Mótorinn er lykilþáttur í vélmenni stýrivélakerfinu og ber ábyrgð á hreyfingu og stjórnun vélmenni. Byggt á rafsegulreglum umbreyta mótorar raforku í vélræna orku, sem aftur knýr líkamlega hreyfingu vélmennisins. Nú á dögum geta vélmenni framkvæmt aðgerðir, allt frá einföldum hjólasnyrtum til mjög flókinna læknisaðgerða, ferli sem venjulega er stjórnað af vélmenni stýringum, sem senda stjórnmerki til mótoranna í þeim tilgangi að framkvæma þessar aðgerðir. Fyrir vikið ákvarða mótorarnir sem eru valdir í vélmenni og driflausnir þeirra að mestu leyti nákvæmni, hraða, tog og aðra mikilvæga frammistöðu eiginleika vélmennisins.
Tegundir mótora sem notaðir eru í vélmenni
Það eru til ýmsar gerðir af mótorum sem notaðir eru í vélmenni, þar á meðal DC mótorum, servó mótorum og stepper mótorum osfrv. Hver þessara mótora hefur einstaka eiginleika fyrir margvísleg forrit.
1. DC mótorar
Bein straumur (DC) mótorar eru mjög tegund mótora sem notaðir eru í vélfærafræði, þeir eru einfaldir í notkun og stjórnun og hafa gott svið hraða. DC mótorar eru frekar flokkaðir í burstaðar og burstalausar gerðir.
Burstaðir DC mótorar: Þessir mótorar samanstanda af snúningi armature, fastan stator og commutator. Burstarnir eru í líkamlegu snertingu við commutatorinn og þess vegna er tiltölulega auðvelt að stjórna þessari tegund mótors. Hins vegar þarf að skipta um burstana af og til þegar þeir slitna með tímanum, sem leiðir til hærri viðhaldskostnaðar.
Burstalausir DC mótorar: Burstalausir DC (BLDC) mótorar eru dæmi um gerð mótors sem notar rafræna pendil. Þeir nota stjórnandi til að breyta stefnu straumsins í stað þess að nota bursta. Vegna þess að BLDC mótorar fjarlægja burstana og einu hlutarnir sem slitna eru legurnar, hafa þeir betri afköst, lægri rafmagnshljóð og meiri áreiðanleika. Til samanburðar eru burstalausir DC mótorar skilvirkari, áreiðanlegri og hafa lengri þjónustulífi en burstaða mótora, en burstalausir DC mótorar þurfa vélbúnaðar/hugbúnaðarstjórnunarkerfi fyrir rétta hraða og togstýringu og geta verið hærri í kostnaði en burstaðir mótorar.
2, servó mótor
Servó mótorar samanstanda af DC mótor, gírkassa, potentiometer og stjórnrásum og eru þekktir fyrir nákvæmni þeirra. Hægt er að stjórna staðsetningu servó mótors mjög nákvæmlega með því að nota púlsbreiddar mótun (PWM) merki, sem gerir það sérstaklega hentugt fyrir forrit sem krefjast nákvæmrar hreyfistýringar.
3, Step Motor
Stepper mótorar vinna á annan hátt en DC mótorar og servó mótorar að því leyti að þeir veita framúrskarandi stjórn á stöðu og hraða með mikilli hreyfingu. Stepper mótorar nota stafrænt stjórnkerfi sem veitir mikið tog á lágum hraða, sem gerir þá tilvalin fyrir forrit sem krefjast þess að álagið sé haldið í ákveðinni stöðu í langan tíma.
Ég er viss um að þú hefur tekið eftir því að þú sérð sjaldan AC mótora sem notaðir eru í vélfærafræði. Það eru nokkrar meginástæður fyrir þessu fyrirbæri:
Í fyrsta lagi,Stjórnin er flókin. DC mótorar eru tiltölulega einfaldir að stjórna; Þeir veita stöðugan og stöðugan straum, sem gerir það auðvelt að stjórna hraða, tog og stefnu. Servo mótorar og stepper mótorar eru einnig í meginatriðum DC tæki sem veita yfirburði stjórn á stöðu, hraða og hröðun. AC mótorar þurfa aftur á móti að treysta á tíðni AC aflgjafa til að stjórna breytum mótorsins, sem gerir þá flókna að stjórna hvað varðar hraða og tog.
Í öðru lagi,Rafmagnið er óhagkvæmt. Flest vélfærakerfi nota rafhlöður sem aðal aflgjafa og veita DC afl. Viðbótarþættir eru nauðsynlegir til að umbreyta DC í AC, sem eykur flækjustig mótorstjórnunarkerfisins annars vegar og dregur úr orkunýtni hins vegar.
Þriðja,Það er enginn kostur að stærð og þyngd. DC mótorar, sérstaklega burstalausir DC mótorar, geta veitt mikið tog-til-þyngdarhlutfall, sem gerir þá hentugri fyrir farsíma vélmenni forrit. Að lágmarka þyngd er mikilvægt íhugun í farsíma vélfærafræði forritum. AC mótorar, sérstaklega örvunarmótorar, hafa tilhneigingu til að vera þyngri fyrir sömu afköst.
Þrátt fyrir þessa annmarka eru AC mótorar stundum notaðir í sumum iðnaðar vélmenni fyrir sérstök verkefni sem þurfa mikinn kraft og hraða frekar en mikla nákvæmni. Til dæmis er hægt að nota AC örvunarmótora til að keyra færibönd í sjálfvirkum verksmiðjuframleiðslulínum.
Framtíð vélmenni vélknúnir
Vélknúin rafeindatækni er að flytja frá stjórnskápum og er verið að samþætta beint í vélmenni samskeyti, draga verulega úr þyngd vélmenni, flækjustig raflagna og kerfiskostnaður Þessi þróun er að knýja framleiðendur íhluta til að þróa lausnir sem gera kleift að fá virkari samþættingu í smærri IC pakka. Á sama tíma þurfa rýmisþvinganir einnig meiri orkuþéttleika og orkunýtni fyrir vélknúin drif og stjórntæki. Gan fets með samþættum hlið ökumanna geta aukið orkunýtni í meira en 99% fyrir vélknúna drif og stjórnunarlausnir í næstu kynslóð vélmenni.
LMG3422R050 í Texas Instruments er 600V GAN FET með samþættum ökumanni og vernd. Tækið samþættir kísilbílstjóra og er borinn saman við hefðbundnar sameiginlegar, sameiginlegar hliðaraðferðir, þessi arkitektúr veitir yfirburði rofaárangur með skiptishraða allt að 150V/ns. Að auki verndar þessi samþætta bílstjóri GAN tækið gegn ofstraumi, skammhlaupi, vanspennu og ofhitnun.
Robotics forrit hafa stækkað frá framleiðslu til atvinnugreina eins og neytenda, læknisfræðilegra og jafnvel sjálfkeyrandi bíla, og næst munum við sjá fleiri tækifæri til vélfærafræði og mótoreftirlits í nýjum og nýstárlegum forritum við Stanford háskóla sem nýlega fann upp leið til að auka árangur rafmótora með því að nota nýja gerð af stýrimanni sem gerir þeim kleift að framkvæma kraftmeiri. Með skilvirkari mótorum munu vélmenni geta ferðast lengra og sinnt fleiri verkefnum og vélmenni gæti jafnvel getað keyrt allan daginn, frekar en aðeins í klukkutíma eða tvo áður en hann þarf að vera endurhlaðinn, opnast enn fleiri umsóknar atburðarás fyrir framtíð vélfærafræði!
Samkvæmt spá og greiningu á markaðsrannsóknum bandamanna var markaðsstærð Global Robotics áætluð 62,75 milljarðar dala árið 2019 og er búist við að hún muni ná 189,36 milljörðum dala árið 2027 og vaxa við CAGR um 13,5% frá 2020 til 2027
Í heilbrigðisgeiranum, til þess að skurðaðgerðir vélmenni virki á réttan hátt, verða þeir að nota háþróaða mótordrif og stjórnunarlausnir sem gera kleift að ná nákvæmni hreyfingum til að framkvæma flóknar og nákvæmar skurðaðgerðir til viðbótar við BLDC, servó mótora og stepper mótora verða sífellt notaðir í næstu kynslóð iðnaðar vélmenni vegna nákvæmra stjórnunar, mikillar togsframleiðslu og hraðs viðbragðstíma.
Þegar sérstök forritssvæði og markaðir, vélfærafræði, mótordrif og stjórntæki eru nú sífellt samtvinnuð í sama kerfis mát og stigstærð mótorlausnir verða sífellt vinsælli á iðnaðar vélfærafræði mótormarkaðarins og þeir bjóða upp á sveigjanlega aðlögunarvalkosti til að uppfylla mismunandi kröfur um mótor á bifreiðum er auðvelt að samþætta í mismunandi vélfærakerfi!
Eftirspurn eftir vélmenni mótorum er að aukast verulega, knúin áfram af sjálfvirkni iðnaðar og skjótum upptöku milli atvinnugreina. Samkvæmt rannsóknum iðnaðarins var Global Robot Motors markaðurinn metinn á 12,27 milljarða dala árið 2022 og er búist við að hann muni vaxa á CAGR um 22,44% á tímabilinu frá 2023 til 2028, að ná 41,36 milljörðum USD fyrir 2028 sem ekið er af stöðugri leit að mikilli skilvirkni, framleiðni og öryggi, ný kynning vélmenni búin með Advance með því
Forrit munu vaxa til að auka enn frekar notkunarsvæði vélmenni, auk þess að velja mótor sem hámarkar afköst og skilvirkni vélmenni, sveigjanleg, skilvirk og hagkvæm mótor drif og stjórnlausnir gegna einnig lykilhlutverki.