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機器人常用電機解析及區(qū)別

發(fā)布日期:2016-12-11我要投稿我要評論
本文主要討論的是普通電機,減速電機、步進電機,舵機伺服電機指的是直流電的微型電機,平常我們接觸到的也以直流電的居多。電機的學問很深,本文只是為初學者大致講一下制作機器人常用的各種電機。

  電機,俗稱“馬達”,是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也稱(俗稱馬達),在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源,發(fā)電機在電路中用字母“G”表示。

  普通電機

  普通電機是我們平時間的比較多的電機,電動玩具,刮胡刀等里面都有。這種電機有轉速過快,扭力過小的特點,一般只有兩個引腳,用電池的正負極接上兩個引腳就會轉起來,然后電池得正負極再相反的接在兩引腳上電機也會向反轉。

  玩具車上的普通電機

  減速電機

  減速電機就是普通電機加上了減速箱,這樣便降低了轉速,增加了扭力,使得普通電機有的更廣泛的使用空間。

  

  微型齒輪減速電機

  步進電機

  步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。

  步進電機

  舵機

  舵機主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構成。其工作原理是由接收機發(fā)出訊號給舵機,經由電路板上的IC判斷轉動方向,再驅動無核心馬達開始轉動,透過減速齒輪將動力傳至擺臂,同時由位置檢測器送回訊號,判斷是否已經到達定位。位置檢測器其實就是可變電阻,當舵機轉動時電阻值也會隨之改變,藉由檢測電阻值便可知轉動的角度。

  廠商所提供的舵機規(guī)格資料,都會包含外形尺寸(mm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60°)、測試電壓(V)及重量(g)等基本資料。扭力的單位是kg/cm,意思是在擺臂長度1公分處,能吊起幾公斤重的物體。這就是力臂的觀念,因此擺臂長度愈長,則扭力愈小。速度的單位是 sec/60°,意思是舵機轉動60°所需要的時間。

  伺服電機又稱執(zhí)行電動機,在自動控制系統中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

  伺服電機

  伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發(fā)出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環(huán),如此一來,系統就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。

  

  直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。

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