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机器人电动驱动系统:机械手设计论文

发表时间:2016-06-10
伽达机械手配件讯:机器人电动驱动系统:大学生机械手设计论文。

这些年来,针对机器人,数控机床等自动机械而开发的各种类型的伺服电动机及伺服驱动器的大量出现,为机器人驱动系统的更新创造了条件。

由于高起动力矩、大转矩低惯量的交、直流电机在机器人中的应用,因此一般情况下,负重在100kg以下的工业机器人大多数采用电动驱动系统。其驱动原理方块图如下所示:
 
在机器人驱动系统中应用的电动机大致可分为如下类型:小惯量永磁直流伺服电动机,有刷绕组永磁直流伺服电动机,大惯量永磁直流伺服电动机(力矩电机),反应式步进电机,同步式交流伺服电动机,异步式交流伺服电动机。 
 
速度传感器多数用的是测速发电机,位置传感器多数用光电编码器。伺服电动机可与测速发电机、光电编码器、制动器、减速器相结合,实现部分组合、由几种组合或全部组合,形成伺服电动机驱动单元。

为了提高机器人的传动精度,国外近几年开发了直接驱动电动机,并将多级旋转变压器组合在一起,这种旋转变压器每转可达40-60万个脉冲,这种直接驱动的电机(DD驱动电机)在快速高精度定位的装配机器人中已经得到应用。 
 
1.机器人驱动系统电机的选择
 
机器人的驱动系统电机的选择要根据机器人的用途、功能、结构特点,结合各类电机自身的特点、性能、结构特点以及性能价格比等综合考虑进行。

根据机器人各运动轴所计算的、要求电机的转速、负载额定力矩、加减速特性、额定功率、加速功率等参数选择电机型号。

有关各类驱动电动机主要特点及性能、结构特点、用途及使用范围、适用的驱动器见表2-1:



2.机器人电动驱动系统伺服驱动器 (1)直流电机伺服驱动器
 
直流伺服电机驱动器目前多采用脉冲宽度调制(PWM)伺服驱动器。其电源电压为固定不变值,由大功率三极管作为开关元件,以固定的开关频率动作,但其脉冲宽度可以随电路控制而改变,改变了脉冲宽度也就可以改变加在电机电枢两端的平均电压,从而改变了电机的转速。

这种伺服驱动器一般由电流内环和速度外环组成。末级采用大功率三极管构成桥式开关电路。 
 
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。目前已广泛应用于各类数控机床、工业机器人及其它机电一体化产品中用做直流伺服电机的驱动。

(2)步进电机驱动器 步进电机的控制装置主要包括脉冲发生器,环行分配器和功率放大器等几部分组成。 
 
脉冲发生器可以按照起、制动及调速要求改变频率、以控制步进电机。环行分配器是控制步进电机各绕组按一定的次序通过的环节。

它的作用是把脉冲发生器送来的一系列脉冲信号按照一定的循环规律依次分配给各绕组,以使步进电机按着一定的规律运动。 
 
功率放大器的作用是将环行分配器输出的毫安级电流放大成安培级电流以驱动步进电机。目前功率放大器多采用高低压驱动电路。这种电路有高、低压二组电源。

当绕组刚通电瞬间让绕组接通高电压,从而使各相电流迅速建立。而当达到步进电机额定电流时仅以低电压给各相绕组供电。高电压加入的时间长短由控制电路来实现。

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人在世上活着也就是一舍一得的过程。会活的人,或者是成功的人,其实是懂得这两个字的:舍得。不舍不得,小舍小得,大舍大得。

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阅读的最大理由是想摆脱平庸,早一天就多一份人生的精彩;迟一天就多一天平庸的困扰。
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