Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een robot?

1. Stroombron

1.1 Batterijen

• Lithium-ion batterijen: Deze worden veel gebruikt in draagbare robots vanwege hun hoge energiedichtheid, lange levensduur en relatief lage zelfontlading. Veel consumentenrobots zoals robotstofzuigers en drones vertrouwen bijvoorbeeld op lithium-ion batterijen voor stroom.

• Nikkel-metaalhydride (NiMH) batterijen: NiMH-batterijen bieden een goede balans tussen kosten en prestaties. Ze worden vaak gebruikt in middelgrote robots waar een gematigde hoeveelheid stroom nodig is over een langere periode.

• Loodzuur batterijen: Hoewel zwaarder en minder energiedicht dan lithium-ion en NiMH-batterijen, worden loodzuur batterijen nog steeds gebruikt in sommige grote industriële robots vanwege hun lage kosten en het vermogen om hoge stromen te leveren.

1.2 Externe voeding

• Sommige robots, vooral die in vaste industriële omgevingen, zijn aangesloten op een externe voeding. Dit zorgt voor een continue en stabiele stroombron, waardoor batterijen niet hoeven te worden opgeladen of vervangen. Robotarmen in fabrieken worden bijvoorbeeld vaak gevoed door een extern elektriciteitsnet.

2. Actuatoren

2.1 Elektromotoren

• DC-motoren: Gelijkstroommotoren (DC) zijn eenvoudige en kosteneffectieve actuatoren die vaak worden gebruikt in kleine tot middelgrote robots. Ze bieden een goede snelheidsregeling en zijn gemakkelijk te koppelen met microcontrollers. De wielen van een robotauto worden bijvoorbeeld vaak aangedreven door DC-motoren.

• AC-motoren: Wisselstroommotoren (AC) zijn meer geschikt voor krachtige toepassingen en worden vaak aangetroffen in grote industriële robots. Ze leveren een hoog koppel en kunnen met hoge snelheden werken, waardoor ze ideaal zijn voor taken zoals het optillen van zware objecten.

• Stappenmotoren: Stappenmotoren bewegen in discrete stappen, waardoor een precieze positioneringscontrole mogelijk is. Ze worden veel gebruikt in toepassingen waar nauwkeurige beweging vereist is, zoals 3D-printers en CNC-machines.

2.2 Pneumatische actuatoren

• Pneumatische actuatoren gebruiken perslucht om beweging te genereren. Ze staan bekend om hun hoge kracht-gewichtsverhouding en snelle reactietijden. Pneumatische cilinders worden vaak gebruikt in industriële robots voor taken zoals het grijpen en optillen van objecten.

2.3 Hydraulische actuatoren

• Hydraulische actuatoren gebruiken vloeistof onder druk om lineaire of roterende beweging te produceren. Ze zijn in staat zeer hoge krachten te genereren en worden vaak gebruikt in zware industriële robots, zoals die worden gebruikt in de bouw en mijnbouw.

3. Sensoren

3.1 Proximity sensoren

• Infrarood (IR) sensoren: IR-sensoren detecteren de aanwezigheid van objecten door infrarood licht uit te zenden en het gereflecteerde licht te meten. Ze worden vaak gebruikt in robots voor obstakeldetectie en navigatie. Een robotstofzuiger gebruikt bijvoorbeeld IR-sensoren om muren en meubels te detecteren.

• Ultrasone sensoren: Ultrasone sensoren werken door hoogfrequente geluidsgolven uit te zenden en de tijd te meten die de golven nodig hebben om terug te kaatsen van een object. Ze zijn handig voor het meten van afstanden en het detecteren van objecten in een breed scala aan omgevingen, waaronder donkere of stoffige gebieden.

3.2 Visuele sensoren

• Camera's: Camera's zijn essentieel voor robots die hun omgeving visueel moeten waarnemen. Ze kunnen worden gebruikt voor taken zoals objectherkenning, gezichtsherkenning en navigatie. Autonome drones gebruiken bijvoorbeeld camera's om beelden van de omgeving vast te leggen en beslissingen te nemen op basis van de visuele gegevens.

• Lidar sensoren: Lidar (Light Detection and Ranging) sensoren gebruiken laserstralen om een 3D-kaart van de omgeving te creëren. Ze worden veel gebruikt in autonome voertuigen en robots voor navigatie en obstakeldetectie, en leveren zeer nauwkeurige afstandsmetingen.

3.3 Kracht- en koppelsensoren

• Kracht- en koppelsensoren meten de hoeveelheid kracht of koppel die wordt uitgeoefend op de end-effector of gewrichten van een robot. Ze zijn cruciaal voor taken die een precieze krachtregeling vereisen, zoals montagebewerkingen en robotchirurgie. Een robotarm die in de productie wordt gebruikt, kan bijvoorbeeld krachtsensoren gebruiken om ervoor te zorgen dat deze de juiste hoeveelheid kracht uitoefent bij het monteren van componenten.

4. Controller

4.1 Microcontrollers

• Microcontrollers zijn kleine, geïntegreerde circuits die een processor, geheugen en input/output (I/O) poorten bevatten. Ze zijn de "hersenen" van veel kleine tot middelgrote robots, verantwoordelijk voor het verwerken van sensorgegevens, het nemen van beslissingen en het aansturen van de actuatoren. Een Arduino microcontroller kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de beweging van een eenvoudige robotarm te besturen.

4.2 Programmeerbare logische controllers (PLC's)

• PLC's zijn controllers van industriële kwaliteit die zijn ontworpen voor gebruik in ruwe omgevingen. Ze worden vaak gebruikt in grootschalige industriële robots en automatiseringssystemen en bieden betrouwbare en real-time controle. PLC's kunnen worden geprogrammeerd om complexe reeksen bewerkingen uit te voeren en kunnen communiceren met andere apparaten in het systeem.

4.3 Computergebaseerde controllers

• Voor meer geavanceerde robots, zoals autonome voertuigen en humanoïde robots, worden vaak computergebaseerde controllers gebruikt. Deze controllers bestaan ​​meestal uit een krachtige computer met gespecialiseerde software voor perceptie, planning en controle. Ze kunnen grote hoeveelheden gegevens van meerdere sensoren verwerken en complexe beslissingen in real-time nemen.

5. End-effector

5.1 Grijpers

• Parallelle grijpers: Parallelle grijpers zijn het meest voorkomende type end-effector dat wordt gebruikt in industriële robots. Ze bestaan ​​uit twee kaken die parallel bewegen om objecten van verschillende vormen en maten vast te grijpen.

• Zuignapgrijpers: Zuignapgrijpers gebruiken vacuümdruk om zich aan objecten te hechten. Ze zijn geschikt voor het hanteren van vlakke of gladde oppervlakken, zoals glasplaten of elektronische componenten.

5.2 Gereedschappen

• Afhankelijk van de toepassing kunnen robots worden uitgerust met verschillende gereedschappen als end-effectors. Een robotarm die wordt gebruikt bij het lassen, kan bijvoorbeeld een lastoorts als end-effector hebben, terwijl een robot die wordt gebruikt bij het schilderen een verfspuit kan hebben.

6. Chassis of behuizing

6.1 Structureel raamwerk

• Het chassis of de behuizing van een robot biedt de structurele ondersteuning voor alle andere componenten. Het moet sterk genoeg zijn om de krachten en koppels te weerstaan ​​die worden gegenereerd door de actuatoren en het gewicht van de lading. In industriële robots is het chassis vaak gemaakt van staal of aluminium vanwege de sterkte en duurzaamheid.

6.2 Mobiliteitscomponenten (voor mobiele robots)

• Wielen: Wielen zijn de meest voorkomende mobiliteitscomponent voor robots op de grond. Ze zijn er in verschillende typen, zoals vaste wielen, zwenkwielen en omni-wielen, die elk verschillende niveaus van manoeuvreerbaarheid bieden.

• Rupsbanden: Rupsbanden worden gebruikt in robots die op ruw of oneffen terrein moeten opereren. Ze bieden een betere tractie en stabiliteit in vergelijking met wielen, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen zoals militaire robots en landbouwrobots.

• Poten: Robot met poten, zoals humanoïde robots en viervoetige robots, gebruiken poten voor voortbeweging. Poten stellen robots in staat om complexe omgevingen te navigeren en taken uit te voeren die moeilijk zijn voor robots met wielen of rupsbanden, zoals het beklimmen van trappen.

•