Как использовать приводы CubeMars

В области робототехники и интеллектуального производства приводы часто определяют не то, «может ли робот работать», а «где находится предел его производительности». С непрерывным развитием робототехники важность приводов также возрастает. В последние годы CubeMars постепенно привлекла широкое внимание инженеров и исследовательских групп благодаря своим высокопроизводительным приводам и нашла применение в различных сценариях, таких как четвероногие роботы, человекоподобные роботы, экзоскелеты, промышленная автоматизация и беспилотные системы.

Ключевое преимущество приводов CubeMars заключается в их высокой интеграции двигателя, привода и управления, сочетающей высокую плотность крутящего момента с гибкими возможностями управления. Это не только значительно снижает сложность интеграции системы, но и позволяет разработчикам быстрее создавать более производительные робототехнические системы.

Если вы уже приобрели привод CubeMars, но все еще не уверены, как его использовать, вы можете сразу обратиться к разделу «Как использовать приводы CubeMars» в этой статье, чтобы быстро приступить к практическим действиям.

Если вы еще не знакомы с приводами или продукцией CubeMars, вы можете начать здесь. Мы перейдем от базовых понятий к практическому применению. Но прежде чем мы официально начнем, стоит рассмотреть один вопрос:

Что именно представляет собой привод CubeMars? В чем его существенное отличие от традиционных двигателей? И как правильно использовать его в реальных проектах?

Что такое привод CubeMars?

Прежде чем углубляться в конкретную структуру, мы можем сначала понять привод CubeMars в целом. В отличие от традиционных двигателей, это не отдельный компонент выдачи мощности, а «решение на уровне сустава», которое интегрирует функции привода, управления и исполнения, специально разработанное для сложных потребностей в движении робототехнических систем.

Это и есть существенное отличие от традиционных двигателей.

Основываясь на этом, давайте рассмотрим его состав и технические особенности.

Базовые компоненты привода

В традиционной системе приводной блок обычно включает:

• Двигатель

• Редуктор

• Драйвер

Такая раздельная структура требует от разработчиков самостоятельного согласования и отладки компонентов, что приводит к высокой сложности разработки и высоким затратам на отладку.

Ключевые особенности приводов CubeMars

По сравнению с традиционными решениями, приводы CubeMars предлагают значительные улучшения в производительности и удобстве использования благодаря интегрированной конструкции.

Это можно понять так:

Традиционный двигатель — это «силовой компонент», а привод CubeMars — это «функциональный сустав».

Отличия от традиционных решений

С системной точки зрения существуют четкие различия в структуре и логике применения между двумя решениями.

Основные типы и рекомендации по моделям приводов CubeMars

После понимания основных концепций необходимо различные типы приводов и выбирать модели на основе практического применения. Этот шаг имеет решающее значение для последующего проектирования системы и реализации производительности. Различные типы приводов различаются по конструктивному исполнению, методам редукции и характеристикам управления, что делает их пригодными для разных инженерных сценариев.

С точки зрения продукции, приводы CubeMars можно в основном разделить на следующие две категории:

1.Интегрированные суставные приводы (серия AK)

Интегрированные суставные приводы (серия AK) в высокой степени интегрируют двигатель, редуктор и систему управления приводом, предоставляя готовый суставной модуль, который может быть напрямую применен в робототехнических системах.

Основные характеристики:

Типичные модели и применение:

• AK60-6 V3.0 KV80 → Малые роботизированные руки / Легкие роботы

• AK70-10 KV100 → Суставные системы четвероногих роботов

• AK80-8 KV60 → Человекоподобные роботы / Системы экзоскелетов

• AK10-9 V3.0 KV60 → Высоконагруженные динамические системы

Подходит для: робототехнических систем, требующих высокой динамической производительности и определенного уровня интеграции

2. Квазипрямые приводы QDD (серия AKE)

Приводы QDD (Quasi Direct Drive) (серия AKE) используют конструкцию с низким передаточным отношением, балансируя между динамической производительностью и точностью управления между прямым приводом и традиционными системами редукции.

Основные характеристики:

Типичные модели и применение:

• AKE60-8 KV80 → Малые роботы / Легкие системы

• AKE80-8 KV30 → Промышленные суставы роботов

• AKE90-8 KV35 → Промышленные системы со средней и высокой нагрузкой

Подходит для: промышленных и инженерных сценариев, требующих стабильной выходной мощности и структурной надежности

3. Логика выбора модели (основной метод)

В практических инженерных приложениях выбор привода обычно следует этой логике:

• Легкие / малые роботы → AK60-6 V3.0 KV80 / AKE60-8 KV80

• Четвероногие роботы → AK70-10 KV100

• Человекоподобные роботы / Экзоскелеты → AK80-8 KV60

• Высоконагруженные / высокомощные системы → AK10-9 V3.0 KV60 или AKE90-8 KV35

• Системы промышленной стабильности → AKE80-8 KV30 / AKE90-8 KV35

По сути, выбор представляет собой баланс между «динамической производительностью, выходным крутящим моментом и структурной сложностью системы».

Примеры применения приводов CubeMars

По сравнению с описаниями параметров и структуры, реальные приложения лучше демонстрируют практическую ценность приводов. Следующие примеры взяты из реальных проектов и представляют три типичных направления: развлечения, обслуживание и исследования.

Развлекательный робот ------ Проект роботизированного выступления Дэниела Симю

Дэниел Симю — творец, сосредоточенный на роботизированном искусстве и перформансе. Он представил высококоординированную систему роботизированного выступления на сцене America's Got Talent.

В этом сценарии робот должен был выполнять точно синхронизированные танцевальные движения и сложную хореографию, что предъявляло высокие требования к приводам:

• Движения должны быть плавными и естественными, без рывков

• Несколько суставов требуют высокой синхронизации

• Очень чувствителен к задержке управления

В этом проекте приводы CubeMars обеспечили стабильный динамический отклик и возможности высокоточного управления, позволив роботу выполнять сложные и выразительные движения.

Основное воплощение: Высокая динамика + Способность высококоординированного управления

Умное мобильное устройство ------ Индивидуальное электрическое кресло-коляска с двумя двигателями

В области реабилитации и ассистивной мобильности традиционные ручные инвалидные коляски имеют ограничения при длительном использовании, на сложной местности и в сценариях с высокой нагрузкой. С развитием технологий двигателей и управления электрические коляски постепенно движутся в интеллектуальном и индивидуализированном направлениях.

В этом примере CubeMars разработчики создали индивидуальную систему электрической коляски на основе решения с двумя двигателями для улучшения мобильности и опыта пользователей.

Предыстория проекта и проектирование системы

Этот проект采用了 типичную структуру дифференциального привода с двумя двигателями, где левое и правое колеса независимо приводятся в действие отдельными приводами, а управление и поворот осуществляются за счет разницы скоростей.

Основные компоненты системы включают:

• Главная система управления (на базе ESP32)

• Независимые приводы для левого и правого колес

• Система электропитания (индивидуальный аккумуляторный блок)

• Механическая структура (складная рама)

Эта структура широко используется в мобильных роботах, отличается простой конструкцией и стабильным управлением.

Практические требования к применению

По сравнению с промышленным оборудованием, этот тип приложения уделяет больше внимания «пользовательскому опыту» и «безопасности», предъявляя к приводам иные требования:

• Плавные процессы запуска и остановки, избегание внезапных изменений

• Стабильное управление на низких скоростях для точных операций

• Достаточный крутящий момент для преодоления уклонов и сложных дорожных покрытий

• Стабильная работа системы для повседневной надежности

По сути, это «интерактивная силовая система с человеком», а не просто приводное устройство.

Роль привода в системе

В этом проекте привод отвечал не только за выдачу мощности, но и напрямую влиял на общие характеристики управления:

• Высокий выходной крутящий момент → Поддерживает способность к старту и подъему

• Высокая точность управления → Обеспечивает плавное ускорение и точное рулевое управление

• Высокая эффективность → Улучшает общую выносливость системы

• Стабильная коммуникационная способность → Обеспечивает надежную работу системы управления

Производительность привода напрямую определяет комфорт и безопасность кресла-коляски.

Исследовательское соревнование ------ Проект марсохода Binghamton Robotics

Binghamton Robotics приняла участие в международно известном University Rover Challenge (URC), который требует от команд создания мобильных робототехнических систем, способных выполнять задачи в сложных имитационных средах Марса.

Во время соревнования робот должен был выполнить:

• Навигацию по неровной местности

• Точные манипуляции роботизированной рукой

• Координацию многозадачности

Это предъявило комплексные требования к приводам:

• Высокая точность управления

• Быстрая скорость отклика

• Стабильная и надежная система

Приводы CubeMars обеспечили стабильное питание и точную поддержку управления роботу в этом проекте, позволив ему сохранять надежную работу в условиях сложной местности и высоких нагрузок, и помогли команде достичь хороших результатов в соревновании.

Основное воплощение: Высокая точность + Высокая производительность + Стабильность системы

Что мы можем увидеть из примеров?

На примере трех реальных приложений в разных областях мы видим, что приводы CubeMars демонстрируют разные преимущества в разных сценариях:

• Развлекательные роботы → Делают акцент на динамической производительности и плавности управления

• Промышленные роботы → Делают акцент на стабильности и безопасности

• Исследовательские проекты → Делают акцент на точности и надежности системы

Одна и та же система приводов может охватывать совершенно разные требования приложений.

На примере этих реальных случаев мы видим, что приводы CubeMars были проверены в нескольких областях:

Это указывает на то, что они обладают не только техническими преимуществами, но и зрелыми инженерными возможностями внедрения, а не являются просто лабораторными продуктами.

Как выбрать правильный привод CubeMars?

После понимания типов приводов выбор становится ключевым шагом в определении производительности системы. Разумный выбор влияет не только на то, «может ли робот двигаться», но и на то, «насколько хорошо он двигается», и насколько плавно проходит процесс разработки.

Вместо простого сравнения параметров более эффективным подходом является вынесение комплексного суждения на четырех уровнях: требования приложения → ключевые показатели → структурные ограничения → возможности управления.

1.Определите сценарий применения (наивысший приоритет)

Различные приложения предъявляют очень разные требования к приводам. Первый шаг выбора должен исходить из сценария.

Вывод: сначала определите «для чего это будет использоваться», а затем решайте «какую модель использовать».

2. Сопоставление ключевых параметров производительности

После определения сценария необходимо сосредоточиться на следующих ключевых параметрах, которые напрямую определяют, «достаточен» ли привод.

Крутящий момент и вес — это два параметра с наивысшим приоритетом.

3. Возможности управления и соответствие системе

В робототехнической системе привод является не только источником энергии, но и блоком управления.

Выбор привода — это, по сути, «решение на системном уровне», а не простой выбор параметров.

Хороший план выбора должен одновременно удовлетворять:

• Достаточной производительности

• Достижимому управлению

• Устанавливаемой структуре

• Расширяемой системе

Если выбор сделан правильно, последующая разработка будет намного проще; если неправильно, затраты многократно возрастут на более поздних этапах.

Как использовать приводы CubeMars?

О приводах CubeMars

Приводы CubeMars — это интегрированные интеллектуальные приводные модули, разработанные для роботизированных суставов и высокодинамичных систем. Они интегрируют традиционно раздельные «двигатель + редуктор + драйвер + энкодер» в компактную структуру, значительно снижая сложность интеграции системы и улучшая общую производительность и надежность.

С инженерной точки зрения, это не просто компонент двигателя, а полноценное силовое решение для сустава, которое может быть напрямую использовано для создания систем движения роботов.

1.Понимание назначения верхнего компьютера привода

Основные назначения верхнего компьютера привода включают:

• Установка и изменение параметров: Самая основная функция верхнего компьютера — позволить пользователям выполнять различные настройки двигателя и изменять его рабочие параметры в соответствии с реальными потребностями.

• Выдача управляющих команд: Пользователи вводят желаемые управляющие сигналы на верхнем компьютере, которые затем «переводятся» инструментом отладки (например, R-link) в инструкции, которые плата драйвера двигателя может распознать и выполнить.

• Настройка через последовательный порт: В системе верхний компьютер обычно используется с последовательной связью, отвечая за настройку параметров двигателя и системных параметров.

• Мониторинг и отладка: Как часть инструмента отладки, он помогает пользователям настраивать двигатель «с нуля», обеспечивая его работу в соответствии с предполагаемыми действиями и планом.

Краткое описание рабочего процесса: Пользователь управляет программным обеспечением верхнего компьютера на ПК, сигнал передается через USB к инструменту отладки (переводчику), который затем отправляет инструкции на плату драйвера двигателя через коммуникационный кабель (например, последовательный кабель), в конечном итоге достигая управления двигателем.

2.Как загрузить верхний компьютер привода

Верхний компьютер привода предоставляется CubeMars. Существует два основных способа его получения. Рекомендуется сначала использовать канал официального веб-сайта, чтобы обеспечить совместимость версий и стабильность.

Способ загрузки 1: Страница сведений о продукте (рекомендуется)

1. Откройте официальный веб-сайт CubeMars

2. Перейдите на главную страницу официального веб-сайта, войдите в Центр продуктов. Выберите модель привода, которую вы приобрели

3. В зависимости от фактической серии (например, AK / AKE и т.д.), перейдите на соответствующую страницу сведений о продукте.
   Найдите раздел «Техническая информация и загрузки» (обычно внизу страницы) или прокрутите вниз и нажмите на раздел «Поддержка и загрузки», чтобы быстро его найти.

Внизу страницы сведений или в соответствующей области перейдите в такие разделы, как «Техническая информация / Загрузки / Поддержка», чтобы получить:

• Программное обеспечение верхнего компьютера

• Прошивку

• Руководство

Способ загрузки 2: Раздел технической поддержки (самый полный)

1. Перейдите на главную страницу официального веб-сайта CubeMars

Откройте официальный веб-сайт и перейдите к главной навигации.

2. Найдите раздел «Техническая поддержка» в заголовке страницы

Нажмите, чтобы перейти на страницу технической поддержки или в центр загрузок.

3. Выберите серию продуктов и конкретную модель, которую вы приобрели

Отфильтруйте соответствующий продукт на основе типа привода (например, AK / AKE и т.д.).

4. Загрузите соответствующее программное обеспечение верхнего компьютера

Найдите подходящую версию верхнего компьютера в списке и выберите версию, соответствующую вашей модели, для загрузки.

Дополнение к рабочему процессу

После загрузки общие шаги следующие:

1. Распакуйте программный пакет

2. Откройте программу верхнего компьютера (обычно .exe)

3. Подключитесь к приводу с помощью RUBIK LINK перед использованием

Для верхнего компьютера требуется коммуникационный модуль; в противном случае устройство не будет распознано.

О верхнем компьютере привода AK V2.0

1.Знакомство с базовым интерфейсом верхнего компьютера привода AK V2.0

1. Основной принцип работы: Чтение перед записью

Перед изменением любых параметров необходимо следовать принципу «Чтение перед записью».

• Чтение параметров: Используется для обнаружения и чтения текущих параметров и настроек на плате драйвера двигателя и их отображения на интерфейсе верхнего компьютера.

• Запись параметров: Сохраняет и записывает параметры, отображаемые в данный момент на верхнем компьютере, или измененные данные на плату драйвера двигателя.
  Примечание:
  Вы должны сначала считать текущие параметры перед внесением изменений; в противном случае параметры по умолчанию на плате драйвера могут быть нарушены.

2. Знакомство с интерфейсом основных функций

Интерфейс верхнего компьютера в основном разделен на следующие функциональные области:

• Отображение формы сигнала: Построение в реальном времени различных кривых данных работы двигателя, включая ток, температуру, скорость в реальном времени, положения внутреннего и внешнего энкодеров, высокочастотную скорость, отклонение положения ротора и ток DQ. С помощью визуализации пользователи могут более интуитивно контролировать состояние работы двигателя.

• Системные настройки: Эта страница в основном используется для защиты платы драйвера и двигателя. Пользователи могут изменять аппаратные ограничения, такие как напряжение, ток, мощность, температура, рабочий цикл и т.д. Неспециалистам обычно не рекомендуется произвольно изменять эти ограничения по умолчанию.

• Настройки параметров: Используется для настройки базовых параметров платы драйвера, включая KP/KI контура тока, калибровку энкодера, максимальную/минимальную скорость и ток, KP/KI/KD контура скорости, передаточное отношение и настройки калибровки энкодера.

• Прикладные функции: Эта страница используется для установки CAN ID двигателя, скорости связи CAN, настроек прерывания связи CAN и других конфигураций, связанных с связью.

• Импорт/экспорт настроек:

• Экспорт: Создает резервную копию текущих настроек параметров в виде файлов (с суффиксами .mc_parameters и .app_parameters) на компьютере.

• Импорт: Загружает резервный файл с компьютера на верхний компьютер, используется для восстановления данных или быстрого копирования конфигурации на другие двигатели той же модели.

• Переключение режима и обслуживание:

• Переключение режима: Поддерживает переключение между режимом MIT и серворежимом.

• Обновление прошивки: Обновляет плату драйвера, загружая файл прошивки, загруженный с официального веб-сайта.

• Восстановление заводских настроек: Возвращает двигатель в исходное заводское состояние.

• Сброс системы: Останавливает двигатель и перезапускает систему.

Если во время работы у вас возникнут проблемы, вы можете обратиться к официальному видеоуроку.

2.накомство с серворежимом

1.Расположение интерфейса и переключение

Прежде чем войти в серворежим в программном обеспечении верхнего компьютера, вы должны сначала нажать «Переключение режима» и убедиться, что он находится в «Серворежиме». Панель управления серворежима разделена на две основные области:

• Верхняя часть: Используется для двухконтурного управления.

• Нижняя часть: Используется для одноконтурного управления.

2. Двухконтурное управление

Основная логика двухконтурного управления заключается в управлении двигателем с желаемым ускорением (DESA) и желаемой скоростью (DES) для достижения желаемого положения (DSP).

Этот режим включает две опции диапазона положения:

• Одновитковый режим: Диапазон положения от 0° до 360°, подходит для точного управления в пределах одного оборота.

• Многовитковый режим: Диапазон положения от -36 000° до 36 000° (примерно 200 оборотов), подходит для сценариев, требующих широкодиапазонного вращения.

• Совет по эксплуатации: Рекомендуется нажать «Установить начало» перед запуском, чтобы установить текущее положение двигателя на ноль. Чтобы вернуться к нулю, вы можете напрямую нажать «Перейти к началу», и двигатель повернется обратно в нулевое положение.

3. Одноконтурное управление

Одноконтурное управление предлагает пять различных конкретных методов управления, соответствующих пяти буквам на панели:

• T (Контур крутящего момента): Двигатель выдает фиксированный крутящий момент.

• P (Контур положения): При заданном значении положения двигатель повернется в это положение.

• I (Контур тока) (также известен как управление интенсивностью). Выходной крутящий момент равен Iq × Kt (Kt — постоянная двигателя).
  Этот режим часто используется для управления номинальной скоростью двигателя путем управления интенсивностью тока.

• B (Контур тормозного тока): Фиксирует двигатель в текущем положении. Примечание: Пожалуйста, внимательно следите за температурой двигателя при использовании этой функции.

• D (Контур рабочего цикла): Похож на форму прямоугольного волнового привода.

С помощью серворежима пользователи могут гибко выбирать подходящую схему управления на основе требований приложения (таких как точное отслеживание положения или постоянная выдача крутящего момента) и использовать функцию «Отображение формы сигнала» верхнего компьютера для мониторинга ключевых параметров, таких как положение ротора и скорость (RPM).

3.Знакомство с режимом MIT

Режим MIT имеет широкое применение в шагающих роботах, четвероногих собаках и других областях.

1. Основные характеристики

• Открытый исходный код и профессионализм: Разработан специально для управления мощностью роботов, особенно подходит для шагающих роботов, требующих высокодинамичного отклика.

• Возможность управления: В отличие от серворежима, который поддерживает двухконтурное управление, режим MIT в настоящее время может управлять только одним замкнутым контуром за раз (т.е. одним из контуров положения, скорости или крутящего момента).

• Простота эксплуатации: По сравнению с серворежимом, режим MIT имеет более простую логику работы, что делает его очень подходящим для новичков, чтобы быстро начать управлять двигателем.

2. Параметры управления движением (Панель управления движением)

На панели управления MIT пользователям необходимо ввести следующие ключевые параметры для управления двигателем:

• DSP (Desired Position): Желаемое положение, в радианах (rad). 1 rad приблизительно равен 57,3°.

• DSS (Desired Speed): Желаемая скорость, в радианах в секунду (rad/s).

• DST (Desired Torque): Желаемый крутящий момент.

• KP: Используется для подавления перерегулирования двигателя.

• KD: Регулирует жесткость движения двигателя, может рассматриваться как параметр для точной настройки поведения двигателя.

• ID (King ID): Идентификационный номер двигателя. При управлении несколькими двигателями указание ID гарантирует, что инструкция будет отправлена правильному двигателю.

3. Логика работы: Аналогия с автомобилем

Чтобы облегчить понимание, мы можем сравнить процесс работы с вождением автомобиля с оборванным тросом переключения передач:

• Run: Эквивалентно вставлению ключа и запуску двигателя.

• Set Values: Эквивалентно переключению передач (например, установке желаемого положения, скорости или крутящего момента).

• Start: Поскольку «трос оборван», вам нужно вручную нажать Start, чтобы подключить сигнальную линию, отправив инструкции трансмиссии двигателю, после чего двигатель начнет двигаться.

• Остановка и выход:

• Установите все значения на 0 (вернитесь в «парк»).

• Нажмите Start еще раз, чтобы отправить сигнал остановки.

• Нажмите Exit, чтобы выключить двигатель и отключиться.

4. Шаги проверки перед эксплуатацией

Перед официальным запуском режима MIT необходимо выполнить следующие две проверки для обеспечения безопасности:

1. Проверка нуля: Убедитесь, что все значения (DSP, DSS, DST, KP, KD) на панели управления движением установлены на 0 (т.е. в «парке»).

2. Установить начало: Наблюдайте за положением ротора на дисплее формы сигнала. Если оно не равно 0, нажмите «Установить начало», чтобы установить текущее положение в качестве начальной нулевой точки.

5.Три примера демонстрации замкнутых контуров

• Управление контуром положения: Например, установите DSP на 3,14 (приблизительно 180°) с соответствующими KP и KD, и двигатель повернется на указанный угол.

• Управление контуром скорости: Установите желаемое значение rad/s. Пользователи также могут изменить передаточное отношение и количество пар полюсов в настройках верхнего компьютера, чтобы переключить единицу отображения на более интуитивно понятные RPM.

• Управление контуром крутящего момента: Приложите значение крутящего момента смещения. В условиях отсутствия нагрузки двигатель обычно будет вращаться на полной скорости.

С помощью режима MIT пользователи могут достичь точного и гибкого динамического управления приводом, обеспечивая фундаментальную поддержку для разработки роботов.

4. Шаги по прошивке и калибровке

После завершения базового подключения прошивка и калибровка являются важными шагами для обеспечения нормальной работы и стабильности точности привода, обычно выполняемыми через верхний компьютер.

Шаги по прошивке:

1. Подключите привод к компьютеру с помощью RUBIK LINK и откройте верхний компьютер

2. Выберите правильный последовательный порт (COM) и подключите устройство

3. Войдите в интерфейс «Прошивка / Обновление прошивки»

4. Выберите файл прошивки, соответствующий модели (обратите внимание на соответствие версий)

5. Нажмите Загрузить/Обновить, дождитесь завершения

6. После завершения выполните цикл подачи питания или перезагрузите устройство

Шаги по калибровке:

1. Убедитесь, что привод находится в состоянии без нагрузки или безопасном состоянии

2. Войдите в интерфейс «Калибровка» на верхнем компьютере

3. Выполните калибровку нулевого положения

4. При необходимости выполните калибровку энкодера или установку ограничений

5. Сохраните параметры и подтвердите активацию

Меры предосторожности:

• Прошивка должна соответствовать модели привода, иначе связь может быть невозможна

• Избегайте внешних помех во время калибровки для обеспечения точности

• Рекомендуется отключать нагрузку перед работой, чтобы предотвратить случайные движения

Краткое резюме:

Прошивка = Обновление системы

Калибровка = Обеспечение точности

Эти два шага являются ключом к стабильной работе привода.

О верхнем компьютере привода AK V3.0

1.Руководство по использованию верхнего компьютера привода AK3.0

1. Подготовка и подключение

1. Аппаратное подключение:

• Подключите двигатель к инструменту отладки RUBIK LINK V3.0 через коммуникационный кабель.

• Подключите R-Link к компьютеру ПК с помощью USB-кабеля.

• Состояние индикаторов: После включения питания синий индикатор питания на плате драйвера горит постоянно; при нормальных условиях зеленый и красный индикаторы загораются на 2 секунды, а затем гаснут.

2. Запуск программного обеспечения и подключение:

• Откройте программное обеспечение верхнего компьютера и войдите в модуль «Подключение».

• Нажмите «Обновить порт», выберите правильный COM-порт и скорость передачи данных (обычно 921600).

• Нажмите «Подключить порт», сообщение «Connected to COMX» указывает на успешное подключение.

2. Обзор функций интерфейса

• A. Конфигурация: Включает основные настройки, расширенные настройки и обновление прошивки.

• B. Статус в реальном времени: Отображает напряжение, ток, температуру, скорость, угол и информацию о неисправностях.

• C. Данные в реальном времени: Отображает формы сигналов тока (DQ), температуры, скорости, положения и рабочего цикла в реальном времени.

• D. Переключение языка: Нажмите в правом верхнем углу, чтобы переключить язык интерфейса.

• E. Управление: Включает сервоуправление, управление MIT и настройку единиц.

• G. Стоп: Нажмите, чтобы немедленно остановить работу двигателя.

3. Основные базовые операции

1.Чтение перед записью: Перед перезаписью любых параметров вы должны сначала нажать «Чтение», чтобы предотвратить сбой других параметров по умолчанию на плате драйвера.

2.Калибровка драйвера: Должна выполняться при переустановке платы драйвера, изменении порядка подключения проводов или обновлении прошивки.

• Предварительное условие: Двигатель должен находиться в состоянии без нагрузки.

• Шаги: В основных настройках последовательно выполните Чтение -> Идентификация параметров двигателя (около 10 секунд) -> Идентификация параметров энкодера (около 45 секунд) -> Запись.

• Предупреждение: Процесс идентификации энкодера выделяет тепло; избегайте его многократного выполнения подряд в течение короткого времени.

4.Управление в режиме движения

Верхний компьютер AK3.0 обеспечивает бесшовное переключение между серворежимом и режимом управления силой без ручного физического переключения.

• Сервоуправление:

• Многовитковый / одновитковый режим: Установите желаемое положение (диапазон многовиткового режима ±36000°), скорость и ускорение, затем нажмите пуск.

• Общие контуры управления: Поддерживает контур положения (P), контур скорости (S), контур тока (I), режим торможения (B/T) и режим рабочего цикла (D).

• Управление MIT:

• Введите CAN ID двигателя.

• Введите желаемое положение (des P), желаемую скорость (des S), желаемый крутящий момент (des T) и параметры усиления KP, KD.

• Нажмите «Выполнить / Пуск» для управления двигателем.

5. Обновление прошивки

1. На вкладке обновления прошивки на странице конфигурации нажмите «Открыть», чтобы выбрать файл прошивки в формате .BIN.

2. Нажмите «Перейти в IAP».

3. Нажмите «Загрузить», дождитесь достижения индикатором выполнения 100%.

4. Нажмите «Перейти в APP», подождите около 5 секунд.

2. Прошивка и калибровка привода AK3.0

1.Шаги обновления прошивки

Перед прошивкой убедитесь, что двигатель и компьютер правильно подключены и распознаны через инструмент отладки (например, RUBIK LINK V3.0).

1. Выберите прошивку: Выберите соответствующий файл прошивки из раскрывающегося списка в интерфейсе обновления прошивки верхнего компьютера.

2. Перейти в IAP: Нажмите кнопку «Перейти в IAP».

3. Начать обновление: Нажмите «Загрузить» и дождитесь достижения индикатором выполнения 100%.

4. Перейти в APP: После завершения обновления нажмите «Перейти в App» и подождите около 5 секунд. Переход двигателя в рабочий режим указывает на завершение обновления.

2. Шаги калибровки привода

Основное предварительное условие: Весь процесс идентификации и калибровки должен выполняться в состоянии без нагрузки; в противном случае параметры могут быть неточными, или двигатель может быть поврежден.

• ШАГ 0: Обеспечьте стабильное питание и правильное подключение. После успешного подключения на верхнем компьютере войдите на страницу системных настроек.

• ШАГ 1: Чтение. Нажимайте «Чтение», пока интерфейс не отобразит «APP configuration updated».

• ШАГ 2: Идентификация двигателя. Нажмите «Идентификация двигателя». Двигатель издаст короткий гул и начнет вращаться. Подождите около 10 секунд, пока двигатель не перестанет вращаться. Сообщение «KP KI and Observer Gain Application» указывает на завершение.

• ШАГ 3: Идентификация энкодера. Нажмите «Идентификация энкодера». Двигатель будет медленно вращаться. Подождите около 45 секунд, пока не появится «Encoder Parameters Applied».

• ШАГ 4: Запись. Наконец, нажмите «Запись». Отображение «App Configuration Updated» указывает на завершение всего процесса калибровки.

Важные примечания:

• Тепловой риск: Процесс идентификации энкодера выделяет значительное тепло. Не выполняйте его многократно подряд, чтобы избежать внезапного повышения температуры двигателя.

• Время калибровки: Повторная калибровка требуется только при переустановке платы драйвера, изменении порядка подключения трех фаз двигателя или обновлении прошивки (двигатели поставляются предварительно откалиброванными с завода).

Заключение

В целом, основная ценность приводов CubeMars отражается не только в отдельных параметрах, но и в их интегрированных и системных возможностях. По сравнению с традиционными раздельными решениями «двигатель+привод+редуктор», CubeMars использует высокоинтегрированную конструкцию для значительного снижения сложности разработки, превращая привод из простого силового компонента в готовый к использованию модуль роботизированного сустава.

С точки зрения продуктовой системы, CubeMars через различие между интегрированными суставными приводами (серия AK) и квазипрямыми приводами QDD (серия AKE) охватывает широкий спектр потребностей: от промышленных стабильных приложений до высокодинамичных робототехнических систем. Различия в крутящем моменте, скорости отклика и возможностях управления между различными моделями делают их гибко адаптируемыми для различных сценариев, таких как четвероногие роботы, человекоподобные роботы, экзоскелеты и оборудование для автоматизации.

Из практических примеров видно, что приводы CubeMars были проверены в развлекательных роботах, умных устройствах, исследовательских соревнованиях и других областях. Эти примеры показывают, что они обладают не только высокой динамической производительностью и возможностями высокоточного управления, но и хорошей стабильностью системы и инженерными возможностями внедрения, обеспечивая непрерывную и надежную работу в сложных условиях.

На уровне использования, с помощью программного обеспечения верхнего компьютера + коммуникационного модуля RUBIK LINK разработчики могут выполнить весь процесс от подключения и отладки до управления, включая настройку параметров, переключение режимов, обновление прошивки и калибровку. Этот стандартизированный процесс значительно снижает порог входа, облегчая быструю интеграцию приводов в реальные проекты.

В целом, с развитием робототехнической промышленности приводы постепенно эволюционируют от «базового оборудования» к стандартизированным функциональным модулям. Приводы CubeMars представляют эту тенденцию. Для робототехнических или автоматизированных проектов правильный выбор привода = определение предела производительности системы + эффективность разработки, и его важность постоянно растет.