Как работают роботы: Как устроены роботы. Часть 1

Как устроены роботы. Часть 1

Интересное о роботах

Городской робот NASA имеет программно-управляемые камеры и датчики, которые позволяют ему работать автономно в разных условиях. URBIE исследует области, которые могут представлять потенциальную опасность для человека.

На самом базовом уровне, человеческие существа состоят из пяти основных компонентов:

— Структура тела
— Мышечная система для перемещения тела
— Сенсорная система, которая получает информацию о теле и окружающей среде
— Источник питания для активации мышц и датчиков
— Мозг, который обрабатывает информацию от сенсорной системы и управляет мышцами.

Конечно, у нас есть и несколько нематериальных атрибутов, таких как интеллект и мораль, но на чисто физическом уровне они также входят в приведенный выше список.

Робот состоит из тех же самых компонентов. Типичный робот имеет подвижную физическую структуру, какой-либо электродвигатель, сенсорную систему, блок питания и компьютерный «мозг», который управляет всеми этими элементами.

По существу, роботы – искусственная версия живой жизни, это машины, которые копируют поведение людей и животных.

В статье далее рассмотрены основные концепции и принципы работы робототехники.

Joseph Engelberger, пионер промышленной робототехники, однажды заметил: «Я не могу определить, что такое робот, но я узнаю его, когда увижу.» Если вы рассмотрите все разнообразные типы машин, которые люди называют роботами, можно заметить, что почти невозможно придумать для них всеобъемлющего определения. Есть различные мнения о том, что представляет собой робот.

Вы, наверное, слышали что-то о некоторых из этих известных роботов:

— R2D2 и C-3PO: интеллектуальные роботы в фильмах «Звездные войны»
— Sony AIBO: роботизированная собака, которая обучается через взаимодействие с человеком
— Honda ASIMO: робот, который может ходить на двух ногах, как человек
— Промышленные роботы: автоматизированные машины, которые работают на сборочных линиях

— Человекоподобные андроиды из «Star Trek»
— Battlebots: дистанционно управляемые бойцы
— Марсоходы NASA
— HAL: бортовой компьютер корабля в фильме Стэнли Кубрика «2001: Космическая одиссея»
— Робот-газонокосилка
— Робот в телесериале «Затерянные в космосе»
— Mindstorms: популярной комплект робототехники Лего.

Все эти системы считаются роботами. К этому приводит широкое толкование слова робот. Большинство робототехников (люди, которые конструируют роботов) используют более точное определение. Они отмечают, что роботы имеют перепрограммируемый «мозг» (компьютер), который управляет телом.

Согласно этому определению, роботы отличаются от других перемещающихся машин, таких как автомобили, наличием компьютерного управления. Сегодня многие автомобили имеют бортовой компьютер, но функции его ограничены. Вы контролируете большую часть элементов управления в автомобиле непосредственно через различные механические устройства. Роботы также отличаются от обычных компьютеров своей физической конструкцией — стандартные компьютеры не имеют связанного с ними физического тела.

В следующий раз мы рассмотрим основные компоненты, из которых состоят современные роботы.

Теги: Honda ASIMO, Joseph Engelberger, URBIE, Городской робот NASA, устройство роботов, элементы робототехники

Как устроен промышленный робот? Краткий гид по структуре и движениям робота

1.

Роботы и человек. Так ли они отличаются?

Несмотря на кажущееся различие человека и промышленного робота, у них есть немало общего. Первое очевидное сходство – это суставы, места соединений костей человека и звеньев у робота, которые придают им подвижность. В основе промышленного робота лежит человеческая рука. Посмотрите на нее: кости и суставы в плече, локте и запястье, благодаря которым рука может свободно сгибаться и двигаться. По этому же принципу работает и робот, только вместо костей — звенья. Кроме того человека и робота объединяет и принцип передачи энергии звеньев к суставам для их движения.

Плечевой и локтевой суставы, кости – это звенья.

Роботы условно подразделяются на два типа в зависимости от расположения звеньев: 1) последовательно соединенные звенья и 2) независимые, параллельно соединенные звенья. Примером последовательного соединения (сочленения) является человеческая рука, поскольку ее суставы и звенья — плечо, предплечье и кисть — соединены последовательно друг за другом плечевым, локтевым и запястным суставами.

Существуют и более расширенные классификации промышленных роботов, которые рассматривают типы соединения и движение звеньев. Более подробно с видами промышленных роботов можно познакомиться в нашей статье

Какими бывают промышленные роботы? Шесть основных типов.

Рассмотрим принципы движения и внутреннюю структуру промышленных роботов.

2. Сравнение движения робота и человека

Рассмотрим механику движений робота шарнирного типа с последовательным соединением звеньев, который конструктивно схож с рукой человека.

Промышленный вертикальный шарнирный робот с последовательным соединением звеньев содержит, как правило, 6 суставов (осей).

На следующем изображении наглядно показано сравнение движений робота и человека.

Оси с 1 по 3 — это туловище и рука человека, а с 4 по 6 оси — запястье и кисть. Первые три оси перемещают кисть в пространстве, а следующие три оси двигают ей. Шестиосевая конструкция дает роботам свободу движения, даже большую, чем человеческой руке.

Предлагаем наглядно это посмотреть на видео.

3. Что нужно для движений робота? Структура робота

Далее мы рассмотрим внутреннее строение промышленного робота.

На рисунке ниже показана схема универсального шарнирного робота Kawasaki серии R малой и средней грузоподъёмности. Роботы серии R применяются для широкого спектра задач, от сборки электронных устройств до дуговой сварки. У роботов этой серии предусмотрено размещение кабелей и пневмотрубок внутри корпуса, благодаря чему удалось избежать возможных помех при работе дополнительного оборудования. Но, несмотря на это, роботы этой серии отличаются компактностью и высокой скоростью движений всех звеньев. Этот робот незаменим там, где нужен короткий цикл операций, в чем можно убедиться, симулировав работу робота в виртуальной среде, при офф-лайн программировании.

На рисунке выше наглядно видно, из чего состоит робот. Это металлическое основание робота, корпуса 1го, 2го, 3го звеньев, запястье, моторы, оборудованные энкодерами, редукторы и ременные передачи. Остановимся подробней на этих элементах робота.

I. Звенья

Корпус промышленного робота – сложносоставной и состоит из отдельных звеньев. Самое нижнее, нулевое звено – это основание робота. К нему через редуктор первой оси крепится, корпус первого звена, а к корпусу первого звена, через редуктор второй оси, корпус второго звена. Третье звено при помощи редуктора третьей оси, крепится к корпусу второго звена. Четвертое, пятое и шестое звенья образуют модуль называемый запястье. Запястье крепится к корпусу третьего звена через редуктор четвёртой оси.

II. Редукторы

Каждый сустав (или ось) робота состоит из мотора и редуктора. Этот узел принято называть приводом. Физически функцию сустава (сочленения), соединяющего два соседних звена робота, несут редукторы. Они представляют собой, как правило, законченное механическое устройство, с корпусом в виде составного цилиндра. С одной стороны редуктор крепится к звену N, где установлен мотор, с другой стороны к редуктору крепится корпус звена N+1.  

Редукторы нижних осей (с первой по третью) обычно имеют полую середину для того чтобы сквозь них можно было провести электрические провода и пневматические трубки для следующих осей и исполнительного органа (инструмента) робота. Однако, основной задачей редуктора является увеличение силы вращения мотора, за счет снижения скорости вращения. Внутри редуктора находится множество механических передач разного рода, устроенных таким образом, чтобы вращение вала двигателя преобразовывалось в более мощное вращение на выходе из редуктора, но с меньшей скоростью. Таким образом, уменьшая вращение мотора в 10 раз, можно достичь десятикратного увеличения мощности привода. Подобный принцип используется в велосипедной системе переключения передач. Велосипеды имеют разные размеры передних и задних звёздочек. Переключение передачи происходит переставлением цепи на звездочки разных размеров на заднем колесе. 

Когда выбрана высокая передача и число оборотов колес минимизировано, усилий для вращения педалей требуется меньше, но необходимо увеличить интенсивность их вращения, но ехать по крутым склонам становиться намного проще. Таким образом итоговая мощность увеличивается, при меньшей работе приводов, в данном примере, работе ног на педалях.

В видео описан принцип работы современного редуктора используемый в роботах.

III. Моторы

Звенья сочленённые посредством редукторов приводятся в движение, и удерживаются в определенном положении при помощи сервомоторов (серводвигателей)

Привод, функционирующий в суставе робота, позволяет перемещать руку вверх, вниз или вращать ею, преобразуя электроэнергию в механическое движение. Чаще всего в приводах роботов Kawasaki используются сервомоторы. Расположение серводвигателей в роботах серии R отмечено красными кружками на изображении ниже.

Сервомоторы — это высокопроизводительные моторы, способные точно контролировать положение и скорость, но не каждый тип сервомотора подойдет для современного промышленного робота, так как есть ряд строгих требований, например, точность перемещения до 0,01мм.

Как правило, самым распространенным источником энергии для приводов является электричество, но в некоторых моделях роботов встречается использование гидравлической или пневматической тяги. Некоторые гидравлические приводы уникальны тем, что они могут генерировать большую мощность, сохраняя высокую степень надежности.

Кстати, во роботах Kawasaki для тяжелой нагрузки используются высокопроизводительные сервомоторы переменного тока.

IV. Энкодер

Энкодер — это устройство, которое указывает положение (угол) вала вращения двигателя. При наличии энкодера, можно получить четкие данные о том, как и в каком направлении движется робот.

Самый простой – оптический энкодер, который представляет из себя диск с отверстиями, расположенными по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга, и прикрепленный к вращающемуся валу двигателя. Перпендикулярно к двигателю расположены с одной стороны два светодиода, а с обратной стороны – фотодиод для считывания интенсивности света от светодиодов.

Когда двигатель вращается вместе с диском энкодера, свет от диодов проходит через щели или блокируется, поэтому угол и скорость вращения можно определить путем считывания сигналов с фотодиода. Это позволяет сервомоторам точно контролировать положение и скорость.

В роботах Kawasaki установлены высокоточные многооборотные абсолютные энкодеры с 32 битным разрешениям кодовых дисков. Даже при выключенном питании от контроллера, такой энкодер всегда будет фиксировать поворот в том числе более 360° так, как будет питаться от батарейки в руке робота. Поэтому при случайном сдвиге, при транспортировке или монтаже, не потребуется дополнительно настраивать изначальное положение звеньев робота.

V. Трансмиссия, ременная передача

Трансмиссия или ременная передача — является компонентом, который передает крутящий момент, вырабатываемый приводами и редукторами и преобразует его в движение робота. Трансмиссия также способна изменять направление и величину мощности привода. Рассматривая велосипед в качестве примера. Цепь, которая соединяет переднюю звезду с задним колесом, является трансмиссией. Так велосипеды и передвигаются, начиная с вращения педалей и передавая вращательную энергию на заднее колесо с помощью трансмиссии.

Этот принцип также применяется внутри промышленного робота. Двигатель, используемый в роботах, обычно размещается рядом с суставами, но его также можно разместить вдали от суставов, используя трансмиссионные механизмы, такие как ремни и шестерни. Такая схема применяется в запястье роботов серии R от Kawasaki, что позволило сделать запястье более компактным.

 

4. Инструмент робота (EOAT)

В западной литераторе можно встретить термин End of arm tooling (EOAT), что дословно переводится как инструмент на конце руки. 

Люди могут выполнять различные задачи, используя инструменты, роботы недалеко ушли. Касательно промышленных роботов, как правило они производятся без основного инструмента, который должен крепиться к концу запястья робота. Это может быть захват, сварочная горелка или покрасочный распылитель и многое другое оборудование. В соответствии с задачей и технологией производства инженер на стороне поставщика или на стороне будущего владельца, дополнительно комплектуют робота необходимым оборудованием.

Если нужна универсальность, то можно установить устройство смены инструмента, и робот сможет выполнять несколько задач в рамках одного комплекса. Подробнее с инструментами, роботами и их применениями в производстве вы сможете узнать на страницах нашего сайта.

В видео ниже в качестве инструмента используется нож для надрезов будущего багета

 

Мы подробно рассмотрели самые важные составляющие промышленного робота, но кто управляет всем этим?

5. Мозг промышленного робота — контроллер

По определению робот это автономное устройство, способное выполнять операции в автоматическом режиме. Поэтому нужно чтобы кто-то или что-то управляло всеми компонентами робота. Этим управляющим устройством является контроллер промышленного робота.

К контроллеру подключается пульт обучения робота, с помощью которого можно запрограммировать траектории его движения и создать управляющую программу по выполнению определенной последовательности действий роботом. К контроллеру промышленного робота можно подключить датчики, инструменты или других роботов и синхронизировать их действия между собой или их взаимодействие с другим оборудованием или оператором.

6. Заключение

В этой статье мы рассмотрели базовую структуру промышленных роботов. Теперь вы имеете представления какие компоненты составляют основу робота и где они расположены. Многие могут подумать, что нет необходимости знать как робот устроен, при рассмотрении вопроса внедрения роботов на свое производство. Тем не менее, эти общие знания помогут определить какой именно робот вам нужен, с каким потенциалом движений, точностью, количеством осей и каким инструментом оснастить для решения ваших производственных задач.

В нашем каталоге вы найдете подробные спецификации по роботам, а также информацию по их возможностям.

Чтобы выполнить вашу производственную задачу наиболее эффективным способом потребуется наиболее подходящий робот. Наши сотрудники всегда рады будут помочь в подборе робота и инструмента для него.

Навигация по статье:

1. Роботы и человек. Так ли они отличаются?
2. Сравнение робота и человека
3. Что нужно для движений робота? Структура робота
   1. Звенья
   2. Редукторы
   3. Моторы
   4. Энкодер
   5. Трансмиссия, ременная передача
4. Инструмент робота (EOAT)
5. Мозг промышленного робота — контроллер
6. Заключение

Как работают роботы?

Вы можете думать о роботе как о машине, управляемой компьютерным приложением. Компоненты робота образуют две большие группы: аппаратное и программное обеспечение.

Аппаратное обеспечение

Аппаратное обеспечение робота включает корпус, двигатели и датчики.

Форма корпуса зависит от типа робота или области применения. Некоторые примеры тела робота включают роботов-гуманоидов, роботов только с руками, роботов только с ногами и колесных роботов. Корпус в основном покрыт металлом, пластиком или каким-либо другим материалом (например, углеродным волокном), который защищает внутреннюю часть робота. Важным аспектом защиты является то, что с каждым дополнительным граммом моторы и потребление энергии должны корректироваться.

Двигатели перемещают робота и его части. Существует несколько типов двигателей, которые применяются в робототехнике, включая двунаправленные шаговые двигатели, вращательные двигатели, насосы и вибрационные диски. Если у робота сложное тело, необходимо синхронизировать несколько двигателей. Синхронизация двигателей обычно выполняется в микромасштабе. Это означает, что управление моторами для определенных действий, таких как шаг вперед левой ногой или подъем правой руки, предопределено. Когда робот выполняет сложные задачи, последовательность этих предопределенных задач выполняется в произвольном порядке — таким образом, робот идет от А к Б или захватывает какой-то объект и приносит его в целевую область.

Датчики используются для сбора данных об окружающей среде, которые затем могут быть обработаны компьютером, чтобы он мог понимать окружающую среду и выполнять соответствующие действия. В роботов может быть встроен широкий спектр датчиков, включая камеры, микрофоны, датчики давления, термометры, измерители влажности, датчики положения, датчики скорости, датчики местоположения и тактильные датчики, и это лишь некоторые из них.

Энергия нужна роботу — без нее робот не может двигаться и думать, что буквально означает запуск алгоритмов на компьютере. Источником энергии обычно является электричество, от электрической сети по проводам, от встроенного аккумулятора или от солнечной энергии. Иногда роботы работают на газе. Назначение робота обычно определяет, какой вариант лучше.

Программное обеспечение

Программное обеспечение управляет роботом. Без программного обеспечения робот не сможет работать. Во многих случаях программное обеспечение робота имеет параметры, которые можно настроить, например, с помощью приложения для смартфона или с помощью специального устройства ввода, например кнопок.

Программное обеспечение может быть встроенным «зашитым» решением, которое нельзя изменить позже. Этот подход обычно используется в более старых или более простых роботах. В более совершенных решениях программное обеспечение можно обновлять удаленно через Интернет. Владелец робота может даже не заметить обновления. Возможность удаленного обновления или обновления программного обеспечения помогает разработчику робота вводить новые функции, улучшать обслуживание или исправлять возможные ошибки. Третий тип программного обеспечения допускает незначительные или значительные модификации или даже позволяет разрабатывать программное обеспечение с нуля в случае роботов общего назначения, как обсуждалось ранее.

Робототехника и ИИ

ИИ становится основной программной технологией и, без сомнения, сыграет важную роль в будущем робототехники. Возможные области применения робототехники настолько богаты, что для разных роботов могут потребоваться разные методы ИИ.

Компьютерное зрение на основе искусственного интеллекта уже доказало свою эффективность во многих областях. Роботы с камерами, скорее всего, будут использовать искусственный интеллект для анализа изображений и видео. Это может включать обнаружение объектов на изображениях, измерение расстояний, распознавание объектов и людей и прогнозирование их движения, обнаружение опасностей и улучшение качества изображения камеры.

Обработка звука и речи — еще одна хорошо изученная область искусственного интеллекта. Следовательно, если у робота есть микрофон или микрофоны, с помощью алгоритмов ИИ можно записывать и анализировать звук и речь окружающей среды. В зависимости от предметной области задачи могут включать в себя обнаружение голоса, распознавание речи, распознавание звука и событий, а также измерение отношения сигнал/шум, и это лишь некоторые из них. Роботы с динамиками могут использовать технологии преобразования текста в речь, чтобы передавать информацию пользователям голосом, похожим на человеческий.

Роботы, особенно социальные роботы, используют камеру, микрофон и динамики, чтобы понимать свое окружение. Благодаря передовым алгоритмам обработки естественного языка и речевым технологиям роботы могут общаться с людьми, иногда даже способом, напоминающим общий интеллект. Поскольку эти передовые алгоритмы ИИ требуют огромной вычислительной мощности компьютера, некоторые роботы запускают эти алгоритмы в облаке.

Роботы, которые собирают данные с датчиков (датчиков расстояния, силы, тока, напряжения, температуры или влажности и даже камер и микрофонов), могут использовать алгоритмы ИИ для обнаружения самых первых признаков возможных сбоев. Это означает, что эти роботы могут остановить работу, чтобы предотвратить сбои, или могут указать, что необходимо обслуживание, прежде чем возникнут более серьезные проблемы (также называемое профилактическим обслуживанием). Оба подхода необходимы в производстве и сельском хозяйстве, чтобы избежать дефектных продуктов и товаров или более длительных простоев.

Движение и устойчивость роботов также можно оптимизировать с помощью алгоритмов ИИ для лучшей адаптации к среде, в которой перемещается робот, и к объектам, с которыми взаимодействует робот. Иногда это можно сделать даже в среде моделирования перед использованием робота, а затем программное обеспечение, созданное в этой среде моделирования, адаптируется к реальному миру.

Это общие решения для робототехники и ИИ, однако возможности выходят далеко за рамки этих примеров. Поскольку робототехника и искусственный интеллект являются новыми технологиями, в будущем, вероятно, будут разработаны новые интересные интеллектуальные решения.

Идет загрузка…

Простое объяснение того, как работают роботы

Роботы, машины, которые могут выполнять человеческие задачи, всегда интересовали технических энтузиастов и широкую публику. От проводных до роботов-гуманоидов основы работы и принципы проектирования остаются прежними. Узнайте точную работу робота здесь.

Знаете ли вы?

Unimate , был первым цифровым и программируемым роботом, который был изобретен Джорджем Деволом в 1954.

Роботы можно приблизительно определить как электромеханические устройства, которые приводятся в действие определенными агентами ввода, такими как датчики или преобразователи, и управляются компьютерной схемой. Определение робота звучит сложно, но понять работу самой машины не так уж и сложно.

Почти так же, как мы, люди, получаем сигналы от наших органов чувств, обрабатываем их в нашем мозгу и выполняем желаемое действие; у роботов тоже есть такие же строительные блоки. Входные данные для роботов поступают через датчики, обработка выполняется блоком ЦП, после чего получается желаемый результат.

Прежде чем узнать о работе различных типов роботов, давайте сначала рассмотрим основные принципы работы робота.

Объяснение работы робота

Любой робот состоит из трех частей: датчиков (для ввода), ЦП (процессор) и механических действий (для вывода).

Сенсорные входные данные, которые получает робот, могут быть любыми: от запаха, осязания, визуальных различий и т. д. Центральным процессором является микропроцессор или микроконтроллер, который обрабатывает это входное количество, ищет соответствующую функцию для выполнения из ранее поданных или запрограммированный набор инструкций, а затем отправляет сигнал на выходной порт.

При получении этого сигнала робот выполнит требуемое действие. Давайте возьмем пример робота, который остановится, как только соприкоснется с любым препятствием.

Робот : Обход препятствий
Ввод: Касание
Вывод: Останов двигателей
Цель: В этом примере робот должен свободно двигаться в любом направлении и останавливаться при столкновении с любым объектом.

Как только робот соприкасается с любым объектом, активируется его датчик ввода (касание). Этот датчик отправит сигнал на блок обработки, как только он включится. ЦП просматривает свой набор инструкций, чтобы найти соответствующее действие, которое должно быть выполнено при приеме этого сигнала.

Инструкция здесь не что иное, как программа, которая передается роботу. Поскольку желаемой функцией является остановка движения робота, ЦП отправит сигнал «Стоп» на выходной модуль (цепь двигателя). Таким образом, робот перестанет двигаться.

Хотя выбор компонентов осуществляется в соответствии с применением, здесь перечислены некоторые наиболее часто используемые компоненты.

Блок ввода

Ввод данных в робот осуществляется через датчики и преобразователи. Различные датчики, используемые в робототехнике:

• Контактные/сенсорные датчики
• Датчики температуры
• Световые датчики
• Датчик звука
• Датчик приближения
• Датчик расстояния
• Датчик давления и т. д.

В зависимости от типа выхода датчика, цифрового или аналогового, определяется дальнейшая схема.

Блок обработки

Что касается блока обработки, то может использоваться микроконтроллер или микропроцессор. Этот выбор будет зависеть от загрузки автомобиля. Микроконтроллер дешевле и его легче программировать, чем микропроцессор. Однако микроконтроллер имеет очень низкую выходную мощность и поэтому не может управлять большими нагрузками.

С другой стороны, микропроцессор, аналог ПК, может управлять большими нагрузками на своем выходе. Сложность операций, выполняемых роботом, будет зависеть от его процессорного блока.

Блок вывода

Блок вывода робота зависит от его движущей нагрузки. Наиболее распространенные выходные устройства:

• Актуатор
• Реле
• Динамики
• Экраны для компакт-дисков и т. д.

В зависимости от заявок оператор меняется. Для проводных приложений используются кабели и провода, а для беспроводных роботов используются технологии RF, RFID, Wi-Fi, DTMF и т. д.

Теперь давайте посмотрим на работу двух основных типов роботов―проводных и беспроводных роботов.

Работа проводного робота

Как следует из названия, эти роботы управляются проводными устройствами.

Здесь используется клавиатура, джойстик или переключатели. Когда нажимается определенная клавиша, она отправляет определенный сигнал напряжения на следующую схему. Если устройство ввода является аналоговым по своей природе, его выходным сигналом будет сигнал напряжения, а если сигнал цифровой по своей природе, его выходным сигналом является двоичная форма единиц и нулей.

Этот сигнал считывается схемой кодера, которая кодирует сигнал в формат, распознаваемый средой передачи. Схема энкодера выдает последовательный выходной сигнал, который подается в среду передачи, т. е. по проводу/кабелю. Этот закодированный сигнал принимается схемой декодера, которая декодирует сигнал в формат, понятный выходному устройству.

Давайте подробно рассмотрим работу проводного робота на следующем примере.

Робот : Роботизированная машина
Ввод: Переключатель
Выход: Вращение двигателей по часовой стрелке
Назначение: Для движения роботизированной машины вперед

клавиатура с четырьмя переключателями, по одному для каждого направления. Если вы хотите переместить робота в прямом направлении, нажимается соответствующий переключатель.

Нажатие клавиши подаст выходной сигнал напряжения на схему энкодера, тогда как другие клавиши подадут выходной сигнал напряжения 0. Так что в идеале параллельный вывод с клавиатуры будет 1 0 0 0 (Вперед, Назад, Вправо, Влево). Этот параллельный выход будет подаваться как параллельный вход на схему энкодера, скажем, HT12E.

Эта ИС энкодера является наиболее часто используемой схемой в робототехнике. Этот параллельный вход преобразуется энкодером в последовательный выход и подается на соединительный провод. Провод будет передавать эти сигналы на схему декодера.

Здесь декодер HT12D преобразует этот последовательный вывод в параллельный. Этот параллельный выход подается на двигатели постоянного тока через драйвер двигателя IC L293D. Логика 01 будет вращать двигатели по часовой стрелке, что приведет к движению робота-автомобиля вперед.

Работа беспроводного робота

Беспроводная технология используется сегодня в большинстве роботов, от автономных до роботов-гуманоидов. Работа беспроводного робота аналогична работе проводного робота, за исключением изменения несущей схемы. Беспроводная технология поставляется в паре передатчик-приемник.

Для передачи выходных сигналов по беспроводной среде выбирается подходящая частота. В зависимости от частоты передачи выбираются антенны передатчика и приемника. Качество передаваемого сигнала зависит от эффективности этих антенн. Давайте подробно изучим работу беспроводного робота на примере роботизированного автомобиля.

Робот : Роботизированная машина с радиоуправлением
Ввод: Переключатель
Выход: Поверните двигатели по часовой стрелке и включите светодиод
Назначение: Для перемещения роботизированной машины вперед проводных роботов, беспроводные роботы будут иметь входной модуль, который будет обеспечивать параллельный выходной сигнал в зависимости от соответствующей нажатой клавиши. Этот параллельный выход преобразуется в последовательную форму схемой энкодера.

Эти последовательные данные подаются на схему радиочастотного передатчика, которая выполняет модуляцию амплитуды входной волны. Это изменение амплитуды известно как амплитудная манипуляция (ASK). Радиопередатчик посылает этот сигнал ASK через свою антенну.

Эти данные обычно передаются на частоте 433 МГц (свободная полоса частот) со скоростью 1–10 Кбит/с. Эти данные принимаются антенной приемника и отправляются в схему радиочастотного приемника. Эти данные преобразуются приемником в последовательный вывод и передаются в модуль ЦП. Блок ЦП может быть либо микроконтроллером, либо микропроцессором.

Декодирование последовательных входных сигналов выполняется процессором. Он отправит эти данные на соответствующие контакты, которые, в свою очередь, отправят параллельные выходные сигналы в схему драйвера двигателя.

Водитель мотора будет поворачивать моторы в соответствующем направлении, чтобы двигать колеса робота-автомобиля. ЦП в этом случае используется для управления более чем одним устройством вывода. Наряду с двигателями ЦП может включать и выключать светодиод или запускать зуммер.

При выборе различных компонентов необходимо учитывать потери и интерференционные эффекты. Радиочастота является наиболее предпочтительной беспроводной средой, поскольку она может передаваться на большие расстояния и не является технологией прямой видимости.