合作伙伴
文化成就卓越 品牌創造價值
行業應用
Application plan
行業應用
您所在的位置:首頁>行業應用>服務機器人
“森創”伺服電動輪在服務機器人上的應用
時間:2019-11-12
面向服務機器人行業對電機的高要求,我司的伺服電動輪解決方案,具有突出的技術優勢,能夠完全適用于該行業。

行業背景及挑戰:

       最近幾年,隨著人工智能技術的發展,和國家的大力倡導,服務機器人公司,如雨后春筍般地落地生根,迅速涌現。例如,引導機器人、配送機器人、巡檢機器人、安防機器人、盤點機器人等等。而服務機器人行業的快速發展,也對機器人底盤用的運控控制電機提出了新的要求,一般的直流有刷電機或無刷電機配合減速機的結構,可能會無法滿足。例如,機器人要求電機低速特性好,從而能夠順利完成充電對樁或建立地圖;要求電機體積小、輸出力矩大;要求電機噪音低,以適應有人、安靜的室內場合;要求電機安全性高,能夠快速制動,以幫助機器人不發生撞人、撞墻等事故,讓機器與人和諧相處。

解決方案:

       面向服務機器人行業,我們特地推出了行業專用的伺服電動輪系統,以滿足客戶對底盤行進輪的各種嚴苛要求。以下為服務機器人行走電機解決方案:

產品組合:

       伺服電動輪10530NA1550F20+伺服驅動器DS20270C

 

產品組合的關鍵技術指標:

伺服電動輪  10530NA1550F20

電機外徑  

150/169/200mm*

安裝方式  

單邊安裝

電源電壓(V

DC 24

額定輸出功率(W

160

額定轉矩(Nm)

8

瞬間最大轉矩(Nm)

15

額定電流(A

14

瞬間最大電流(A

27

額定轉速(rpm

200

最高轉速(rpm

500

編碼器形式  

光電

編碼器線數  

1400

電機防護性能

防濺水#

   

*備注1: 該伺服電動輪有不同的輪胎或包膠形式。

#備注2:部分型號具備該功能。

 

伺服驅動器DS20270C

\

  • 引導機器人、配送機器人、盤點機器人等兩輪差速底盤,解決方案的系統框圖:


 

行業應用實景圖



 

  • 巡檢機器人等四輪底盤,解決方案的系統框圖:


     

  • 行業應用實景圖

  • 售賣機器人、配送機器人等雙差速運動單元,解決方案的系統框圖:

    備注:雙差速運動單元這種底盤形式,可以提高越障能力,且結構簡單,但運動控制算法相對復雜。

  • 行業應用實景圖

3. 技術優勢

面向服務機器人行業對電機的高要求,我們的伺服電動輪解決方案,具有突出的技術優勢,能夠完全適用于該行業。我們的技術優勢如下:

      1)載重能力強,可支持機器人總重高達80~100kg(根據越障要求不同)。

      2)低速特性突出、穩定性好,轉速低至1rpm仍能平穩運行。

      3)靜音性能優異,與傳統有刷或無刷電機+減速機方案相比,噪聲低很多,靜音效果好。

      4)節能省電,典型的外轉子伺服電機系統,電流-力矩效率高,節約能耗。

      5)體積小,結構簡單,便于安裝。

      6)加減速能力強,瞬間200%過載能力,可快速制動,讓機器人更加安全。

      7)驅動器和電機帶有溫度檢測功能,上位機可實時監測電機內部溫度,提高系統可靠性。

      8)標準和完整的CANopen協議,可靠完善的CAN總線數據包接受和處理機制,保證數據包完整,不丟包。驅動器內置終端電阻,可通過撥碼開關選用。

      9)驅動器具備兩輪差速算法,可在建立機械模型后,給定機器人的線速度、角速度來做整體控制。

      10)驅動器具備遠程升級功能,客戶可以通過CAN總線對驅動器進行升級,方便設備維護(開發驗證中)。

4. 客戶價值

       基于上述技術優勢,服務機器人行業客戶,可以采用該方案快速搭建底盤,形成產品。我們的解決方案也將給客戶帶來成本上的優勢,并且在產品設計、調試驗證、批量生產、售后維護等全生命周期,給客戶帶來超乎預期的價值。

1)行進輪系的部件成本對比:

       傳統方案是,機械輪系+減速機+電機+驅動單元;

       伺服電動輪方案是,伺服電動輪(已含輪胎)+伺服驅動器;

       可見,我們的方案,把輪系部件由四個減少為兩個,而且還不包括機械連接機構等零件,因此輪系或底盤成本可以得到優化。同時,伺服電動輪方案,相比傳統方案,還有低速特性好、靜音、制動距離短等諸多優勢,可見性價比很高。

2)產品設計階段,基于伺服電動輪的底盤設計非常簡單,客戶只需設計簡單的支架即可,由于省掉了減速機,而且電機體積小,可以支持客戶設計出體積小巧的機器人。伺服驅動器體積也同樣小巧,節省了機器人內部的寶貴空間;與上位機的通訊,可只用通訊線來實現與上位機的連接,簡單易行;同時驅動器集成了終端電阻,讓客戶組網更加簡便。

3)調試驗證階段,基于行業經驗,伺服驅動器已經集成了相應的默認參數,客戶僅需在默認參數基礎上,按照自己的應用屬性,簡單調整幾個參數即可,快速完成適合機器人的底盤系統。

4)批量生產階段,整個輪系減少了機械輪系、減速機等部件,讓生產過程變得簡單,生產部門僅需用螺絲把電機軸與支架緊固即可。同時,驅動器可以控制兩臺電機,相比于控制單臺電機的驅動器,減少了安裝步驟,減少了部分連接線,讓驅動器的生產也變得簡單。生產環節,安裝部件的減少,為客戶減少了工時,降低了風險,從而提高了機器人產品的可靠性。

5)售后維護環節,上位機可以通過CANopen/RS485等通訊方式,與驅動器進行通訊,實時監測電機的運行狀態,例如電機轉速、碼盤信號、電機負載率、電機內部溫度等等,幫助客戶在能夠遠程監測電機狀態。同時,如果客戶需要驅動器有軟件版本變更,可以采用遠程升級的方式來進行,對于分布于各地的設備,減少了很多現場維護的工作量,大大提升了維護效率。

       服務機器人行業仍在快速發展著,有著蓬勃的發展動力。隨著90后這代年輕人逐漸成為勞動者的主力,艱苦、重復的勞動,將會逐漸被機器人替代。而人工智能和自動化技術的發展,為這種需求,提供了答案。北京和利時電機的伺服電動輪方案,將會助力行業發展,為人們的美好生活添磚加瓦!

日本顶级黄色片