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机器人的伺服执行机构原理图

 昵称45356502 2018-06-24

一、步进电动机
          
  

将脉冲电信号转换为角位移或直线位移的一种D/A转换装置。接收一个电脉冲,步进电动机就带动机器人的关节轴转过一个相应的角度。步进电动机转过的角度与接收的脉冲数成正比。 


步进电动机优点:


  (1)输出角度精度高,无积累误差,惯性小。
    当电动机旋转一周误差回到零。


     (2) 输入和输出呈严格线性关系:
     输出角度不受电压、电流及波形等因素的影响,仅取决于输入脉冲数的多少。


     (3) 容易控制位置、速度,起、停及正、反转控制方便:
    步进电动机的位置(输出角度)由输入脉冲数确定,其转速由输入脉冲的频率决定,正、反转(转向)由脉冲输入的顺序决定,而脉冲数、脉冲频率、脉冲顺序都可方便地由计算机输出控制。


    (4) 输出信号为数字信号,可以与计算机直接接口。
    (5) 结构简单,使用方便,可靠性好,寿命长。
                                
                              三相反应式步进电动机结构原理图
    1—定子绕组;2—定子铁心;3—转子;4—A相磁通

二、直流伺服电动机

  直流伺服电动机具有启动转矩大,体积小,重量轻,转速易控制,效率高等优点。


        但是,直流伺服电动机结构上具有电刷和换向器,需要定期更换电刷和进行维修,电动机使用寿命短,噪声大。


        直流电动机的容量小,电枢电压低,很多特性参数随速度而变化,限制了直流电动机向高速、大容量方向发展。在一些具有可燃气体的场合,由于电刷换向过程中可能引起打火,也不适合使用直流电动机,如井下作业等。


        在一些中、小功率的场合,还常使用永磁式直流伺服电动机。 


     
            直流伺服电动机的工作原理

  直流伺服电动机晶体管脉宽调制(PWM)调速系统:


        PWM是利用大功率晶体管的开关作用,将恒定的直流电源电压斩成一定频率的方波电压;通过对方波脉冲宽度的控制,改变电枢的平均电压,控制电动机转速


        各半导体厂商纷纷推出直流电动机驱动专用集成电路,如美国Silicon General公司生产的半桥单片集成电路SG1635以及意大利DGS公司生产的全桥驱动L292等。

三、交流伺服电动机

  交流伺服电动机除了不具有直流伺服电动机的缺点外,还具有转子惯量较直流电动机小,动态响应好,能在较宽的速度范围内保持理想的转矩,结构简单,运行可靠等优点。


        一般同样体积下,交流电动机的输出功率可比直流电动机高出10%~70%。
流电动机的容量可做得比直流电动机大,达到更高的转速和电压。


目前在机器人系统中,90%的系统采用交流伺服电动机。


  直流伺服电动机晶体管脉宽调制(PWM)调速系统:
        PWM是利用大功率晶体管的开关作用,将恒定的直流电源电压斩成一定频率的方波电压;通过对方波脉冲宽度的控制,改变电枢的平均电压,控制电动机转速


        各半导体厂商纷纷推出直流电动机驱动专用集成电路,如美国Silicon General公司生产的半桥单片集成电路SG1635以及意大利DGS公司生产的全桥驱动L292等。
 

来源:网络

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