01 Zaključek Najprej: To je visoko integriran mehatronski aktuator
Sodeč zgolj po videzu je ta spoj videti kot debel kovinski valj. Ko pa je razstavljen, se razkrije kot popolna robotska gibalna enota, ki združuje naslednje kompaktne podsisteme:
- Brezkrtačni motor: Pretvarja električno energijo v vrtilni moment
- Redukcijski mehanizem: Pretvori nizek navor motorja pri visoki hitrosti v visok navor pri nizki hitrosti za spoj
- MOS gonilnik moči: Dovaja nadzorovan tok trifaznemu motorju
- Glavni krmilni mikrokontroler: Izvaja krmiljenje motorja, vzorčenje signalov, komunikacijsko in zaščitno logiko
- Vzorčenje toka: Oceni izhodni navor in služi kot osnova za nadzor FOC
- Magnetni dajalnik: Zaznava kot vrtenja in položaj z več obrati
- Temperaturni senzor NTC: Spremlja toplotno stanje motorja
- Komunikacijski in odpravljalni vmesnik: Povezuje se s celotnim omrežjem za nadzor robota in podpira tovarniško testiranje in vzdrževanje
- Kovinsko ohišje in izhodna prirobnica: Prenaša strukturne obremenitve med premikanjem robota
To je največja razlika med humanoidnimi robotskimi sklepi in navadnimi motorji: standardni motorji se morajo le vrteti, medtem ko morajo robotski sklepi nenehno poznati svoj položaj, izhodni navor, varnostno stanje delovne temperature in preostalo izhodno zmogljivost.
02 Videz in struktura: votla gred, kovinsko ohišje in visoko tog izhodni konec
Slika 2: Sprednja stran spoja ima velik izhodni konec, pritrjen z gostimi vijaki, s skoznjo luknjo na sredini.
Najbolj opazna zunanja značilnost je osrednja skoznja luknja. Ta struktura ni zgolj dekorativna, temveč prinaša zelo praktične prednosti za celotno zasnovo robota:
- Napajalni kabli, komunikacijske žice in kabli senzorjev lahko sledijo krajšim potem.
- Kabelski snopi so manj verjetno izpostavljeni, če je več spojev povezanih zaporedno.
- Zmanjša se tveganje, da se žice med premikanjem sklepov pod velikim kotom strgajo, vlečejo ali zataknejo v mehanizme.
- Pri delih z več stopnjami svobode, kot so noge, pas in ramena, votla struktura pomaga izboljšati celotno gostoto sestavljanja robota.
Slika 3: Na strani je vidnih več sklopov vmesnikov, kar kaže, da ta spoj hkrati upravlja napajanje, komunikacijo, odpravljanje napak in morebitno verižno povezavo.
Kovinsko ohišje in gosto razporejeni sprednji vijaki razkrivajo, da je spoj zasnovan tako, da prenese znatne strukturne obremenitve. Ko humanoidni robot hodi, počepa ali vstane, njegovi spoji ne prenašajo le navora motorja, temveč tudi radialne sile, aksialne sile, udarne obremenitve in prehodni reakcijski navor. Zato morajo biti takšni moduli zasnovani kot integriran strukturni sklop, ki združuje motor, reduktor, ležaje in izhodno prirobnico.
03 Celotna postavitev tiskanega vezja: napajalna, krmilna, zaznavalna in komunikacijska vezja, integrirana na eni krožni plošči