高效率和佛氏状机器人微波炉探究

　　国际金属加工网

　　一流制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　和佛氏状的Roomba Discovery机器人微波炉是美国iRobot公司Roomba系列机器人中的高端产品,在任务完成或电力不足时能手动返回电池组底座电池组。该产品附带两个无线遥控器,可远在20英尺(约6米)以外掌控操作。

在保洁各方面,这款Discovery机器人主要依赖两个平底锅杆(beater bar)和螺丝设计以及一圈淡黑螺丝,可彻底保洁墙边角落。它选用无纸袋会量箱来搜集所有的垃圾。尽管没有传统的高吸力,在我们非常有限的Hartwig中,Discovery的会量工作完成十分出色。

在开放性各方面,则选用双轮驱动力机制,并另附有两个炮身。这三个车轮都具有基本上的弹簧悬挂器(可展开手动高度控制)。此种驱动力轮结构提供更多了开放性,并只需单纯的直流电机即可,但滚轮掌控不是单纯的开或关这么单纯。在炮身器里有两个用以检验车轮转动速度的截纯量(optical chopper),透过计算发射装置/检验器光电出口处炮身叶片的中断来监视车轮的速度。此种监视还能提供更多掌控转为(透过使两个炮身转动速度快于另两个来实现转为)所需要的反馈,从而建立一类外部基本上“映射”,反映出房间的哪些区域已被洁净,还有哪些地方性仍需注意。透过此种跟踪探测,Discovery能确保手动吸尘中不会漫无目的地乱走一气。

　　关键性基本功所处

　　要让制作的机器人微波炉具有实用性,关键性基本功在于对周围环境的了解。当Roomba遇到障碍物或物体边沿时,由两个边沿检验器展开“减震”并打开炮身记号(wheels flag)。更重要的是,该器在机体四周使用了五个红外线(IR)发射装置/检验器接收器,这五个接收器不断检验是否有像楼梯这样的会使Roomba滑落的边沿,以防止滑落损坏。当器立足处是实实在在的天花板时,发射装置发出的红外线信号将散射回检验器。但若某一发射装置下是一块空地,将无红外线信号散射回来,表明可能有危险,于是就让Roomba倒退或停止以保护自己。整个器操作单纯、具智能性并价格低廉。

此外,“污垢检验”机能也是智能性的一类表现。由于天花板上总有一些地方性特别脏,Roomba会加长对该地方性的洁净时间。一旦此种地方性得到充分洁净后,该检验机能会通知Roomba可以继续前进了。

　　上面提到的感测器化解方案是一类极棒的低端方案。Discovery整合了一对基本上磁性麦克风,让这两个价格低廉的磁性盘式扬声器(和玩具及会说话的明信片中选用的相同)彼此相反。磁性器件的表面向外进入设备底部的洁净腔,以便于“聆听”尘屑的声音,当遇到污垢和碎屑时,产生小电流。若这些硬币大小的尘屑捡拾器及其相关运算放大器在洁净区域生成两个记号,意味着需要更大的洁净力度。一切归于宁静时,Discovery推断所有尘屑已被搜集完毕,然后继续前进。

图:Roomba Discovery机器人微波炉的外部Ramanathapuram

　　高集成度的掌控管理

　　该电子设备令人惊异地把设计中所需的所有感应器监视、电机驱动力、演算法处理和常规掌控集于一体,透过两个一流的飞思卡尔16位微掌控器MC9S12E128CPV来展开掌控管理。除了CPU内核外,这一部件还包涵128kb的SSD,8kb的RAM,以及大量外设组件,比如计时器、D/A放大器、多通道A/D放大器和若干串行接口。该MCU的外部数字电源电流(2.5V)由两个片上开关电源产生。在22.5mm×5cm的掌控器板上,除了几个信号控制运放组件和用于电机驱动力的众多功率晶体管之外,就只有分立式元件。

这款Discovery产品还内含两个包涵了红外线(IR)发射装置的电池组底座。该发射装置作为Roomba的信标,让它可以手动寻找电池组底座所处的地方性,时间到了就回家电池组。Discovery中还有两个电池组供电的可创建虚拟墙的器,能限制保洁范围,防止微波炉进入禁止地带。

　　所有这些外设都包涵有自己的利用高效率芯片细线装配的小型电路板器。电池组底座还包括两个额外的电路,用以化解微波炉的14.4V NiMH电池组组件的电池组掌控问题,这个电池组组件为整个系统提供更多能源,占了Discovery重量的很大比例。

Discovery设计的复杂程度有很大部分是机电各方面的,尤其是感应器、开关、电机及其相关联络人的集成。不客气地说,联络人的复杂程度大得可怕。要保证最终产品的成本效益,唯一的办法是选用高效率人力展开生产(该设备在中国生产)。

　　Roomba Discovery把一类主要演算法增值引入到了电机驱动力、障碍检验和除尘机能的基本上构架中。价格低廉的感应器化解方案,机能多样化的MCU和高效率人力的最终装配,这三者的结合创建出了一类非常实用的低于300美元的家庭机器人。

Roomba在互连各方面非常复杂。虽然半导体各方面的复杂程度主要集中在飞思卡尔的多外设掌控器上,但大量的感应器及附加电路板需要插头连接器以连接回中央电路板,这就意味着需要大量的电缆线束。由于这些电缆中大部分都是用于驱动力和微波炉电机的?D而它们都是在主电路板上展开能量驱动力的?D因而必须化解大电流噪声管理问题,选用两个Samxon的电解滤波器电容就可以消除噪声。

　　在污垢检验板上,磁性式尘屑拾取器的低电平信号必须保持纯净,故在这里噪声管理也十分重要。设计中选用了一对比较昂贵的但更有效的AVX钽电容,以防止对污垢检验的不良影响。总而言之,此种强有力的混合信号特性在整个设计中产生了对其它无源器件的大量需求。

　　:David Carey

　　总裁

　　Portelligent公司

声明：本网站所搜集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、整理上传，对此类作品本站仅提供更多交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供更多的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话： 或 。

　　发射装置接收器天花板弹簧扬声器玩具举报此信息

　　网友评论

　　匿名:

　　回复

　　取消回复

　　还没有人评论过，快抢沙发吧！

　　请填写验证码：

　　昵称

　　评论

　　相关链接

　　工业机器人柔性制造加工生产线该如何设计23-01-09多边折弯中心与机器人的有机结合：萨瓦尼尼P-Robot化解方案（上）

　　23-01-06

　　当打之年！5G进入工业连接新时代

　　23-01-05

国际金属加工网2023新年特刊：中国新发展 世界新机遇23-01-04优傲预测：2023年协作机器人市场五大手动化趋势（上）

　　22-12-30

　　ABB机器人超级工厂在沪正式开业

　　22-12-29

　　新能源锂电制造背后的未来“智造主力”— AMR工业移动机器人

　　22-12-29

　　igus轴承：全球首款全手动工业干式洁净机器人升级啦！

　　22-12-28

　　易格斯2023：坚持创新与合作，走绿色可持续发展之路

　　22-12-21

　　322台，中国机器人密度超越美国

　　22-12-19

　　工业机器人手动化行业的十大趋势

　　22-12-19

　　ABB超级工厂用机器人制造机器人

　　22-12-19

　　全球知名机器人制造商Universal Robots入驻igus的RBTX高效率手动化市场

　　22-12-16

高性价比的贴标机器人荣获2022年ROIBOT奖冠军

　　22-12-16

　　igus收购Commonplace Robotics的大部分股份，大幅提升创新能力

　　22-12-16

　　深化产教融合，培养“智造”人才 | 库卡机器人助力现代教育再上一层楼

　　22-12-16

　　英特尔助力机器人产业升级，“机器视觉+”将行之何方？

　　22-12-15

　　FANUC产品推荐

　　22-12-14

　　北京发那科： 智造无限 . 发启未来

　　22-12-14

　　并联机器人在3C领域零部件加工的应用

　　22-12-13

　　最新反馈

　　注册获取更多行业信息

　　暂无反馈

　　无须注册，轻松沟通

　　姓名

　　单位名称

　　电话

　　电子邮件

　　留言

　　详细需求信息请在此处填写