[工学]第二章 机器人构造-驱动.ppt

机器人构造 主 讲：吴 东 Email：wdagx@126. com 电 话：3182536 机器人的构造 本章内容 机器人的驱动 常见驱动装置按利用的能源分类 液压驱动 气动驱动 电动驱动 机器人的驱动 机器人的驱动 机器人的电动驱动 分类 直流电动机 交流电动机 步进电动机 无刷电动机 有刷电动机 伺服电动机 机器人的直流电动机 直流电动机 是将直流电能转换成机械能的设备。 结构 由定子和转子两大部分组成。 机器人的直流电动机 机器人的直流电动机 机器人的直流电动机 工作原理 通电导体在磁场中要受到力的作用。 机器人的直流电动机 工作原理 机器人的直流电动机 工作原理 机器人的直流电动机 分类(按磁场的生成) 永磁式直流电动机，即N、 S极是永久磁铁制造的，仅适合一些小型直流电动机采用。 励磁式直流电动机，在N、 S极上绕上线圈产生磁场，这种绕组称为励磁绕组。 机器人的直流电动机 励磁式直流电动机分类 (按励磁绕组和电枢绕组接线方式来分) 串励式直流电动机 并励式直流电动机 复励式直流电动机 他励式直流电动机 机器人的直流电动机 串励式直流电动机 将电枢绕组与励磁绕组串联后与直流电源连接 机器人的直流电动机 串励式直流电动机 两绕组中的电流相等，If=Ia。这种直流电动机由于转子电流较大，励磁电流也较大，因此，励磁绕组的导线较粗、匝数较少，相应的电阻也较小。 另外，当负载变化时转子电流Ia变化，励磁电流If和主磁通Φ也跟着变化。这种直流电动机一般用于电气机车和起重设备中。 机器人的直流电动机 并励式直流电动机 将电枢绕组与励磁绕组并联后与直流电源连接 机器人的直流电动机 并励式直流电动机 直流电源提供的总电流等于励磁电流和转子电流之和，即I=If+Ia。一般If很小，仅为Ia的1%~5%。 这种直流电动机的励磁绕组匝数多、电阻大，但损耗小，因此得到广泛应用。 机器人的直流电动机 复励式直流电动机 有两组励磁绕组，一组与电枢绕组并联，另一组与电枢绕组串联 机器人的直流电动机 复励式直流电动机 主磁通是由这两个绕组产生的磁通叠加而成的。如果两个绕组产生的磁通方向相同则称为和复励，主磁通将随着转子电流的增加而加强；若两绕组产生的磁通方向相反则称为差复励，主磁通将随着转子电流的增加而减小。这种电动机兼有并励式和串励式直流电动机的共同特点。 机器人的直流电动机 他励式直流电动机 与复励式直流电动机类似，但使用两个电源 机器人的直流电动机 工作模式 顺时针旋转 逆时针旋转 惰行 制动 机器人的直流电动机 机器人的直流电动机 机器人的直流电动机 机器人的直流电动机 机器人的直流电动机 机器人的步进电动机 步进电动机 利用电磁铁原理，将脉冲信号 转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。 输出的角位移或直线位移不是连续的。 精度高、惯性小，不会因电压波动、负载变化、温度变化等原因而改变输出量与输入量之间的固定关系，其控制性能很好。 机器人的步进电动机 步进电动机的结构 由定子和转子两大部分组成。 机器人的步进电动机 步进电动机的结构 反应式步进电动机。转子上没有励磁线圈。 励磁式步进电动机。转子上有励磁线圈。 机器人的步进电动机 三相反应式步进电动机 定子有六个磁极，每两个相对磁极构成一相控制绕组，转子上有均布的四个齿。 记为A、B、C相。 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 步距角的细分 将一个步距角细分的驱动方法 在每次输入脉冲切换时，只改变相应绕组中额定的一部分，则电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分，转子的每步运行也只有步距角的一部分。绕组电流分成数个台阶，则转子就以同样的次数转过一个步距角。 机器人的步进电动机 步距角的细分 机器人的步进电动机 步距角的细分 U → UV → V → VW→W → WU →U →… 三相六拍通电方式，步距角减小一倍。 机器人的步进电动机 机器人的步进电动机 步进电动机的驱动方式 机器人的步进电动机 步进电动机的驱动方式 是绕组按一定方式轮流通电工作的。 将控制脉冲按规定的方式分配给步进电动机。 机器人的步进电动机 步进电动机的