So verwenden Sie die Aktuatoren von CubeMars

Auf dem Gebiet der Robotik und der intelligenten Fertigung bestimmen Aktuatoren oft nicht, ob ein Roboter "laufen kann", sondern "wo die Leistungsgrenze liegt".Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Robotertechnologie nimmt die Bedeutung von Aktuatoren ebenfalls zu. In den letzten Jahren hat CubeMars aufgrund seiner Hochleistungsaktuatoren allmählich breite Aufmerksamkeit von Ingenieuren und F&E-Teams gewonnen und wird in verschiedenen Szenarien wie vierbeinigen Robotern, humanoiden Robotern, Exoskeletten, industrieller Automatisierung und unbemannten Systemen eingesetzt.

Der Kernvorteil von CubeMars Aktuatoren liegt in ihrer hohen Integration von Motor, Antrieb und Steuerung, die hohe Drehmomentdichte mit flexiblen Steuerungsfähigkeiten kombiniert. Dies verringert nicht nur den Schwierigkeitsgrad der Systemintegration erheblich, sondern ermöglicht es Entwicklern auch, in kürzerer Zeit leistungsfähigere Robotersysteme zu realisieren.

Wenn Sie bereits einen CubeMars Aktuator gekauft haben, aber noch nicht sicher sind, wie Sie ihn verwenden sollen, können Sie direkt auf den Abschnitt „So verwenden Sie CubeMars Aktuatoren“ in diesem Artikel verweisen, um schnell mit praktischen Operationen zu beginnen.

Wenn Sie mit Aktuatoren oder CubeMars Produkten noch nicht vertraut sind, können Sie hier beginnen. Wir werden von grundlegenden Konzepten zu praktischen Anwendungen übergehen. Aber bevor wir offiziell beginnen, lohnt es sich, eine Frage zu betrachten:

Was genau ist ein CubeMars Aktuator? Was ist sein wesentlicher Unterschied zu herkömmlichen Motoren? Und wie sollte er in tatsächlichen Projekten richtig verwendet werden?

Was ist ein CubeMars Aktuator?

Bevor wir uns mit der spezifischen Struktur befassen, können wir den CubeMars Aktuator zunächst als Ganzes verstehen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren ist er keine einzelne Leistungsabgabekomponente, sondern eine „gelenkebene Lösung“, die Antriebs-, Steuerungs- und Aktuierungsfunktionen integriert, die speziell für die komplexen Bewegungsanforderungen von Robotersystemen entwickelt wurde.

Dies ist der wesentliche Unterschied zu herkömmlichen Motoren.

Auf dieser Grundlage betrachten wir nun seine Zusammensetzung und technischen Merkmale.

Grundlegende Komponenten des Aktuators

In einem herkömmlichen System umfasst eine Antriebseinheit typischerweise:

• Motor

• Getriebe

• Treiber

Diese separate Struktur erfordert, dass Entwickler Komponenten selbst abstimmen und debuggen, was zu hoher Entwicklungskomplexität und hohen Debugging-Kosten führt.

Kernmerkmale von CubeMars Aktuatoren

Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen bieten CubeMars Aktuatoren durch integriertes Design erhebliche Verbesserungen in Leistung und Benutzererfahrung.

Es kann wie folgt verstanden werden:

Ein herkömmlicher Motor ist eine „Leistungskomponente“, während ein CubeMars Aktuator ein „funktionales Gelenk“ ist.

Unterschiede zu herkömmlichen Lösungen

Aus systemischer Sicht gibt es klare Unterschiede in Struktur und Anwendungslogik zwischen den beiden Lösungen.

Haupttypen und Modellempfehlungen von CubeMars Aktuatoren

Nachdem wir die grundlegenden Konzepte verstanden haben, ist es notwendig, verschiedene Aktuatortypen weiter zu unterscheiden und Modelle basierend auf praktischen Anwendungen auszuwählen. Dieser Schritt ist entscheidend für das spätere Systemdesign und die Leistungsrealisierung. Verschiedene Aktuatortypen unterscheiden sich in strukturellem Design, Untersetzungsmethoden und Steuerungseigenschaften und sind daher für unterschiedliche technische Szenarien geeignet.

Aus Produktsicht lassen sich CubeMars Aktuatoren hauptsächlich in die folgenden zwei Kategorien einteilen:

1. Integrierte Gelenkaktuatoren (AK-Serie)

Integrierte Gelenkaktuatoren (AK-Serie) integrieren Motor, Getriebe und Antriebssteuerungssystem in hohem Maße und bieten ein vollständiges Gelenkmodul, das direkt in Robotersystemen angewendet werden kann.

Hauptmerkmale:

Typische Modelle und Anwendungen:

• AK60-6 V3.0 KV80 → Kleine Roboterarme / Leichtbauroboter

• AK70-10 KV100 → Gelenksysteme für vierbeinige Roboter

• AK80-8 KV60 → Humanoide Roboter / Exoskelettsysteme

• AK10-9 V3.0 KV60 → Hochlast-Dynamiksysteme

 Geeignet für: Robotersysteme, die hohe Dynamik und einen gewissen Integrationsgrad erfordern

2. QDD-Quasidirektantriebe (AKE-Serie)

QDD-Aktuatoren (AKE-Serie) verwenden ein niedriges Untersetzungsverhältnis und bieten ein Gleichgewicht zwischen dynamischer Leistung und Regelgenauigkeit zwischen Direktantrieb und traditionellen Untersetzungssystemen.

Hauptmerkmale:

Typische Modelle und Anwendungen:

• AKE60-8 KV80 → Kleine Roboter / Leichtbausysteme

• AKE80-8 KV30 → Industrielle Robotergelenke

• AKE90-8 KV35 → Mittel- bis hochbelastete Industriesysteme

 Geeignet für: industrielle und technische Szenarien, die stabile Ausgabe und strukturelle Zuverlässigkeit erfordern

3. Modellauswahllogik (Kernmethode)

In der praktischen technischen Anwendung folgt die Aktuatorauswahl typischerweise dieser Logik:

• Leichtbau / Kleine Roboter → AK60-6 V3.0 KV80 / AKE60-8 KV80

• Vierbeinige Roboter → AK70-10 KV100

• Humanoide Roboter / Exoskelette → AK80-8 KV60

• Hochlast / Hochleistungssysteme → AK10-9 V3.0 KV60 oder AKE90-8 KV35

• Industrielle Stabilitätssysteme → AKE80-8 KV30 / AKE90-8 KV35

Im Wesentlichen ist die Auswahl ein Gleichgewicht zwischen „dynamischer Leistung, Ausgangsdrehmoment und systemischer Strukturkomplexität“.

Anwendungsfälle für CubeMars Aktuatoren

Im Vergleich zu Parameter- und Strukturbeschreibungen zeigen reale Anwendungen den praktischen Wert von Aktuatoren besser. Die folgenden Fälle stammen aus tatsächlichen Projekten und repräsentieren drei typische Richtungen: Unterhaltung, Dienstleistung und Forschung.

Unterhaltungsroboter ------ Daniel Simu Roboter-Performance-Projekt

Daniel Simu ist ein Kreativer, der sich auf Roboter Kunst und Performance konzentriert. Er präsentierte ein hoch koordiniertes Roboter-Performance-System auf der Bühne von America's Got Talent.

In diesem Szenario musste der Roboter präzise synchronisierte Tanzbewegungen und komplexe Choreografien ausführen, was hohe Anforderungen an die Aktuatoren stellte:

• Bewegungen müssen weich und natürlich sein, ohne Ruckler

• Mehrere Gelenke müssen hoch synchronisiert sein

• Sehr empfindlich auf Steuerungslatenz

In diesem Projekt lieferten CubeMars Aktuatoren stabile dynamische Reaktion und hochpräzise Steuerungsfähigkeiten, die es dem Roboter ermöglichten, komplexe und ausdrucksstarke Bewegungen auszuführen.

Kernaussage: Hohe Dynamik + Hohe Koordinationssteuerungsfähigkeit

Intelligentes mobiles Gerät ------ Kundenspezifischer Doppelmotor-Elektrorollstuhl

Im Bereich der Rehabilitation und unterstützten Mobilität haben traditionelle manuelle Rollstühle Einschränkungen bei längerem Gebrauch, komplexem Gelände und hochbelasteten Szenarien. Mit der Entwicklung der Motor- und Steuerungstechnologie bewegen sich Elektrorollstühle allmählich in intelligente und kundenspezifische Richtungen.

In diesem CubeMars-Fall bauten Entwickler ein kundenspezifisches Elektrorollstuhlsystem basierend auf einer Doppelmotor-Antriebslösung, um die Mobilität und das Erlebnis der Benutzer zu verbessern.

Projekthintergrund und Systemdesign

Dieses Projekt übernahm eine typische Doppelmotor-Differenzialantriebsstruktur, bei der die linken und rechten Räder unabhängig von separaten Aktuatoren angetrieben werden und die Lenkung und Steuerung durch Geschwindigkeitsunterschiede erreicht wird.

Die Hauptsystemkomponenten umfassen:

• Hauptsteuerungssystem (basierend auf ESP32)

• Unabhängige Antriebsaktuatoren für linkes und rechtes Rad

• Stromversorgungssystem (kundenspezifischer Batteriesatz)

• Mechanische Struktur (klappbarer Rahmen)

Diese Struktur wird häufig in mobilen Robotern verwendet und zeichnet sich durch einfache Konstruktion und stabile Steuerung aus.

Praktische Anwendungsanforderungen

Im Vergleich zu Industrieanlagen legt diese Art von Anwendung mehr Wert auf „Benutzererfahrung“ und „Sicherheit“, was unterschiedliche Anforderungen an die Aktuatoren stellt:

• Sanfte Start- und Stoppvorgänge, Vermeidung plötzlicher Änderungen

• Stabile Niedriggeschwindigkeitssteuerung für feine Operationen

• Ausreichend Drehmoment für Steigungen und komplexe Straßenoberflächen

• Stabiler Systembetrieb für tägliche Zuverlässigkeit

Im Wesentlichen ist dies ein „mensch-interaktives Antriebssystem“, nicht nur eine Antriebsvorrichtung.

Rolle des Aktuators im System

In diesem Projekt war der Aktuator nicht nur für die Leistungsabgabe verantwortlich, sondern beeinflusste auch direkt das gesamte Handlingsverhalten:

• Hohe Drehmomentabgabe → Unterstützt Anfahr- und Steigfähigkeit

• Hohe Regelgenauigkeit → Ermöglicht sanfte Beschleunigung und präzise Lenkung

• Hoher Wirkungsgrad → Verbessert die Gesamtausdauer des Systems

• Stabile Kommunikationsfähigkeit → Gewährleistet zuverlässigen Betrieb des Steuerungssystems

Die Leistung des Aktuators bestimmt direkt den Komfort und die Sicherheit des Rollstuhls.

Forschungswettbewerb ------ Binghamton Robotics Mars-Rover-Projekt

Binghamton Robotics nahm an der international renommierten University Rover Challenge (URC) teil, bei der Teams mobile Robotersysteme entwickeln müssen, die Aufgaben in komplexen Mars-Simulationsumgebungen ausführen können.

Während des Wettbewerbs musste der Roboter folgende Aufgaben erfüllen:

• Navigation auf unebenem Gelände

• Feine Manipulation mit einem Roboterarm

• Multitasking-Koordination

Dies stellte umfassende Anforderungen an die Aktuatoren:

• Hohe Regelgenauigkeit

• Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit

• Stabiles und zuverlässiges System

CubeMars Aktuatoren lieferten in diesem Projekt stabile Leistung und präzise Steuerungsunterstützung für den Roboter, ermöglichten einen zuverlässigen Betrieb unter komplexem Gelände und hohen Lasten und halfen dem Team, gute Ergebnisse im Wettbewerb zu erzielen.

Kernaussage: Hohe Präzision + Hohe Leistung + Systemstabilität

Was können wir aus den Fällen sehen?

Durch die drei realen Anwendungen in verschiedenen Bereichen sehen wir, dass CubeMars Aktuatoren in verschiedenen Szenarien unterschiedliche Vorteile zeigen:

• Unterhaltungsroboter → Betonen dynamische Leistung und Steuerungsglätte

• Industrieroboter → Betonen Stabilität und Sicherheit

• Forschungsprojekte → Betonen Präzision und Systemzuverlässigkeit

Dasselbe Aktuatorsystem kann völlig unterschiedliche Anwendungsanforderungen abdecken.

Durch diese realen Fälle sehen wir, dass CubeMars Aktuatoren in mehreren Bereichen validiert wurden:

Dies zeigt, dass sie nicht nur technologische Vorteile, sondern auch ausgereifte technische Implementierungsfähigkeiten besitzen, anstatt nur Laborprodukte zu sein.

Wie wählt man den richtigen CubeMars Aktuator aus?

Nachdem wir die Aktuatortypen verstanden haben, wird die Auswahl zu einem entscheidenden Schritt für die Systemleistung. Eine vernünftige Auswahl beeinflusst nicht nur, ob der Roboter „sich bewegen kann“, sondern auch, „wie gut er sich bewegt“ und wie reibungslos der Entwicklungsprozess verläuft.

Anstatt einfach Parameter zu vergleichen, ist es effektiver, ein umfassendes Urteil auf vier Ebenen zu fällen: Anwendungsanforderungen → Schlüsselindikatoren → strukturelle Einschränkungen → Steuerungsfähigkeiten.

1.Definieren Sie das Anwendungsszenario (oberste Priorität)

Verschiedene Anwendungen haben sehr unterschiedliche Anforderungen an Aktuatoren. Der erste Schritt bei der Auswahl muss vom Szenario ausgehen.

Fazit: Bestimmen Sie zuerst, „wofür es verwendet wird“, dann überlegen Sie, „welches Modell verwendet werden soll“.

2. Abstimmung der wichtigsten Leistungsparameter

Nach der Definition des Szenarios müssen Sie sich auf die folgenden Kernparameter konzentrieren, die direkt bestimmen, ob der Aktuator „ausreichend“ ist.

Drehmoment und Gewicht sind die beiden Parameter mit höchster Priorität.

3. Steuerungsfähigkeit und Systemabstimmung

In einem Robotersystem ist der Aktuator nicht nur eine Energiequelle, sondern auch eine Steuerungseinheit.

Die Aktuatorauswahl ist im Wesentlichen eine „Entscheidung auf Systemebene“, keine einfache Parameterwahl.

Ein guter Auswahlplan sollte gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllen:

• Ausreichende Leistung

• Erreichbare Steuerung

• Installierbare Struktur

• Erweiterbares System

  
  

Wenn die Auswahl richtig getroffen wird, wird die spätere Entwicklung viel einfacher sein; wenn falsch, werden die Kosten in späteren Phasen vervielfacht.

Wie verwendet man CubeMars Aktuatoren?

Über CubeMars Aktuatoren

CubeMars Aktuatoren sind integrierte intelligente Antriebsmodule, die für Robotergelenke und hochdynamische Systeme entwickelt wurden. Sie integrieren den traditionell getrennten „Motor + Getriebe + Treiber + Encoder“ in eine kompakte Struktur, was den Systemintegrationsaufwand erheblich reduziert und gleichzeitig die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit verbessert.

Aus technischer Sicht ist es nicht nur eine Motorkomponente, sondern eine komplette Gelenkantriebslösung, die direkt zum Aufbau von Roboterbewegungssystemen verwendet werden kann.

1.Den Zweck des Aktuator-Oberrechners verstehen

Die Hauptzwecke des Aktuator-Oberrechners umfassen:

• Parametereinstellung und -änderung: Die Kernfunktion des Oberrechners ist es, Benutzern zu ermöglichen, verschiedene Einstellungen am Motor vorzunehmen und seine Betriebsparameter entsprechend den tatsächlichen Anforderungen zu ändern.

• Ausgabe von Steuerbefehlen: Benutzer geben gewünschte Steuersignale auf dem Oberrechner ein, die dann von einem Debugging-Tool (wie R-link) in Anweisungen „übersetzt“ werden, die die Motor-Treiberplatine erkennen und ausführen kann.

• Konfiguration über serielle Schnittstelle: Im System wird der Oberrechner typischerweise mit serieller Kommunikation verwendet, die speziell für die Einstellung von Motorparametern und Systemeinstellungen verantwortlich ist.

• Überwachung und Debugging: Als Teil des Debugging-Tools hilft es Benutzern, den Motor von „Grund auf“ zu konfigurieren und sicherzustellen, dass er gemäß den beabsichtigten Aktionen und Plänen arbeitet.

Kurzer Arbeitsablauf: Der Benutzer bedient die Oberrechner-Software auf dem PC, das Signal wird über USB an das Debugging-Tool (Übersetzer) übertragen, das dann die Anweisungen über ein Kommunikationskabel (z. B. serielles Kabel) an die Motor-Treiberplatine sendet, um schließlich die Motorsteuerung zu erreichen.

2.So laden Sie den Aktuator-Oberrechner herunter

Der Aktuator-Oberrechner wird von CubeMars bereitgestellt. Es gibt zwei Hauptwege, ihn zu erhalten. Es wird empfohlen, zuerst den offiziellen Website-Kanal zu verwenden, um Versionskompatibilität und Stabilität zu gewährleisten.

Download-Methode 1: Produktdetailseite (empfohlen)

1. Öffnen Sie die offizielle CubeMars-Website

2. Gehen Sie zur Startseite der offiziellen Website und betreten Sie das Produktzentrum. Wählen Sie das Aktuatormodell aus, das Sie gekauft haben

3. Gehen Sie basierend auf der tatsächlichen Serie (z. B. AK / AKE usw.) zur entsprechenden Produktdetailseite.
   Finden Sie den Abschnitt „Technik & Download“ (normalerweise am unteren Rand der Seite) oder scrollen Sie nach unten und klicken Sie auf den Abschnitt „Support & Download“, um ihn schnell zu lokalisieren.

Gehen Sie am unteren Rand der Detailseite oder in einem verwandten Bereich zu Abschnitten wie „Technik / Download / Support“, um Folgendes zu erhalten:

• Oberrechner-Software

• Firmware

• Handbuch

Download-Methode 2: Technischer Support-Bereich (umfassendste)

1. Gehen Sie zur Startseite der offiziellen CubeMars-Website

Öffnen Sie die offizielle Website und gehen Sie zur Hauptnavigation.

2. Finden Sie den Abschnitt „Technischer Support“ in der Seitenkopfzeile

Klicken Sie, um die Seite „Technischer Support“ oder „Download-Center“ aufzurufen.

3. Wählen Sie die Produktserie und das genaue Modell aus, das Sie gekauft haben

Filtern Sie das entsprechende Produkt basierend auf dem Aktuatortyp (z. B. AK / AKE usw.).

4. Laden Sie die entsprechende Oberrechner-Software herunter

Finden Sie die entsprechende Version des Oberrechners in der Liste und wählen Sie die Version aus, die zu Ihrem Modell passt, um sie herunterzuladen.

Arbeitsablauf Ergänzung

Nach dem Herunterladen sind die allgemeinen Schritte:

1. Entpacken Sie das Softwarepaket

2. Öffnen Sie das Oberrechner-Programm (normalerweise .exe)

3. Verbinden Sie sich vor der Verwendung mit dem Aktuator über RUBIK LINK

Der Oberrechner benötigt ein Kommunikationsmodul, sonst kann das Gerät nicht erkannt werden.

Über den AK V2.0 Aktuator-Oberrechner

1. Einführung in die grundlegende Benutzeroberfläche des AK V2.0 Aktuator-Oberrechners

2. Kernoperationsprinzip: Lesen vor dem Schreiben

Vor dem Ändern von Parametern muss das Prinzip „Lesen vor dem Schreiben“ befolgt werden.

• Parameter lesen: Wird verwendet, um die aktuellen Parameter und Einstellungen auf der Motor-Treiberplatine zu erkennen und zu lesen und sie auf der Oberrechner-Oberfläche anzuzeigen.

• Parameter schreiben: Speichert und schreibt die aktuell auf dem Oberrechner angezeigten Parameter oder geänderten Daten in die Motor-Treiberplatine.
  Hinweis:
  Sie müssen zuerst die aktuellen Parameter lesen, bevor Sie Änderungen vornehmen; andernfalls könnten die Standardparameter auf der Treiberplatine durcheinander geraten.

2. Einführung in die Hauptfunktionsoberfläche

Die Oberrechner-Oberfläche ist hauptsächlich in die folgenden Funktionsbereiche unterteilt:

• Wellenformanzeige: Echtzeitdarstellung verschiedener Motorbetriebsdatenkurven, einschließlich Strom, Temperatur, Echtzeitdrehzahl, interne und externe Encoderpositionen, Hochfrequenzdrehzahl, Rotorpositionsabweichung und DQ-Strom. Durch Visualisierung können Benutzer den Betriebszustand des Motors intuitiver überwachen.

• Systemeinstellungen: Diese Seite dient hauptsächlich dem Schutz der Treiberplatine und des Motors. Benutzer können Hardwaregrenzen wie Spannung, Strom, Leistung, Temperatur, Tastverhältnis usw. ändern. Nicht-Experten wird generell nicht empfohlen, diese Standardgrenzen willkürlich zu ändern.

• Parametereinstellungen: Dient zum Anpassen der zugrunde liegenden Parameter der Treiberplatine, einschließlich Stromregelkreis KP/KI, Encoderkalibrierung, maximale/minimale Drehzahl und Strom, Geschwindigkeitsregelkreis KP/KI/KD, Untersetzungsverhältnis und Encoderkalibrierungseinstellungen.

• Anwendungsfunktionen: Diese Seite wird verwendet, um die CAN-ID des Motors, die CAN-Kommunikationsrate, CAN-Kommunikationsunterbrechungseinstellungen und andere kommunikationsbezogene Konfigurationen festzulegen.

• Import/Export von Einstellungen:

• Export: Sichert die aktuellen Parametereinstellungen als Dateien (mit den Endungen .mc_parameters und .app_parameters) auf dem Computer.

• Import: Lädt eine Sicherungsdatei vom Computer in den Oberrechner, um Daten wiederherzustellen oder die Konfiguration schnell auf andere Motoren desselben Modells zu kopieren.

• Moduswechsel & Wartung:

• Moduswechsel: Unterstützt den Wechsel zwischen MIT-Modus und Servo-Modus.

• Firmware-Update: Aktualisiert die Treiberplatine, indem eine von der offiziellen Website heruntergeladene Firmware-Datei geladen wird.

• Werkseinstellungen wiederherstellen: Stellt den Motor auf den standardmäßigen Auslieferungszustand zurück.

• Systemzurücksetzung: Stoppt den Motor und startet das System neu.

Wenn während des Betriebs Probleme auftreten, können Sie auf das offizielle Anleitungsvideo verweisen.

2. Einführung in den Servo-Modus

3. Oberflächenlayout und Umschaltung

Bevor Sie im Oberrechner in den Servo-Modus wechseln, müssen Sie zuerst auf „Moduswechsel“ klicken und sicherstellen, dass Sie sich im „Servo-Modus“ befinden. Das Bedienfeld des Servo-Modus ist in zwei Hauptbereiche unterteilt:

• Oberer Teil: Wird für die Doppelschleifenregelung verwendet.

• Unterer Teil: Wird für die Einfachschleifenregelung verwendet.

2. Doppelschleifenregelung

Die Kernlogik der Doppelschleifenregelung besteht darin, den Motor mit gewünschter Beschleunigung (DESA) und gewünschter Geschwindigkeit (DES) anzutreiben und schließlich die gewünschte Position (DSP) zu erreichen.

Dieser Modus umfasst zwei Positionsbereichsoptionen:

• Einzelmodus: Positionsbereich zwischen 0° und 360°, geeignet für präzise Steuerung innerhalb einer einzelnen Umdrehung.

• Mehrfachmodus: Positionsbereich zwischen -36.000° und 36.000° (etwa 200 Umdrehungen), geeignet für Szenarien, die weitreichende Drehungen erfordern.

• Bedienungstipp: Es wird empfohlen, vor dem Start auf „Ursprung setzen“ zu klicken, um die aktuelle Motorposition auf Null zu setzen. Um zur Null zurückzukehren, können Sie direkt auf „Zum Ursprung gehen“ klicken, und der Motor wird zurück zur Nullposition drehen.

3. Einfachschleifenregelung

Die Einfachschleifenregelung bietet fünf verschiedene spezifische Steuerungsmethoden, die den fünf Buchstaben auf dem Bedienfeld entsprechen:

• T (Drehmomentschleife): Der Motor gibt ein festes Drehmoment aus.

• P (Positionsschleife): Bei einem bestimmten Positionswert dreht der Motor zu dieser Position.

• I (Stromschleife) (auch als Intensitätssteuerung bekannt). Das Ausgangsdrehmoment entspricht Iq × Kt (Kt ist die Motorkonstante).
  Dieser Modus wird häufig verwendet, um die Nenndrehzahl des Motors durch Steuerung der Stromintensität zu regeln.

• B (Bremsstromschleife): Fixiert den Motor an der aktuellen Position. Hinweis: Achten Sie bei Verwendung dieser Funktion bitte genau auf die Motortemperatur.

• D (Tastverhältnisschleife): Ähnlich der Rechteckwellenansteuerung.

Durch den Servo-Modus können Benutzer flexibel das geeignete Steuerungsschema basierend auf den Anwendungsanforderungen (wie präziser Positionsverfolgung oder konstanter Drehmomentabgabe) wählen und die Wellenformanzeige-Funktion des Oberrechners verwenden, um Schlüsselparameter wie Rotorposition und -geschwindigkeit (RPM) zu überwachen.

3. Einführung in den MIT-Modus

Der MIT-Modus hat breite Anwendungen in Beinrobotern, vierbeinigen Hunden und anderen Bereichen.

1. Kernmerkmale

• Open Source und Professionalität: Speziell für die Roboterleistungssteuerung entwickelt, besonders geeignet für beinbetriebene Roboter, die hochdynamische Reaktionen erfordern.

• Steuerungsfähigkeit: Im Gegensatz zum Servo-Modus, der eine Doppelschleifenregelung unterstützt, kann der MIT-Modus derzeit nur eine geschlossene Schleife gleichzeitig steuern (d. h. eine der Positions-, Geschwindigkeits- oder Drehmomentschleifen).

• Einfache Bedienung: Im Vergleich zum Servo-Modus ist die Bedienlogik des MIT-Modus einfacher, was ihn sehr geeignet für Anfänger macht, schnell mit dem Antrieb des Motors zu beginnen.

2. Bewegungssteuerungsparameter (Bewegungssteuerungsfeld)

   
   

Im MIT-Bedienfeld müssen Benutzer die folgenden Schlüsselparameter eingeben, um den Motor zu steuern:

• DSP (Desired Position): Gewünschte Position, im Bogenmaß (rad). 1 rad entspricht ungefähr 57,3°.

• DSS (Desired Speed): Gewünschte Geschwindigkeit, in Radiant pro Sekunde (rad/s).

• DST (Desired Torque): Gewünschtes Drehmoment.

• KP: Wird verwendet, um das Überschwingen des Motors zu unterdrücken.

• KD: Passt die Bewegungssteifigkeit des Motors an und kann als Parameter für die Feinabstimmung des Motorverhaltens angesehen werden.

• ID (King ID): Die Identifikationsnummer des Motors. Bei der Steuerung mehrerer Motoren wird durch die Angabe der ID sichergestellt, dass der Befehl an den richtigen Motor gesendet wird.

3. Bedienlogik: Auto-Analogie

   
   

Um das Verständnis zu erleichtern, können wir den Bedienvorgang mit dem Fahren eines Autos mit einem gerissenen Gangschaltseil vergleichen:

• Run: Entspricht dem Einstecken des Schlüssels und Starten des Motors.

• Werte einstellen: Entspricht dem Schalten der Gänge (z. B. Einstellen der gewünschten Position, Geschwindigkeit oder des Drehmoments).

• Start: Da das „Kabel gerissen ist“, müssen Sie manuell auf Start klicken, um die Signalleitung zu verbinden, die Anweisungen des Getriebes an den Motor sendet, woraufhin sich der Motor zu bewegen beginnt.

• Stoppen und Beenden:

• Setzen Sie alle Werte auf 0 (zurück in „Parkstellung“).

• Klicken Sie erneut auf Start, um das Stoppsignal zu senden.

• Klicken Sie auf Beenden, um den Motor abzuschalten und die Verbindung zu trennen.

4. Überprüfungsschritte vor dem Betrieb

Bevor Sie den MIT-Modus formal starten, müssen die folgenden zwei Überprüfungen abgeschlossen sein, um die Sicherheit zu gewährleisten:

1. Nullüberprüfung: Stellen Sie sicher, dass alle Werte (DSP, DSS, DST, KP, KD) auf dem Bewegungssteuerungsfeld auf 0 gesetzt sind (d. h. in „Parkstellung“).

2. Ursprung setzen: Beobachten Sie die Rotorposition auf der Wellenformanzeige. Wenn sie nicht bei 0 ist, klicken Sie auf „Ursprung setzen“, um die aktuelle Position als Anfangsnullpunkt festzulegen.

3. Drei Beispiele für geschlossene Regelschleifen

• Positionsregelung: Zum Beispiel, setzen Sie DSP auf 3,14 (ca. 180°) mit geeigneten KP- und KD-Werten, dann dreht der Motor auf den angegebenen Winkel.

• Geschwindigkeitsregelung: Stellen Sie den gewünschten rad/s-Wert ein. Benutzer können auch das Untersetzungsverhältnis und die Polpaarzahl in den Oberrechner-Einstellungen ändern, um die Anzeigeeinheit auf das intuitivere RPM umzustellen.

• Drehmomentregelung: Geben Sie einen Drehmomentwert vor. Unter lastfreien Bedingungen dreht der Motor typischerweise mit voller Geschwindigkeit.

Durch den MIT-Modus können Benutzer eine präzise und flexible dynamische Steuerung des Aktuators erreichen, was eine grundlegende Unterstützung für die Roboterentwicklung bietet.

5.Schritte zum Flashen der Firmware und Kalibrierung

Nach Abschluss der grundlegenden Verbindung sind das Flashen der Firmware und die Kalibrierung wichtige Schritte, um den normalen Betrieb und die Präzisionsstabilität des Aktuators zu gewährleisten. Sie werden in der Regel über den Oberrechner durchgeführt.

Schritte zum Flashen der Firmware:

1. Verbinden Sie den Aktuator über RUBIK LINK mit dem Computer und öffnen Sie den Oberrechner

2. Wählen Sie den richtigen seriellen Anschluss (COM) und verbinden Sie das Gerät

3. Rufen Sie die Oberfläche „Firmware / Firmware-Update“ auf

4. Wählen Sie die Firmware-Datei entsprechend dem Modell aus (achten Sie auf Versionskompatibilität)

5. Klicken Sie auf Herunterladen/Upgrade und warten Sie auf den Abschluss

6. Führen Sie nach Abschluss einen Stromzyklus durch oder starten Sie das Gerät neu

Kalibrierungsschritte:

1. Stellen Sie sicher, dass sich der Aktuator in einem lastfreien oder sicheren Zustand befindet

2. Rufen Sie die Oberfläche „Kalibrierung“ im Oberrechner auf

3. Führen Sie die Nullpositionskalibrierung durch

4. Führen Sie bei Bedarf eine Encoderkalibrierung oder Begrenzungseinstellung durch

5. Speichern Sie die Parameter und bestätigen Sie die Aktivierung

Vorsichtsmaßnahmen:

• Die Firmware muss mit dem Aktuatormodell übereinstimmen, sonst kann die Kommunikation fehlschlagen

• Vermeiden Sie während der Kalibrierung äußere Einflüsse, um die Genauigkeit zu gewährleisten

• Es wird empfohlen, die Last vor dem Betrieb zu trennen, um unbeabsichtigte Bewegungen zu verhindern

Einfache Zusammenfassung:

Firmware flashen = System aktualisieren

Kalibrierung = Genauigkeit sicherstellen

Diese beiden Schritte sind der Schlüssel zum stabilen Betrieb des Aktuators.

Über den AK V3.0 Aktuator-Oberrechner

1. Anleitung zur Verwendung des AK3.0 Aktuator-Oberrechners

1. Vorbereitung und Verbindung

1. Hardware-Verbindung:

• Verbinden Sie den Motor über ein Kommunikationskabel mit dem RUBIK LINK V3.0 Debugging-Tool.

• Verbinden Sie den R-Link über ein USB-Kabel mit dem Computer-PC.

• Anzeigestatus: Nach dem Einschalten leuchtet die blaue Betriebsanzeige der Treiberplatine dauerhaft; unter normalen Bedingungen leuchten die grüne und rote Anzeige für 2 Sekunden und erlöschen dann.

2. Software-Start und Verbindung:

• Öffnen Sie die Oberrechner-Software und rufen Sie das Modul „Verbindung“ auf.

• Klicken Sie auf „Port aktualisieren“, wählen Sie den richtigen COM-Port und die Baudrate (normalerweise 921600).

• Klicken Sie auf „Port verbinden“. Eine Meldung mit „Connected to COMX“ zeigt eine erfolgreiche Verbindung an.

2. Überblick über die Oberflächenfunktionen

• A. Konfiguration: Enthält Grundeinstellungen, erweiterte Einstellungen und Firmware-Upgrade.

• B. Echtzeitstatus: Zeigt Spannung, Strom, Temperatur, Drehzahl, Winkel und Fehlerinformationen an.

• C. Echtzeitdaten: Zeigt Echtzeitwellenformen von Strom (DQ), Temperatur, Drehzahl, Position und Tastverhältnis an.

• D. Sprachumschaltung: Klicken Sie in die obere rechte Ecke, um die Oberflächensprache zu wechseln.

• E. Steuerung: Umfasst Servosteuerung, MIT-Steuerung und Geräteeinstellung.

• G. Stopp: Klicken Sie hier, um den Motorbetrieb sofort zu stoppen.

3. Kernbedienungen

1.Lesen vor dem Schreiben: Bevor Sie Parameter überschreiben, müssen Sie zuerst auf „Lesen“ klicken, um zu verhindern, dass andere Standardparameter auf der Treiberplatine durcheinander geraten.

2.Treiberkalibrierung: Muss durchgeführt werden, wenn die Treiberplatine neu installiert, die Verdrahtungsreihenfolge geändert oder die Firmware aktualisiert wird.

• Voraussetzung: Der Motor muss sich im lastfreien Zustand befinden.

• Schritte: Führen Sie in den Grundeinstellungen nacheinander aus: Lesen -> Motorparametererkennung (ca. 10 Sekunden) -> Encoderparametererkennung (ca. 45 Sekunden) -> Schreiben.

• Warnung: Der Encodererkennungsprozess erzeugt Wärme. Vermeiden Sie es, ihn kurz hintereinander mehrfach durchzuführen.

  
  

3.Bewegungssteuerungsmodus Antrieb

Der AK3.0 Oberrechner ermöglicht eine nahtlose Umschaltung zwischen Servo- und Kraftsteuerungsmodus ohne manuelles physisches Umschalten.

• Servosteuerung:

  
  

• Mehrfach-/Einzelmodus: Stellen Sie die gewünschte Position (Mehrfachbereich ±36000°), Geschwindigkeit und Beschleunigung ein und klicken Sie auf Start.

• Allgemeine Regelschleifen: Unterstützt Positionsschleife (P), Geschwindigkeitsschleife (S), Stromschleife (I), Bremsmodus (B/T) und Tastverhältnismodus (D).

  
  

• MIT-Steuerung:

  
  

• Geben Sie die CAN-ID des Motors ein.

• Geben Sie die gewünschte Position (des P), die gewünschte Geschwindigkeit (des S), das gewünschte Drehmoment (des T) und die Verstärkungsparameter KP, KD ein.

• Klicken Sie auf „Ausführen/Start“, um den Motor anzutreiben.

  
  

5. Firmware-Update

• Klicken Sie auf der Konfigurationsseite im Register „Firmware-Upgrade“ auf „Öffnen“, um die Firmware-Datei im .BIN-Format auszuwählen.

• Klicken Sie auf „Zu IAP springen“.

• Klicken Sie auf „Hochladen“ und warten Sie, bis die Fortschrittsanzeige 100% erreicht hat.

• Klicken Sie auf „Zu APP springen“ und warten Sie etwa 5 Sekunden.

2. AK3.0 Aktuator Firmware-Flashen und Kalibrierung

• Schritte zum Firmware-Update

  
  

Bevor Sie die Firmware flashen, stellen Sie sicher, dass der Motor und der Computer ordnungsgemäß über das Debugging-Tool (z. B. RUBIK LINK V3.0) verbunden und erkannt sind.

1. Firmware auswählen: Wählen Sie die entsprechende Firmware-Datei aus der Dropdown-Liste auf der Firmware-Upgrade-Oberfläche des Oberrechners aus.

2. Zu IAP springen: Klicken Sie auf die Schaltfläche „Zu IAP springen“.

3. Upgrade starten: Klicken Sie auf „Hochladen“ und warten Sie, bis die Fortschrittsanzeige 100% erreicht hat.

4. Zu APP springen: Klicken Sie nach Abschluss des Upgrades auf „Zu App springen“ und warten Sie etwa 5 Sekunden. Wenn der Motor in den Betriebsmodus übergeht, ist das Update abgeschlossen.

• 2. Kalibrierschritte für den Aktuator

Kernvoraussetzung: Der gesamte Kalibrierungs- und Erkennungsprozess muss im lastfreien Zustand durchgeführt werden; andernfalls könnten die Parameter ungenau sein oder der Motor beschädigt werden.

• SCHRITT 0: Stellen Sie eine stabile Stromversorgung und ordnungsgemäße Verbindung sicher. Rufen Sie nach erfolgreicher Verbindung im Oberrechner die Systemeinstellungsseite auf.

• SCHRITT 1: Lesen. Klicken Sie auf „Lesen“, bis die Oberfläche „APP configuration updated“ anzeigt.

• SCHRITT 2: Motorerkennung. Klicken Sie auf „Motorerkennung“. Der Motor gibt einen kurzen Summton von sich und beginnt sich zu drehen. Warten Sie etwa 10 Sekunden, bis der Motor aufhört, sich zu drehen. Eine Meldung mit „KP KI and Observer Gain Application“ zeigt den Abschluss an.

• SCHRITT 3: Encodererkennung. Klicken Sie auf „Encodererkennung“. Der Motor dreht sich langsam. Warten Sie etwa 45 Sekunden, bis „Encoder Parameters Applied“ angezeigt wird.

• SCHRITT 4: Schreiben. Klicken Sie abschließend auf „Schreiben“. Die Anzeige „App Configuration Updated“ zeigt an, dass der gesamte Kalibrierungsprozess abgeschlossen ist.

Wichtige Hinweise:

• Wärmerisiko: Der Encodererkennungsprozess erzeugt erhebliche Wärme. Führen Sie ihn nicht kurz hintereinander mehrfach durch, um einen plötzlichen Temperaturanstieg des Motors zu vermeiden.

• Kalibrierungszeitpunkt: Nur eine Neukalibrierung ist erforderlich, wenn Sie die Treiberplatine neu installieren, die Dreiphasen-Verdrahtungsreihenfolge des Motors ändern oder die Firmware aktualisieren (Motoren werden ab Werk vorkalibriert).

八个哦

Fazit

Insgesamt zeigt sich der Kernwert der CubeMars Aktuatoren nicht nur in einzelnen Parametern, sondern in ihren integrierten und systemischen Fähigkeiten. Im Vergleich zu traditionellen getrennten „Motor+Antrieb+Getriebe“-Lösungen nutzt CubeMars hochintegriertes Design, um den Entwicklungsaufwand erheblich zu reduzieren und den Aktuator von einer einzelnen Leistungskomponente zu einem sofort verwendbaren Robotergelenkmodul aufzurüsten.

In Bezug auf das Produktsystem deckt CubeMars durch die Unterscheidung zwischen integrierten Gelenkaktuatoren (AK-Serie) und QDD-Quasidirektantrieben (AKE-Serie) ein breites Spektrum von Anforderungen ab, von industriellen Stabilitätsanwendungen bis hin zu hochdynamischen Robotersystemen. Unterschiede in Drehmoment, Reaktionsgeschwindigkeit und Steuerungsfähigkeit zwischen den verschiedenen Modellen machen sie flexibel anpassbar für verschiedene Szenarien wie vierbeinige Roboter, humanoide Roboter, Exoskelette und Automatisierungsgeräte.

Aus praktischen Anwendungsfällen wurden CubeMars Aktuatoren in Unterhaltungsrobotern, intelligenten Geräten, Forschungswettbewerben und anderen Bereichen validiert. Diese Fälle zeigen, dass sie nicht nur hohe dynamische Leistung und hochpräzise Steuerungsfähigkeiten besitzen, sondern auch gute Systemstabilität und technische Implementierungsfähigkeiten, die einen kontinuierlichen und zuverlässigen Betrieb in komplexen Umgebungen ermöglichen.

Auf der Anwendungsebene können Entwickler durch die Oberrechner-Software + RUBIK LINK Kommunikationsmodul den gesamten Prozess von der Verbindung und Fehlersuche bis zur Steuerung durchführen, einschließlich Parametereinstellung, Moduswechsel, Firmware-Updates und Kalibrierung. Dieser standardisierte Prozess senkt die Einstiegshürde erheblich und erleichtert die schnelle Integration der Aktuatoren in tatsächliche Projekte.

Insgesamt entwickeln sich Aktuatoren mit der Entwicklung der Roboterindustrie allmählich von „zugrundeliegender Hardware“ zu standardisierten Funktionsmodulen. CubeMars Aktuatoren repräsentieren diesen Trend. Für Robotik- oder Automatisierungsprojekte gilt: Den richtigen Aktuator zu wählen = die Systemleistungsobergrenze und die Entwicklungseffizienz zu bestimmen, und seine Bedeutung nimmt kontinuierlich zu.