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小型伺服电机对现代机器人技术的重要性

发表时间:2021-09-09 15:52【 阅读量:-

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  作为一个孩子,你花时间用遥控汽车或其他玩具制造噪音。如果你好奇地打破遥控玩具或笨拙地把它砸成碎片,你会看到里面的小型电机——伺服器。这些是驱动小型车辆和玩具的设备。业余爱好者驱动器是高端工业和商业伺服系统的原始复制品,用于实验室协作机器人和能够以高精度执行多功能操作的机器。经过进一步的开发和优化,电机面临新的技术挑战,最终缩小到手掌大小。由于便携性和准确的位置反馈,微伺服电机开始受到机器人爱好者的欢迎,然后扩展到其他工程和生产领域。


  小型伺服电机的基本工作原理——


  小型伺服是一种将电信号转换为机械运动的电机。它是一种完全按照指令旋转到预定位置的旋转或线性执行器。舵机还可以稳定地保持和重新建立位置。如果外力导致舵机偏离固定角度,则控制器驱动舵机克服负载。除了提供干扰抑制,控制器还跟踪输入。


  内部小型伺服执行器

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  业余伺服电机包括:——


  ·控制电路

  ·电位器

  ·输出轴

  ·主输出齿轮

  ·减速器

  ·主电机


  小型工业伺服电机包括:——


  ·编码器(1)


  ·控制器(1)

  ·无框交流电机套件(2)

  ·空心轴(3)

  ·谐波齿轮(4)


  反馈——


  小型或其他伺服电机的一个显着特征是位置反馈,而其他电机(例如步进电机)缺乏这种反馈。在标准爱好者服务器中,响应通常由电位计提供。


  电位器通过喇叭连接到输出轴,起到电阻器的作用。传感器还与电路板控制器联系,并通知它有关轴位移的信息。在某些工业应用中,使用光学传感器代替电位计。


  电路板控制器接收指示输出轴应转向何处的控制信号。然后,向电机提供电流,使轴可以沿指定方向移动并保持最终位置。如果喇叭从预定点移开,控制电路会将其返回到喇叭应在的位置。


  小型伺服电机的种类——


  此类服务器不被视为特定的电机类别。与其他执行器相比,它是一种位置控制精确的闭环控制系统。迷你舵机有多种型号和配置,适用于各行业。


  旋转/线性执行器——


  伺服执行器可以产生直线或旋转运动。线性驱动确保线性平移。因此,它被广泛用于提升、提升或牵引物品。典型应用包括自动门或切割机。对于旋转运动,使用旋转电机。在工业和业余建模中,运动类型比线性运动更频繁。如果没有这种类型的执行器,就无法想象机器人技术。如果没有旋转伺服系统,机器人的精确控制和平滑的人类运动几乎是不可能的。


  模拟/数字信号——


  伺服电机根据接收到的电信号控制输出轴。信号可以是模拟的或数字的。当需要快速反馈时,例如在直升机制造和机器人工程中,使用数字微伺服电机可以实现最大精度。大量爱好者应用程序使用模拟技术,这种技术要便宜得多。


  交直流电流型——


  小型伺服电机在交流(AC)或直流(DC)电流下运行。交流和直流电机根据其控制速度的能力而有所不同。当机器人和机械需要高重复性和超精密度时,就会使用AC设备。直流电流类型用于建模和业余爱好电子产品。直流伺服系统也可以在打印机、绘图仪和其他CNC机器中找到。


  有刷/无刷电机——


  无刷微伺服电机更可靠、更高效、噪音更小。与有刷电机不同,旋转是通过电气换向实现的。在需要高精度和大扭矩重量比的环境中,无刷是必不可少的。为了学习机器人的基本原理,在家制作爱好模型,通常使用小型有刷电机,因为它们更便宜。


  伺服关键参数——


  伺服参数可能会有很大差异,具体取决于各种运动特定的设置。关键参数是速度及其控制。根据伺服机构信号是模拟信号还是数字信号,这些特性可能较差或较好。


  1.速度


  工业系统通常需要更高的速度——也就是说,输出轴移动得更快。连续旋转的小型舵机,如用于机器人和直升机制造,具有数字控制,可实现快速操作。建模中使用的直流微伺服电机,平均速度为0.3秒/60°。


  2.扭矩


  除了速度,扭矩是工业和商业应用中的另一个重要参数,因为它决定了机器的机械容量。迷你舵机支持的标准扭矩值约为5 kg/cm。对于工业上使用的小型舵机,可以达到11牛顿米,约为112公斤/厘米。


  发展——


  技术在不断改进。几十年来,我们见证了数字设备如何变得更小、更智能。开发人员和研究人员正在努力使机器人更复杂、更像人。因此,小型伺服电机仍然是成功机器人应用的重要组成部分。


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