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清洁机器人行业应用方案

供稿:北京和利时电机技术有限公司 2019/7/18 11:41:05

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  • 关键词: 和利时电机 清洁机器人
  • 摘要:清洁行业,尤其是室内清洁,需要大量人工做重复性的劳动,然而越来越多的城市物业,面临着招工难、成本高的问题。随着人工智能的发展,智能化无人清洁机器人应运而生。由于是无人化全智能运行,清洁机器人对行进轮电机的要求大幅提高,传统的有刷电机、简易无刷电机无法满足智能化设备的要求

1.行业背景及挑战:

清洁行业,尤其是室内清洁,需要大量人工做重复性的劳动,然而越来越多的城市物业,面临着招工难、成本高的问题。随着人工智能的发展,智能化无人清洁机器人应运而生。由于是无人化全智能运行,清洁机器人对行进轮电机的要求大幅提高,传统的有刷电机、简易无刷电机无法满足智能化设备的要求。例如,机器人要求电机低速特性好,从而能够顺利完成充电对桩或建立地图;要求电机体积小、输出力矩大;要求电机在有水的情况下,也能正常工作;要求电机噪音低,以符合室内环境的要求;要求电机安全性高,能够快速制动,以帮助机器人不发生撞人、撞墙等事故,让机器与人和谐相处。

2.解决方案:

面向清洁机器人行业,我们特地推出了行业专用的伺服电动轮系统,以满足客户对行进轮的各种严苛要求。以下为我们的清洁机器人行走电机解决方案:

产品组合:

伺服电动轮 10050LA2350F30


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伺服驱动器 DS20270C

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解决方案的系统框图:


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产品组合的关键技术指标:

伺服电动轮  10050LA2350F30

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伺服驱动器 DS20270C


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行业应用实景图


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3.技术优势

面向清洁机器人行业对电机的高要求,我们的伺服电动轮解决方案,具有突出的技术优势,能够完全适用于该行业。我们的技术优势如下:

1)载重能力强,可支持机器人总重高达150kg。

2)低速特性突出、稳定性好,转速低至1rpm仍能平稳运行。

3)电机防溅水,可在有水的环境工作。

4)静音性能优异,与传统有刷或无刷电机+减速机方案相比,噪声低很多,静音效果好。

5)节能省电,典型的外转子伺服电机系统,电流-力矩效率高,节约能耗。

6)体积小,结构简单,便于安装。

7)加减速能力强,瞬间200%过载能力,可快速制动。

8)驱动器和电机带有温度检测功能,上位机可实时监测电机内部温度,提高系统可靠性。

9)标准和完整的CANopen协议,可靠完善的CAN总线数据包接受和处理机制,保证数据包完整,不丢包。驱动器内置终端电阻,可通过拨码开关选用。

10) 驱动器具备两轮差速算法,可在建立机械模型后,给定机器人的线速度、角速度来做整体控制。

11) 驱动器具备远程升级功能,客户可以通过CAN总线对驱动器进行升级,方便设备维护。

4.客户价值

基于上述技术优势,清洁机器人行业客户,可以采用该方案快速搭建底盘,形成产品。我们的解决方案也将给客户带来成本上的优势,并且在产品设计、调试验证、批量生产、售后维护等全生命周期,给客户带来超乎预期的价值。

a.行进轮系的部件成本对比:

-传统方案是,机械轮系+减速机+电机+驱动单元;

-伺服电动轮方案是,伺服电动轮(已含轮胎)+伺服驱动器;

可见,我们的方案,把轮系部件由四个减少为两个,而且还不包括机械连接机构等零件,因此轮系或底盘成本可以得到优化。同时,伺服电动轮方案,相比传统方案,还有低速特性好、静音、制动距离短等诸多优势,可见性价比很高。

b.产品设计阶段,基于伺服电动轮的底盘设计非常简单,客户只需设计简单的支架即可,由于省掉了减速机,而且电机体积小,可以支持客户设计出体积小巧的机器人。伺服驱动器体积也同样小巧,节省了机器人内部的宝贵空间;与上位机的通讯,可只用通讯线来实现与上位机的连接,简单易行;同时驱动器集成了终端电阻,让客户组网更加简便。

c.调试验证阶段,基于行业经验,伺服驱动器已经集成了相应的默认参数,客户仅需在默认参数基础上,按照自己的应用属性,简单调整几个参数即可,快速完成适合机器人的底盘系统。

d.批量生产阶段,整个轮系减少了机械轮系、减速机等部件,让生产过程变得简单,生产部门仅需用一个螺母把电机轴与支架紧固即可。同时,驱动器可以控制两台电机,相比于控制单台电机的驱动器,减少了安装步骤,减少了部分连接线,让驱动器的生产也变得简单。生产环节,安装部件的减少,为客户减少了工时,降低了风险,从而提高了机器人产品的可靠性。

e.售后维护环节,上位机可以通过CANopen/RS485等通讯方式,与驱动器进行通讯,实时监测电机的运行状态,例如电机转速、码盘信号、电机负载率、电机内部温度等等,帮助客户在能够远程监测电机状态。同时,如果客户需要驱动器有软件版本变更,可以采用远程升级的方式来进行,对于分布于各地的设备,减少了很多现场维护的工作量,大大提升了维护效率。

无人清洁机器人行业,刚刚起步,有着蓬勃的发展动力。从传统的清洁设备看,每年仅中国市场就有数万台传统的清洁设备销售量,而随着劳动力成本的提高,人们对生活品质提升的不断追求,无人清洁机器人必将逐渐成为主流。而伺服电动轮系统,将给清洁机器人行业客户带来全生命周期的价值,而且性价比超乎预期,必将助力清洁机器人行业的快速发展!

审核编辑(王静)
更多内容请访问 北京和利时电机技术有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=49337)

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