일부 로봇 유형의 구성 요소는 진동으로 인해 큰 환경 스트레스가 발생하는 것이 일반적입니다. 이것이 일반적인 전자 장치 및 기타 민감한 구성 요소와 관련하여 걱정해야합니까? 그렇다면 그러한 구성 요소를 어떻게 보호합니까?
나는 이것 뒤에 두 가지 주요 철학에 대해 들었습니다. 첫 번째는 충격을 흡수하기 위해 스프링과 같은 댐핑 시스템을 사용해야한다는 것입니다. 두 번째는 모든 것을 견고하게 유지하여 움직일 수 없으므로 다른 것에 부딪 치거나 부러지지 않아야한다는 것입니다.
어떤 것을 따라야합니까, 아니면 대답이 "의존적"이라면 민감한 구성 요소를 가장 잘 보호하기위한 지침으로 무엇을 사용해야합니까?
답변:
부분적으로 이것은 진동이 어디에서 오는가에 달려 있습니다.
설명하는 두 가지 기술은 매우 유용하지만 진동이 자체 액추에이터에서 발생하는 경우 단순히 다른 속도 프로파일을 사용하여 사물을 크게 개선 할 수 있습니다.
기존의 사다리꼴 속도 프로파일은 고정 최대 속도 까지 일정한 가속 속도 를 유지하고 일정한 속도 크루즈를 수행 한 후 다시 0 속도로 일정하게 감속합니다. 이것은 시간이 지남에 따라 위치의 세 번째 미분 인 높은 순간적 충격 (또는 저크)을 만듭니다 . 이 진동은 종종 진동 손상을 유발하는 높은 충격 입니다.
많은 모션 컨트롤러 는 충격이 제한되는 S- 커브 속도 프로파일을 제공하므로 높은 충격 충격을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 가속을 높이기 때문에 PID 루프를보다 적극적으로 튜닝하여 실제로 지점 간 성능을 향상시킬 수 있습니다. 불행히도 이것은 이동 동기화 및 계획에 복잡성을 추가하는 비용이 듭니다.
또한 전체 이동에 순수한 큐빅 스플라인 을 사용하는 시스템에서 작업했습니다 . 이로 인해 인접한 움직임이 인식 가능한 충격없이 서로 원활하게 병합되는 부드러운 부드러운 움직임 프로파일이 생성되었습니다. 이러한 시스템은 동작을 동기화하는 것이 훨씬 어렵지만 계획 단계의 수학은 S- 곡선보다 훨씬 복잡합니다.
구성품은 어딘가에 진동 등급이 있어야합니다. 움직이는 부분이없는 것은 대부분 괜찮습니다. 가속도계 및 자이로 스코프와 같은 일부 센서가 영향을받습니다.
예를 들어, 쿼드 로터는 진동의 영향을 크게받는 응용 분야입니다. 네 개의 소품은 절대적으로 우스운 양의 진동을 생성하며 쿼드 로터는 가속도계 / 자이로의 정확한 센서 데이터가 필요합니다. 가속도계 플롯을 보면 믿을 수없는 양의 노이즈가 나타납니다.
그럼에도 불구하고, 어떤 형태의 진동 감쇠가있는 쿼드는 거의 없으며, 칼만 필터는 충분한 데이터를 얻기에 충분합니다.
진동 감쇠에 대한 많은 문헌과 몇 가지 가능한 접근 방식 (활성 및 수동)이 있습니다.
메모리 폼은 전자 기기 및 가속 / 자이로와 같은 소형 센서의 진동을 감쇠시키는 데 이상적입니다. 메모리 폼은 매우 부드럽지만 더 중요하게는 완충 효과가 뛰어납니다. 과거에 메모리 폼을 사용하여 UAV의 가속도계 노이즈를 ~ 80 % 줄였습니다.
온 Asguard의 우리가 작업 한 것을 시스템, 우리는 때문에 바퀴 구조에 충격을 많이 가지고 있어요. 이 시스템에서 Mark가 제안한 대로 컨트롤 측의 진동을 줄일 수있었습니다 . 이것은 최적의 패턴으로 휠을 동기화하여 수행되었습니다.
이 시스템에는 진동을 줄이는 기계적 설계 기능도 있습니다. 유연한 휠, 기어와 휠 사이의 엘레 스틱 커플 링 및 대부분의 나사를위한 잠금 메커니즘.
전자 장치는 구조물에 단단히 연결되어 있지 않지만 폼과 고무의 조합을 사용하여 제자리에 고정시킵니다. 이것은 지금까지 잘 작동했습니다. 그러나 커넥터와 관련하여 많은 문제가 있었는데, 보드 커넥터, 특히 파이어 와이어와 같은 더 무거운 커넥터에서 미세한 균열이 자주 발생합니다. 이러한 경우 커넥터를 제자리에 고정하거나 가능한 경우 경량 대체품으로 커넥터를 교체하는 기계 구조를 만들어야했습니다.
예를 들어 IMU 및 우리가 시스템에 단단히 연결된 카메라와 같은 민감한 구성 요소. 이것이 가속도계의 노이즈를 향상시키는 것은 사실이지만 칼만 필터는 방향을 추정하는 데 큰 문제가 없었습니다. 카메라에서 짧은 노출 시간을 사용할 때 진동도 큰 문제가되지 않습니다. 센서 관점에서 우리는 실제보다 훨씬 더 많은 문제를 예상했습니다.
따라서 귀하의 질문에 대한 답변은 실제로 귀하의 시스템에 달려 있으며, 우리가 본 것처럼 종종 부품을 진동으로부터 너무 많이 보호 할 필요가 없다는 것을 알았습니다.