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在机器人系统中,为什么不能直接控制伺服电机转子转速控制关节运动,为何还需要减速器?

作者:机械网
文章来源:本站

  

在机器人系统中,为什么不能直接控制伺服电机转子转速控制关节运动,为何还需要减速器?

  首先,这里面要说到几个比较总要的概念。

  1、机器人的关节处,到底是什么样的结构?有什么作用?

  机器人的关节处,经典的方式是一个伺服电机(在外部)配合减速机支撑起后部左右轴产生的力。

  这个是基本作用。简单的说,那就是提供一个在控制范围的力,让其余的轴能够运动。

  来,我们看一下现在比较流行的两种机器人关节的结构件。

  第一个是经典款的,四大家族代表的,伺服电机在外面,RV减速机在里面的。

  这是一个协作机器人的关节结构,包含了:无框直流减速机,谐波减速机。

  传统的另外一个机器人关节结构。

  1、扭矩问题:

  这里就有一个比较棘手的问题。如何获得大力扭矩?是直接提高伺服电机的电流吗?

  那么样的电机没用几天就不行了。所以需要一个减速机,通过50:1的减速比,可以将一个100mNm,通过减速机获得5Nm。

  2、控制精度。

  尽管我们说,伺服电机可以通过编码器,进行控制位置,转速,转角,但当下普遍使用的22位的编码器,也还是不如减速机细分的多。同时更为的稳定。

  然后我们再来说一下,交流伺服的情况,以目前在工控领域做交流伺服最牛的几家企业,科尔摩根,直流伺服的maxon 单独的电机的控制精度都不如通过减速机来的好。

  这也是为什么会一直用减速机的原因。

  有直驱电机,但是停机后通过刹车抱死关节所需要的扭矩也很巨大,这样的刹车很难做。

  另外伺服电机的功率密度应该比直驱电机高,可以实现小体积,大功率输出,通过减速机后就可以实现很大的扭矩输出。

  首先,你理解减速机的作用。他是一个可以通过改变速度来改变力矩的东西。传统的伺服电机100瓦的输出有且只有0.318牛米。需要固定的扭矩比较大,如果直连的话,那电机的体积比较大,而在一个机器人的系统中,你最好是用做到最少的功率输出,最大的扭矩。这里就用到了减速机。用小的功率输出,小的体积,,最大的扭矩

  实际上电机需要减速机是因为电机的转速是死的。

  电机转速=120*电流频率/级数

  我们国家电流频率是50赫兹,也就是说电机转速现在只跟级数有关!

  比如:两极电动机同步转速3000转/分钟

   四级电动机同步转速1500转/分钟

   六级电动机同步转速1000转/分钟

   八级电动机同步转速750转/分钟

  看,电机转速是固定的那几个。可是这几个并不能满足我们所有的生活与生产需要,那么通过不同的减速比来转换不同的转速和转矩的减速机就成为必然的选择!

  我是从事自动化的,上面的问题在我的工作中也有涉及。

  我们公司主要做的就是物流自动化设备,其中有个叫堆垛机,实现的功能就是

  能够在自动化立体仓库巷道中来回行驶,将货物存储在立体货架上,或将货物从立体货架上取出。

  虽然两者的应用场合不同,但是我认为两者的原理是一样的。

  以上是我的经验分享,有自动化相关的话题我们可以相互探讨,欢迎交流。

  额~问这个问题的说明你没有搞过工控,就算是上过大学,要么不是相关专业就是上课没有听过老师讲,一心一意去看妹子了的!当你有了解到什么叫扭矩,为何需要扭矩,需要多大扭矩,扭矩和减速等的关系!那你就会知道为何要用减速机了

  做一个简单一点的回答吧,这个减速机是为了让电机达到小牛拉大车的目的的,另外电机的转速不能直接的表现在机械手的转动上,不然的话,你能想象一下那是一种什么样的速度。最后的就是控制精度了。说到精度,你就不得不说行星减速机了。

  为什么汽车要变速箱?

  电机转速高,力矩小!

  经减速器后,把转速转化为力矩!

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