工业机器人技术及应用课件：电动机驱动.pptx

机器人本体

机械机构传动装置驱动装置控制系统感知系统

手（气关

液

部固基电压节

驱压内外

（腕臂腰定驱伺

驱

动处部部

操部部部或动服

座动

作移装装理控传传

置装器感感

器动置置制

））器器器

机器人本体的结构形式

电气驱动方式

利用电动机直接驱动机械传动装置。能源简单、使用方便、

机构速度变化范围大、机械效率高、位置精度高，噪声低。

步进电机

电气驱动直流伺服电机

伺服电机

交流伺服电机

安川松下

三菱

（1）直流伺服电动机驱动

伺服电动机是一种受输入电信号控制，并做出快速响应的电

动机，其转速与控制电压成正比，转速随着转矩的增加而近

似线性下降，调速范围宽，当控制电压为零时能够立即停止。

直流伺服电动机是用直流供电的伺服电动机。其功能是将输

入的受控电压/电流能量转换为电枢轴上的角位移或角速度输

出。

结构如图2-19所示，它由定子、转子（电枢）、换向器和机壳组成。

定子的作用是产生磁场，转子由铁心、线圈组成，用于产生电磁

转矩；换向器由整流子、电刷组成，用于改变电枢线圈的电流方

向，保证电枢在磁场作用下连续旋转。

PWM伺服驱动器具有调速范围宽、低速特性好、响应快、

效率高、过载能力强等特点，在工业机器人中常作为直

流伺服电动机驱动器，直流伺服电动机及启动器实物图

如图2-20所示。

（2）交流伺服电动机驱动

同直流伺服电动机驱动系统相比，交流伺服电动机驱动器具有转矩

转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广

泛应用。交流伺服电动机分为两种，同步型（SM）和感应型

（LM）。同步型采用永磁结构的同步电动机，又称为无刷直流伺服

电动机。其特点为：无接触换向部件；需要磁极位置检测器（如编

码器）；具有直流伺服电动机的全部优点。感应型指笼型感应电动

机。

其特点为：对定子电流的激励分量和转矩分量分别控制；具有直流

伺服电动机的全部优点。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换

向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛使用。交流伺服电动机及启

动器实物图如图2-21所示。

（3）步进电动机驱动

步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转

换成相应的角位移或线位移的控制电动机。在负载能力的范

围内，步进电动机的角位移和线位移量与脉冲数成正比，转

速或线速度与脉冲频率成正比，这些关系不因电源电压、负

载大小、环境条件的波动而变化，误差不长期积累，步进电

动机驱动系统可以在较宽的范围内，通过改变脉冲频率来调