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隧道机器人 | 巡检机器人系统设计篇-驱动系统
巡检机器人的驱动系统是重要设计内容，关系到产品的生命周期。虽然控制舱是大脑，但是作为线路板来说，一般不易损坏。 驱动系统作为机械运动组件，每日都在运行损耗，所以需要进行完善的设计方案，保证机器人达到设计寿命。 整套驱动系统设计严禁采用皮带轮的设计。 驱动设计 驱动设计一般来说有三种方式： 侧面驱动，驱动轮在轨道左右两层平行压紧在轨道侧立面，通过夹紧的方式驱动前进。 低压伺服电机 原理：闭环控制系统，通过编码器或传感器实时反馈位置/速度/扭矩信息，结合PID算法动态调整输出。 结构：包含电机本体（通常为无刷电机）、编码器、控制器和驱动器，集成度高。 从电机的使用寿命来分析： 无刷直流电机寿命最长（无机械磨损），伺服电机次之（依赖反馈系统稳定性），步进电机最短（易失步和发热）。 最后结论：隧道巡检机器人优先选择无刷直流电机（长寿命、低维护）。
30910编辑于 2025-07-03 - 来自专栏机器人网
工业机器人常用电机驱动系统的分类
机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。 工业机器人常用电机驱动系统的分类 对工业机器人关节驱动的电动机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。 目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用，一般负载1000N（相当100kgf）以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。 步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。 机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。
65820发布于 2018-07-23 - 来自专栏机器人网
工业机器人常用电机驱动系统的分类
机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。 目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用，一般负载1000N(相当100kgf)以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。 所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机，步进电动机和DC伺服电动机。其中，交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机(DD)均采用位置闭环控制，一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。 步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。 机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。
87360发布于 2018-04-24 - 来自专栏机器人网
工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求
机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。 步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。 机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。 机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大。 工业机器人电动机驱动原理如图1所示。 工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。
2.1K40发布于 2018-04-16 - 来自专栏云计算行业
用领域驱动设计驱动系统重构
为什么系统功能似乎没有增加多少，但是代码却变得越来越庞大？如果系统重构是不可避免的，应该用什么样的设计思想和方法来引导我们进行系统重构。 《用领域驱动设计驱动系统重构》通过一个交通出行互联网应用的重构案例，展示随着功能不断迭代开发，系统开始腐坏变味的时候，如何利用领域驱动设计的方法驱动系统进行重构。
75530编辑于 2023-05-29 - 来自专栏机器人网
工业机器人直线驱动机构
普通丝杠 普通丝杠驱动是由一个旋转的精密丝杠驱动一个螺母沿丝杠轴向移动。 由于普通丝杠的摩擦力较大, 效率低, 惯性大, 在低速时容易产生爬行现象, 而且精度低, 回差大, 因此在机器人上很少采用。 3. 滚珠丝杠 在机器人上经常采用滚珠丝杠, 这是因为滚珠丝杠的摩擦力很小且运动响应速度快。 滚珠丝杠的传动效率可以达到90%, 所以只需要使用极小的驱动力, 并采用较小的驱动连接件就能够传递运动。 ? 图 2.71 滚球丝杠副
1.1K40发布于 2018-04-18 - 来自专栏机器人课程与技术
差动驱动机器人轨迹-CoCube
许多移动机器人使用一种称为差动驱动的驱动机构。它由安装在公共轴上的两个驱动轮组成，每个轮可以独立地向前或向后驱动。 图1:差动驱动运动学-Dudek和Jenkin《移动机器人的计算原理》 机器人旋转的点被称为ICC -瞬时曲率中心 通过改变两个轮子的速度，可以改变机器人的轨迹。 机器人系统数学建模（现代控制理论1） 图2 差动机器人数学建模 差速驱动车辆对每个车轮速度的微小变化非常敏感。轮子之间相对速度的差异会影响机器人的轨迹。 差动驱动机器人的正向运动学 在图1中，假设机器人在某个位置(x，y)，朝向与X轴成θ角的方向。假设机器人的中心位于轮轴的中点。通过操纵控制参数Vl、Vr，可以使机器人移动到不同的位置和方向。 图3:差动机器人的正向运动学 移动机器人的逆运动学 如何控制机器人达到给定的位置(x，y，θ)——这就是所谓的逆运动学问题。 不幸的是，差动驱动机器人在建立其位置时符合所谓的非完整约束。
1.6K30编辑于 2022-12-07 - 来自专栏韦东山嵌入式
Linux系统驱动之Framebuffer驱动程序框架
必须用git工具下载： git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git 视频观看 百问网驱动大全 Framebuffer驱动程序框架 1. 怎么编写字符设备驱动程序 驱动主设备号 构造file_operations结构体，填充open/read/write等成员函数 注册驱动：register_chrdev(major, name, &fops Framebuffer驱动程序框架 分为上下两层： fbmem.c：承上启下 实现、注册file_operations结构体 把APP的调用向下转发到具体的硬件驱动程序 xxx_fb.c：硬件相关的驱动程序 怎么编写Framebuffer驱动程序 核心： 分配fb_info framebuffer_alloc 设置fb_info var fbops 硬件相关操作 注册fb_info register_framebuffer
4.2K30编辑于 2021-12-08 - 来自专栏韦东山嵌入式
Linux系统驱动之I2C系统驱动程序模型
必须用git工具下载： git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git 视频观看 百问网驱动大全 I2C系统驱动程序模型 参考资料： Linux内核文档: Documentation\i2c\instantiating-devices.rst Documentation\i2c\writing-clients.rst Linux内核驱动程序示例: drivers/eeprom/at24.c 1. I2C驱动程序的层次 I2C Core就是I2C核心层，它的作用： 提供统一的访问函数，比如i2c_transfer、i2c_smbus_xfer等 实现I2C总线-设备-驱动模型，管理：I2C设备( i2c_client)、I2C设备驱动(i2c_driver)、I2C控制器(i2c_adapter) 2.
3.1K40编辑于 2021-12-08 - 来自专栏机器人网
机器人的关节驱动机构理
机器人连杆的运动来自于机器人关节驱动机构。一个机器人关节驱动机构至少包括三个组成部分：关节、驱动装置和传动装置。 关节是机器人连杆接合部位形成的运动副。 机器人关节驱动装置是机器人的动力来源，它又分为液压式、气动式、电磁式和广义元件式。液压式驱动装置的能量来自于发动机或电动机驱动的高压流体泵，如柱塞泵、叶片泵等。 液压式驱动装置存在耗能大、漏液、维护费用高等缺点，因而限制了其在机器人中的应用。 电磁驱动是最常见的机器人关节驱动方式，由于电机具有启动速度快、调试范围宽、过载能力强的优势，因而获得广泛应用。电磁驱动装置可根据工作状况采用直流伺服电机、交流伺服电机或步进电机作为驱动元件。 除了以上几种驱动装置外，各种广义元件也已应用于机器人中，如电磁铁、形状记忆合金(SMA)、压电晶体、人工肌肉等。 机器人关节传动装置的作用是将机械动力从驱动装置转移至执行元件。
2.5K60发布于 2018-04-24 - 来自专栏GPUS开发者
NVIDIA cuRobo：CUDA驱动，机器人舞动未来
今天我们又要介绍一项真实的酷炫技术——cuRobo，这位速度狂魔正在为自主机器人导航领域掀起一场革命，让我们以轻松风趣的方式一探究竟。 首先，我们来明白一下，实时自主机器人导航可不是一件轻松的事情。 机器人的动作生成对于操作者来说是个相当头疼的问题，它需要满足复杂的约束条件，同时还得尽量降低多个成本项。 说白了，就像在规划一个机器人的舞蹈路线，但问题是，这位机器人可能有着让人抓狂的关节、复杂的连杆几何、不同的目标区域、任务约束，以及不简单的运动学和扭矩限制。 然而，最新研究表明，轨迹优化可不仅仅是为了让机器人动作更流畅。我们现在对这个机器人导航问题的理解是，它是一个大型全局运动优化问题。 cuRobo是一个CUDA加速库，内含一套机器人算法，其运行速度远远超过现有的实现，利用并行计算为自主机器人带来了全新的可能性。
1.8K20编辑于 2023-11-14 - 来自专栏高速公路那点事儿
隧道机器人 | 巡检机器人系统设计篇-通信系统
机器人的通信系统复杂也简单，主要是通讯设备选型，其通讯链路从逻辑上梳理大概如下： 隧道机器人通过无线链路连接到隧道环网； 隧道环网通过监控网络连接到监控中心的远端服务器； 无线通讯设计 设计原则 搭建无线双频微波通信传输 基站AP为一体式网桥，这样安装简便，巡检机器人采用工业级客户端无线网桥，与基站建立无线链路实现数据传输。 目前隧道内常见的AP安装样式： 隧道侧壁安装无线基站为控制柜与机器人提供互通无线网络，每隔1500m设置1处室外AP基站。 机器人通过无线客户端接入隧道区域AP，与上位机通讯，将机器人巡检画面实时传送到工作人员操作的控制终端上，实现远程对机器人的动态进行监控管理。 无线基站和无线客户端都采用成熟产品。 现场WiFi 原来考虑增加LORA来实现机器人的本地遥控，后来发现不太合理，尤其是现场人员站在洞口的时候，当机器人离开后，lora的传输将不可控。
35700编辑于 2025-07-03 - 来自专栏韦东山嵌入式
Linux系统驱动之最简单的LCD驱动_基于QEMU
深入学习内核及驱动 使用QEMU可以非常方便地调试内核、查看驱动程序执行过程 有助于深入研究内核及驱动 后面的视频里，会使用QEMU来讲解某些驱动程序。 注意： 使用QEMU不是必须的 QEMU只是提供另一个角度的学习方法，比如： LCD驱动：使用QEMU可以时，可以简化硬件的操作 中断子系统：可以跟踪调用过程 你可以只看QEMU相关的视频，不使用 为什么要用QEMU Linux驱动 = 驱动框架 + 硬件操作。 如果硬件操作足够简单，我们就可以把精力放在驱动程序的框架上，这才是Linux的核心。 连线： 对于硬件操作，你至少要做这些事情： 设置引脚用于LCD 阅读LCD手册，阅读LCD控制器手册，根据LCD参数设置LCD控制器 设置LCD控制器时，你还需要了解所用的主控芯片的时钟系统 替换LCD驱动程序
3.5K10编辑于 2021-12-08 - 来自专栏高速公路那点事儿
隧道机器人 | 巡检机器人系统设计篇-电源系统
机器人的电源系统非常重要，作为能源提供，需要仔细设计，尤其是需要考虑其可靠性和稳定性。 机器人的电源系统包括储电模块、充电模块两个重要的设计内容。 5.智能化电池管理系统（BMS） 需要内置BMS，实时监控电池电压、电流、温度和容量，提供过充、过放、短路保护，并支持远程监控与诊断功能。 3.智能电池管理系统（BMS） 实时监控电池组参数，包括电压、电流、温度和电量剩余情况。 支持均衡充电，防止单体电芯过充或过放，延长电池寿命。 提供多层安全保护，支持远程监控与异常报警功能。 当巡检机器人停车减速时，供电模块单元上的摩擦轮与固定钢轨接触，通过摩擦力带动摩擦轮转动，传动系统带动发电机发电，同时为蓄电池充电。 这个设计思路有待商榷。 我们看一个设计案例： 充电方式主要由充电桩（含无线充电发射模块和激光发射器），机器人行走轨道（含RFID标签卡），机器人（含激光接收、读卡器和无线充电接收模块） 当机器人低电量时，机器人不再巡检，直接快速往充电桩方向移动
50610编辑于 2025-07-03 - 来自专栏高速公路那点事儿
隧道机器人 | 巡检机器人系统设计篇-制动系统
由于隧道巡检机器人的最高时速按照30km/h进行设计的，所以制动系统需要单独拿出来考虑一下。 一、摩擦力制动 摩擦力制动是主流方案，在驱动电机停车时，通过驱动轮与轨道的接触面摩擦实现制动。 优点是物理接触直接传递制动力，结构简单，维护便捷。 对于当前的设计而言，我们还是希望机械结构越简单越好，毕竟在隧道里维护一台机器人的成本不低，便捷性目前也不友好。 液压制动 通过液压系统传递压力至制动器，驱动刹车片压紧轨道。 优点是适合重载或高速场景（如机器人携带重型设备）。 我们看到一些厂家设计的时候，巡检机器人移动平台采用液压制动组件，支持电制动与液压制动切换。 这也是一个思路。 在机器人的速度控制方面必须有算法，需要根据当前位置进行实时动态调速，这样低速时，即可实现摩擦力制动。 电磁制动只是作为一个安全系统的设计补充。 大家有什么意见，可补充。
25910编辑于 2025-07-03 - 来自专栏ATYUN订阅号
Fabric Tel Aviv机器人驱动的物流中心
总部位于加拿大阿尔伯塔州卡尔加里的Attabotics公司有一种技术，能将仓库货架的通道压缩成单一的垂直存储结构，在该领域很是优秀，横向来看，Fabric的自动化实现站点，目前也已达到了在天花板低至11英尺的房间里放置货架、运行搬运机器人的程度 该公司网站内部的机器人在人工智能的安排下，将订单分解成任务，并自主分配这些任务。将等待发货的物品打包交给员工团队，由他们打包单个订单。 其他机器人则把打包好的订单送到配送中心，然后将它们装上小型摩托车或面包车。 Fabric预计，大多数订单的完成时间不会超过一天，一些终端客户将在一小时内收到杂货。
75920发布于 2019-12-19 - 来自专栏高速公路那点事儿
隧道机器人 | 巡检机器人系统设计篇-操作系统
在设计时，查看各种文件，发现机器人的底层系统框架一般采用ROS1或ROS2，我们前期设计采用的是国产化核心板，对嵌入式linux或Android支持较好，所以对ROS2的支持理论是没有问题的。 嵌入式Linux原生开发 嵌入式linux是完整的操作系统内核，负责硬件抽象、进程调度、内存管理等底层任务。其核心价值是提供稳定的硬件驱动支持和基础计算资源管理。 需从底层驱动开发入手，涉及内核裁剪、设备树配置和文件系统定制，开发周期更长且门槛更高，但是稳定性极佳。 直接控制硬件接口（如GPIO、PWM），适合定制化需求高的场景。 二者对比 结语 ROS2 的发展目标是成为一款适用于绝大多数机器人的操作系统，目前几乎所有机器人公司立项的项目都直接采用ROS2了。 本项目根据开发周期和生态需求，最后我们决定采用ROS2技术方案。 （题外话，虽然我们对linux的开发非常擅长，但是对于机器人的快速落地应用还是要随大流，少走弯路，少投资） 在设计开发过程中，我们又面临鸿蒙系统的选择，通过沟通，确定第一版采用linux+ROS2的架构
43410编辑于 2025-07-03 - 来自专栏机器人网
如何利用磁场驱动某个微型机器人
该论文介绍了一种新技术，即使大量机器人采用同样材质制作，还位于同一磁场影响下，我们依然可以利用磁场选择性的驱动某个微型机器人，甚至精确到它们身上的某个组件。 控制机器人在人体内的运动一般要靠两种方法：要么打造一种自带推进器和导航系统的微型潜水艇机器人，要么就得靠磁场来牵着微型机器人的鼻子走。 该论文介绍了一种新技术，即使大量机器人采用同样材质制作，还位于同一磁场影响下，我们依然可以利用磁场选择性的驱动某个微型机器人，甚至精确到它们身上的某个组件。 是不是很酷？ 在 FFP 中，磁场的梯度很低，因此也就丧失了驱动物体移动的能力，而这就是对微型机器人进行单独控制的关键切入点。 你可以在需要的区域，通过调大磁场梯度来“锁”住不在 FFP 控制范围内的任何物体。 这项研究中用到的硬件可以单独驱动螺旋体，只要螺旋体间间距不超过 3 毫米就有效。 从磁场生成器的示意图（上图左）中我们能看到 3 套直角线圈，在 Z 轴方向有一个铁质内核。
1K31发布于 2018-07-23 - 来自专栏韦东山嵌入式
Linux系统驱动之SMBus协议
必须用git工具下载： git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git 视频观看 百问网驱动大全 SMBus是I2C协议的一个子集 SMBus: System Management Bus，系统管理总线。 SMBus最初的目的是为智能电池、充电电池、其他微控制器之间的通信链路而定义的。 SMBus也被用来连接各种设备，包括电源相关设备，系统传感器，EEPROM通讯设备等等。 SMBus 为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线，使用 SMBus 的系统，设备之间发送和接收消息都是通过 SMBus，而不是使用单独的控制线，这样可以节省设备的管脚数。 注意： 下面文档中的Functionality flag是Linux的某个I2C控制器驱动所支持的功能。
3K20编辑于 2021-12-08 - 来自专栏韦东山嵌入式
驱动大全之UART子系统
说明 有些同学想知道我是怎么分析驱动的，我正要研究UART子系统，所以写了这个笔记。 笔记并不是完整的教程，前后可能也没有关联，只是笔记，不要期望太多。 1. 从哪里入手? 思路是怎样的？ 我们录制的驱动大全，进入到UART子系统了。我们基于IMX6ULL的内核进行分析，从\Linux-4.9.88\drivers\tty\serial\imx.c开始阅读代码。 我分析驱动时，思路是： 先弄清楚数据流向：APP open/read/write会导致哪些驱动被调用 数据从哪里来？从中断得来，就从中断分析数据流向 2.
1.5K20编辑于 2022-05-09
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