Мобилната роботика получава по-компактен силов възел

Electromate представи високоефективното шарнирно задвижване maxon HEJ 90 — плътно интегриран актуатор, проектиран за следващото поколение мобилни роботи. Устройството обединява двигател, редуктор, задвижваща електроника и сензорика в херметизирана конструкция, създадена за реалните изисквания на движението.

Това представяне отразява нарастващия стремеж в индустрията към напълно интегрирани роботизирани стави. Инженерите вече поставят енергийната ефективност, намаляването на окабеляването и високата механична плътност пред модулните конфигурации от актуатори.

Плътност на въртящия момент среща компактен електромеханичен дизайн

HEJ 90 осигурява пиков въртящ момент до 140 Nm, като при специализирана настройка са възможни и по-високи стойности. Това ниво на мощност го поставя категорично в тежкия клас компактни роботизирани актуатори.

Въпреки производителността си ставата запазва компактен форм-фактор с маса под 2 kg. Този баланс позволява на инженерите да проектират по-леки крачещи и колесни роботизирани системи, без да жертват силовия потенциал.

Коефициентът ѝ на ефективност достига 86 процента, което намалява топлинните загуби при непрекъсната работа. Тази ефективност е от решаващо значение при автономни платформи с батерийно захранване.

Интегрирана система за движение в херметизиран модул

HEJ 90 интегрира безчетков двигател, прецизен редуктор, сервоелектроника и системи за обратна връзка в един корпус. Това премахва външното окабеляване на задвижването и намалява сложността на сглобяването на системно ниво.

Двойната комуникационна възможност осигурява управление в реално време в разпределени архитектури. Инженерите могат да реализират синхронизирано движение по няколко оси без отделни шкафове за задвижване.

Ставата поддържа контури за управление, базирани на EtherCAT, с бързи цикли на обновяване. Това подобрява бързината на реакция при движение в динамична среда, например по неравен терен или в пространства за съвместна работа между хора и роботи.

Условията на експлоатация определят инженерните приоритети

HEJ 90 е предназначен за среди, в които роботите трябва да работят извън контролираните производствени помещения. Устойчивостта на прах, влага и вибрации се превръща в основно изискване, а не в допълнителна характеристика.

Степента на защита IP67 предпазва устройството от сурови външни условия. Вътрешният термичен мониторинг и активното охлаждане осигуряват стабилна работа при непрекъснато натоварване.

Капацитетът за разсейване на топлина достига приблизително 250 W при условия на принудително охлаждане. Това прави продължителната работа с висок въртящ момент възможна при натоварващи работни цикли.

Къде компактните стави променят системния дизайн

Крачещите роботи, автономните системи за доставки и мобилните манипулатори се възползват от интегрираните стави. Тези платформи срещат трудности със сложното окабеляване и ограниченията на пространството при традиционните конфигурации на актуатори.

Чрез вграждането на управляващата електроника в ставата конструкторите на системи намаляват броя на възможните точки на отказ и подобряват механичната надеждност. Управлението на кабелите става значително по-просто при роботи с няколко оси.

Тази архитектура също съответства на по-широките тенденции в движението, наблюдавани при усъвършенствани платформи като екосистемите от серво задвижвания, при които интелигентността се премества по-близо до товара.

Индустрията се насочва към интегрирано задвижване

Роботиката се отдалечава от централизираните шкафове за задвижване. Вместо това всяка става вече функционира като независим интелигентен възел в разпределена мрежа за управление.

Тази промяна подобрява мащабируемостта при системи с множество крайници. Тя също съкращава времето за въвеждане в експлоатация на сложни роботизирани конфигурации.

HEJ 90 ясно представя тази посока, при която плътността на производителността и интеграцията имат по-голямо значение от модулното разделяне.

Инженерна гледна точка към подхода на HEJ 90

Подходът на Electromate не предефинира теорията на движението в роботиката. Той усъвършенства начина, по който въртящият момент, сензориката и управляващата електроника се обединяват физически в една става.

Това усъвършенстване е важно за мобилната роботика, където всеки грам, ват и милиметър влияе върху производителността на системата.

HEJ 90 показва как дизайнът на актуатора вече определя възможностите на робота в същата степен, в която ги определят и софтуерните алгоритми за управление.

*Даниел Рийв, репортер за индустриални системи с 12 години опит в управлението на движението и интеграцията на роботизирани системи, преди това е работил по проекти за сервоархитектури, включващи системи за автоматизация на Siemens, ABB и FANUC.*