感部分和控制部分组成。
  机械部分
  机器人的机械结构系统由机身、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度,构成一个多自由度的机械系统。机器人按机械结构划分可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人、关节型机器人、SCARA型机器人以及移动型机器人。
  传感器部分
  它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,获取内部和外部环境中有用的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。人类的感受系统对感知外部******信息是极其巧妙的,然而对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。
  控制与驱动部分
  控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制。
  驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。采用的动力源不同,驱动系统的传动方式也不同。驱动系统的传动方式主要有四种:液压式、气压式、电气式和机械式。电力驱动是目前使用***多的一种驱动方式,其特点是电源取用方便,响应快,驱动力大,信号检测、传递、处理方便,并可以采用多种灵活的控制方式,驱动电机一般采用步进电机或伺服电机。
  其实这种机器人之所以能够实现这么流畅的动作,不仅仅是微型计算机的控制技术,也是与伺服电动机的飞速发展息息相关的。
  机器人的伺服电机系统,设备在感知外界信息后会快速传递给控制器,然后控制器会发出控制信号驱动伺服电机系统快速进行姿势调整。伺服电机系统在这里就是利用各种电机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体来获得机器人的各种运动。
  电机行业经过了历史的沉淀,可以说电机已经完全融入到人们生活的血液里。而伴随着电机质量要求的提升,电机测试行业也逐步兴起。生活每多一分美好,都会要求电机的工作多一分******。尤其是现在的伺服电机,要想保证它能在实际动态工况时有******的控制,前期的测试必须要有动态的测试环节来模拟一个动态的工况,致远电子的MPT1000电机测试系统首创了自由加载引擎技术,可实现对系统负载输出的自由动态控制和瞬态波形记录,完全满足对电机控制系统瞬态波形和响应时间的测量,是电机测试***可靠的选择。
  工业4.0来了,关于电机控制器的那点事
  摘要
  
  随着工业4.0大潮到来,无论是传统的变频电机控制技术、还是新兴的伺服机器人控制技术都得到了爆发式的增长。在这股行业大潮背景下,隐藏在电机和控制器(或变频器)亦渐渐暴露出来了。
  随着现在物联网和电机控制技术的飞速发展,工厂的生产制造自动化程度越来越高。像工业机器人原来只在汽车等高端产品的生产中使用到,但现在也越来越普及了,很多家电生产或机械加工厂家也开始引入机器人来替代传统的人力劳动。像广东省就以佛山顺德为试点,在以美的为首的多家大型行业领头企业中开展机器人产线应用项目,目的在于提升本地制造业智能化水平,促进制造业转型升级。在“中国制造2025”的大环节背景下,同样的政府和企业合作项目在全国正风风火火地执行中。
  而作为智能自动化生产工厂的核心设备:电机及其控制器(变频器),他们之间的关系却并没有我们想象这么简单。控制器的引入让电机的工况变得可调,可根据实际现场应用实现不同的动态性能输出(像机器人就是一个很好的例子),但电机和控制器之间也存在一些相互影响的因素,本文将一一为大家介绍:
  
  1、电机控制器引起的电机效率和温升问题
  
  无论是什么种类的电机控制器或变频器,在运行的过程中均存在不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。谐波会引起电机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗的增加,直接导致电机的真实效率降低,并且有可能出现温升过高问题。因此在做电机控制器的设计或选型时,其输出信号的谐波含有率是一项比较重要的指标
  解决方案
  既然要对电机控制器的输出信号进行谐波分析,就必须用到宽频带的谐波分析仪。当前行业的做法一般用多通道的功率分析仪来组件电机测试系统来进行测试。如图所示,在测试过程中实时采集电机和驱动器的电参数和机械参数,在分析电机和控制器的实时单独效率的同时,也可以把谐波测试结果记录下来,考量其余效率之间相互影响的关系。
  2、如何考量电机对频繁启动、制动的适应能力
  这个问题也非常常见。由于电机采用控制器供电后,可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动(即软启动),并可利用控制器多提供的多种制动方式来进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件。这一类的行业应用以伺服电机为主,像数控机床上的位置控制电机就是此类型电机控制系统的代表。
  那么既然电机的工况是经常变化的,在其自身的机械系统和电池系统处于循环交变力作用下,就有可能对电机的机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。另外对于伺服电机这类主要运行在动态启停的复杂工况的电机产品,其控制性能(包括电机和控制器之间的连接控制)都是需要做测试考量的项目。
  
  解决方案:
  为了满足当前电机和控制器的需求,就需要一套可针对伺服系统的电机、驱动器及整个控制系统进行完整性能分析与控制特性分析的设备。
  广州致远电子的MPT混合型电机测试系统可通过自由加载引擎技术对被试电机进行连续动态变化的负载加载,实现真实环境中被试电机的工况模拟,从而可开展对应的电机及控制的动态响应控制、实际工况仿真及老化等各类测试,让电机测试进入动态时代,满足当前电机行业尤其是机器人行业对运动控制相关项目的负载测试需求。

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