一部のタイプのロボットのコンポーネントは、大きな環境ストレスを経験するのが一般的です。これは、一般的な電子機器やその他の敏感なコンポーネントで心配する必要があるのでしょうか、それとも本当にそうですか？もしそうなら、そのようなコンポーネントをどのように保護しますか？
この背後にある2つの主要な哲学について聞いたことがあります。1つは、衝撃を吸収するために、スプリングなどの減衰システムを使用する必要があるということです。もう1つは、すべてが動かないようにしっかりと固定しておく必要があるため、他のものにぶつかって壊れないようにすることです。
どちらに従うべきか、または答えが「依存する」場合、敏感なコンポーネントを最もよく保護するためのガイドとして何を使うべきですか？
回答:
これは、振動がどこから来ているかによります。
あなたが説明する2つのテクニックは非常に価値がありますが、振動が自分のアクチュエータからのものである場合は、動きに異なる速度プロファイルを使用するだけで大幅に改善できる可能性があります。
従来の台形速度プロファイルは、一定の最大速度までの一定の加速とそれに続く等速巡航、その後のゼロ速度への一定の減速です。これにより、瞬間的な揺れ（またはジャーク）が発生します。これは、時間の経過に伴う位置の3次導関数です。振動による損傷を引き起こすのは、この高い衝撃です。
多くのモーションコントローラは、衝撃に制約されたSカーブ速度プロファイルを提供します。これにより、これらの高い衝撃衝撃を大幅に低減できます。また、加速を加速しているため、多くの場合、PIDループをより積極的に調整して、実際にポイントツーポイントのパフォーマンス向上を得ることができます。残念ながら、これは移動の同期と計画を複雑にする代償になります。
また、全体の移動に純粋な3次スプラインを使用するシステムにも取り組んでいます。これらは、隣接する動きが認識できるほどの揺れを伴わずに互いにシームレスにマージされる、滑らかで滑らかな動きのプロファイルを作成しました。ただし、これらのシステムでは、動きを同期させることはさらに難しく、計画ステップの計算はSカーブよりもさらに複雑になります。
コンポーネントは、どこかに振動定格を持つ必要があります。可動部品がなければほとんど何でも結構です。加速度計やジャイロスコープなどの一部のセンサーが影響を受けます。
一例として、クワッドローターは振動の影響を大きく受けるアプリケーションです。4つの支柱はまったくとんでもない量の振動を生成し、クワッドローターは加速度計/ジャイロからの正確なセンサーデータを必要とします。加速度計のプロットを見ると、信じられないほどの量のノイズが表示されます。
これにもかかわらず、非常に少数のクワッドには振動減衰の形式がありません。カルマンフィルターで十分なデータを取得できます。
振動減衰といくつかの可能なアプローチ（アクティブとパッシブの両方）に関する多くの文献があります。
メモリーフォームは、電子機器や加速度センサー/ジャイロなどの小型センサーの振動を減衰させるのに理想的であることがわかりました。記憶泡は非常に柔らかいですが、さらに重要なことに、非常によく減衰するように設計されています。過去に低反発を使用することで、UAVの加速度計ノイズを最大80％削減しました。
上Asguardの私たちが取り組んできたことをシステム、我々が原因ホイールジオメトリへの衝撃がたくさんあります。このシステムでは、マークが提案したように、制御側の振動も減らすことができました。これは、最適なパターンでホイールを同期させることによって行われました。
このシステムには、振動を低減するいくつかの機械設計機能もあります。柔軟なホイール、ギアとホイール間のエレクトリックカップリング、ほとんどのネジのロックメカニズム。
電子機器は構造にしっかりと接続されていませんが、フォームとゴムの組み合わせを使用してそれらを所定の位置に保持しています。これまでのところうまくいきました。ただし、コネクタには多くの問題があり、ボードコネクタ、特にファイアワイヤのような重いコネクタでは、頻繁に微小破壊が発生しました。これらの場合、コネクタを所定の位置に保持するための機械的構造を作成するか、可能であればコネクタを軽量の代替品に置き換える必要がありました。
IMUやシステムに厳密に接続されているカメラなどの機密コンポーネント これにより加速度計のノイズが改善されることは事実ですが、カルマンフィルターで方位を推定する際に大きな問題が発生することはありませんでした。カメラで短い露光時間を使用する場合、振動もあまり問題になりません。センサーの観点からは、実際に抱えていた問題よりもはるかに多くの問題を予想していました。
だからあなたの質問への答えは本当にあなたのシステムに依存するということだと私は推測します、そして私たちのケースで見たようにあなたは多くの場合あなたはあまり振動からコンポーネントを保護する必要さえありません。