라인 팔로워 로봇 – 제어, 작동 원리 및 응용

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





로봇에 대한 간략한 소개 :

로봇은 완전히 자동으로 작동하는 기계입니다. 즉, 스스로 시작하고, 자체 작업 방식을 결정하고, 스스로 멈 춥니 다. 실제로 인간의 부담을 덜어주기 위해 설계된 인간의 복제품입니다. 공압 또는 유압 방식을 사용하거나 간단한 전자 제어 방식을 사용하여 제어 할 수 있습니다. 최초의 산업용 로봇은 50 년대 후반과 60 년대 초에 George Devol과 Joe Engelberger가 제작 한 Unimates였습니다.
모든 로봇은 러시아 과학 소설 작가 Isaac Asimov가 정의한 3 가지 기본 법칙을 기반으로합니다.

  • 로봇은 인간에게 직간접 적으로 해를 끼쳐서는 안됩니다.
  • 로봇은 첫 번째 법칙을 위반하지 않는 한 인간의 명령에 따라야합니다.
  • 로봇은 처음 두 법칙을 위반하지 않는 한 자신의 존재를 보호해야합니다.
고정 로봇

고정 로봇



로봇은 고정 로봇 또는 이동 로봇 일 수 있습니다. 모바일 로봇은 로봇이 환경에서 자유롭게 움직일 수 있도록 모바일 기반이있는 로봇입니다. 첨단 모바일 로봇 중 하나는 라인 팔로워 로봇입니다. 기본적으로 특정 경로 또는 궤적을 따르고 장애물과 상호 작용하는 자체 행동 과정을 결정하는 로봇입니다. 경로는 흰색 바닥의 검은 색 선 (보임) 또는 자기장 (보이지 않음) 일 수 있습니다. 그 응용은 기본적인 가정용에서 산업적 사용에 이르기까지 시작됩니다. 산업의 현재 상태는 크레인 시스템을 사용하여 소포 또는 재료를 한곳에서 다른 곳으로 운반하고 있다는 것입니다. 그 때 큰 무게를 들어 올리면 리프팅 재료가 파손될 수 있으며 소포도 손상 될 수 있습니다. 로봇을 따라가는 라인은 쇼핑몰, 가정, 엔터테인먼트 장소, 산업을 통해 어린이를 운반하는 데 일반적으로 사용됩니다. 라인 따르기 사용 로봇 차량 산업의 한 장소에서 다른 장소로 자재를 운반하는 것입니다. 이 로봇 움직임은 궤도에 전적으로 의존합니다. 로봇은 사용자가 설정 한 모든 작업을 수행 할 수 있습니다. 공장에서와 마찬가지로 제품을 만드는 데 필요한 모든 것은 로봇을 만드는 것입니다.


모바일 로봇

모바일 로봇



라인 추종자 로봇

라인 팔로워 로봇은 피드백 메커니즘에 의해 제어되는 특정 경로를 따르는 로봇입니다.

기본 라인 팔로워 로봇 만들기 :

기본 라인 팔로워 로봇을 구축하려면 다음 단계를 따르십시오.

  • 로봇의 기계 부품 또는 본체 설계
  • 로봇의 운동학 정의
  • 로봇 제어 설계
라인 추종자 로봇

라인 추종자 로봇

로봇의 기계 부품 또는 본체는 AutoCAD 또는 Workspace를 사용하여 설계 할 수 있습니다. 기본 라인 추종자 로봇은 바퀴가 장착 된 두 끝의베이스로 구성 될 수 있습니다. 직사각형의 단단한 플라스틱 시트를베이스로 사용할 수 있습니다. 또한 실린더와 같은 강체는 관절에 의해 서로 연결된 다른 모양의 몸체와 함께 추가 될 수 있으며, 각각은 특정 방향으로 정의 된 동작을 갖습니다. 라인 팔로워 로봇은 고정 된베이스가있는 바퀴 달린 이동 로봇, 관절로 연결된 여러 강체가있는 다리가있는 이동 로봇 일 수 있습니다.

다음 단계는 로봇의 운동학을 정의하는 것입니다. 로봇의 운동 학적 분석에는 고정 좌표계에 대한 동작 설명이 포함됩니다. 다리가있는 로봇의 경우 주로 로봇의 움직임과 각 신체의 움직임과 관련이 있습니다. 일반적으로 로봇 동작의 역학을 포함합니다. 로봇의 전체 궤적은 운동학 분석을 사용하여 설정됩니다. 이것은 Workspace 소프트웨어를 사용하여 수행 할 수 있습니다.


로봇의 제어는 작업의 가장 중요한 측면입니다. 여기서 제어라는 용어는 로봇 모션 제어, 즉 바퀴의 움직임을 제어하는 ​​것을 의미합니다. 기본 라인 팔로워 로봇은 특정 경로를 따르고이 경로를 따라 로봇의 움직임은 두 모터의 샤프트에 배치 된 바퀴의 회전을 제어하여 제어됩니다. 따라서 기본 제어는 모터를 제어하여 이루어집니다. 제어 회로는 센서를 사용하여 경로를 감지하고 마이크로 컨트롤러 또는 센서 출력을 기반으로 모터 드라이버를 통해 모터 작동을 제어하는 ​​다른 장치.

라인 플로워 로봇을 제어하는 ​​2 가지 방법

  • 마이크로 컨트롤러를 사용하지 않고
제어 시스템의 블록 다이어그램

제어 시스템의 블록 다이어그램

그것은 트랜지스터의 스위치 온 / 오프에 의해 제어되는 각 모터에 대한 IR-LED 및 포토 다이오드 배열로 구성됩니다.

적절한 바이어스를 얻는 IR LED는 적외선을 방출합니다. 이 IR 빛은 흰색 표면의 경우 반사되고 반사 된 IR 빛은 포토 다이오드에 입사됩니다. 포토 다이오드의 저항이 감소하여이를 통해 전류가 증가하여 전압 강하가 발생합니다. 포토 다이오드는 트랜지스터의베이스에 연결되고 포토 다이오드 양단의 전압이 증가하면 트랜지스터가 전도되기 시작하여 트랜지스터의 컬렉터에 연결된 모터가 회전을 시작하기에 충분한 전원을 얻습니다. 센서 배열 중 하나에서 만나는 경로에 검은 색이있는 경우 IR 빛이 반사되지 않고 포토 다이오드가 더 많은 저항을 제공하여 트랜지스터가 전도를 멈추고 결국 모터가 회전을 멈 춥니 다.

따라서 전체 시스템은 간단한 LED- 포토 다이오드-트랜지스터 배열을 사용하여 제어 할 수 있습니다.

  • 마이크로 컨트롤러 사용시

작동 원리:

라인 휴지 로봇은 자체 작동 로봇 중 하나입니다. 그것은 영역에 그려진 선을 감지하고 휴경합니다. 선은 블록 표면에 흰색 선으로 표시되거나 흰색 표면에 블록 선으로 표시됩니다. 이 시스템은 선으로 감지되어야합니다. 이 애플리케이션은 센서에 따라 다릅니다. 여기서는 경로 감지 목적으로 두 개의 센서를 사용합니다. 그것은 근접 센서와 IR 센서입니다. 경로 감지에 사용되는 근접 센서와 장애물 감지에 사용되는 IR 센서. 이 센서는 로봇의 앞쪽 끝에 장착됩니다. 마이크로 컨트롤러는 전체 회로가 마이크로 컨트롤러에 의해 제어되는 지능형 장치입니다.

마이크로 컨트롤러가있는 로봇 차량을 따라가는 라인의 블록 다이어그램

마이크로 컨트롤러가있는 로봇 차량을 따라가는 라인의 블록 다이어그램

다양한 유형의 라인 제어 로봇 차량 :

라인 제어 로봇 차량에는 두 가지 유형이 있습니다.

  • 모바일 기반 라인 제어 로봇 차량
  • RF 기반 라인 제어 로봇 차량

라인 팔로워 로봇의 응용 :

  • 산업 응용 :이 로봇은 전통적인 컨베이어 벨트를 대체하는 산업에서 자동화 된 장비 캐리어로 사용될 수 있습니다.
  • 자동차 응용 :이 로봇은 다음과 같이 사용할 수도 있습니다. 자동 자동차 자석이 내장 된 도로에서 달리기.
  • 국내 응용 : 바닥 청소 등 가정용으로도 집에서도 사용할 수 있습니다.
  • 안내 신청 : 쇼핑몰, 박물관 등 공공 장소에서 길 안내를 제공 할 수 있습니다.

장점 :

  • 로봇 이동은 자동입니다.
  • 장거리 애플리케이션에 사용됩니다.
  • 건물의 단순성
  • 시스템 설치
  • 가정, 산업 자동화 등에 사용됩니다.