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清潔機器人行業應用方案

供稿:北京和利時電機技術有限公司 2019/7/18 11:41:05

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  • 關鍵詞: 和利時電機 清潔機器人
  • 摘要:清潔行業,尤其是室內清潔,需要大量人工做重復性的勞動,然而越來越多的城市物業,面臨著招工難、成本高的問題。隨著人工智能的發展,智能化無人清潔機器人應運而生。由于是無人化全智能運行,清潔機器人對行進輪電機的要求大幅提高,傳統的有刷電機、簡易無刷電機無法滿足智能化設備的要求

1.行業背景及挑戰:

清潔行業,尤其是室內清潔,需要大量人工做重復性的勞動,然而越來越多的城市物業,面臨著招工難、成本高的問題。隨著人工智能的發展,智能化無人清潔機器人應運而生。由于是無人化全智能運行,清潔機器人對行進輪電機的要求大幅提高,傳統的有刷電機、簡易無刷電機無法滿足智能化設備的要求。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;要求電機在有水的情況下,也能正常工作;要求電機噪音低,以符合室內環境的要求;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。

2.解決方案:

面向清潔機器人行業,我們特地推出了行業專用的伺服電動輪系統,以滿足客戶對行進輪的各種嚴苛要求。以下為我們的清潔機器人行走電機解決方案:

產品組合:

伺服電動輪 10050LA2350F30


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伺服驅動器 DS20270C

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解決方案的系統框圖:


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產品組合的關鍵技術指標:

伺服電動輪  10050LA2350F30

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伺服驅動器 DS20270C


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行業應用實景圖


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3.技術優勢

面向清潔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150kg。

2)低速特性突出、穩定性好,轉速低至1rpm仍能平穩運行。

3)電機防濺水,可在有水的環境工作。

4)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。

5)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。

6)體積小,結構簡單,便于安裝。

7)加減速能力強,瞬間200%過載能力,可快速制動。

8)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。

9)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。

10) 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。

11) 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。

4.客戶價值

基于上述技術優勢,清潔機器人行業客戶,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。

a.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。

b.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。

c.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。

d.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,生產部門僅需用一個螺母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。

e.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。

無人清潔機器人行業,剛剛起步,有著蓬勃的發展動力。從傳統的清潔設備看,每年僅中國市場就有數萬臺傳統的清潔設備銷售量,而隨著勞動力成本的提高,人們對生活品質提升的不斷追求,無人清潔機器人必將逐漸成為主流。而伺服電動輪系統,將給清潔機器人行業客戶帶來全生命周期的價值,而且性價比超乎預期,必將助力清潔機器人行業的快速發展!

審核編輯(王靜)
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