電動驅動系統

電動驅動系統 2014-11-13 09:33 作者:管理員11 來源:未知 瀏覽: 145 次 字型大小: 大 中 小

摘要:電動驅動系統 機器人電伺服馭動系統是利用各種電動機產生的 力矩和力直接或間接地由機械傳動機構去驅動機器人 本體的執行機構，以獲得機器人的各種運動。 適合於工業機器人的關節驅動電動機，應包括需 要的最大功率/質盤比、力矩/慣量比、高起動力矩、 低慣量

電動驅動系統 機器人電伺服馭動系統是利用各種電動機產生的力矩和力直接或間接地由機械傳動機構去驅動機器人本體的執行機構，以獲得機器人的各種運動。 適合於工業機器人的關節驅動電動機，應包括需要的最大功率/質盤比、力矩/慣量比、高起動力矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速範圍。特別是像機器人末端執行器(手爪)應採用體積、質量儘可能小的電功機，尤其是要求快速響應時，伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩定性，並具有大的短時過載能力。這是伺服電動機在工業機器人中應用的先決條件。 機器人對關節驅動電動機的主要要求見表27.3-3,

目前，由於高起動力矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業機器人中得到了廣泛應用，一般負載在1000N以下的工業機器人大多採用電伺服馭動系統。所採用的關節驅動電動機主要是DC伺服電動機、AC伺服電動機和步進電動機。其中:直流伺服電動機、交流伺服電動機、直接馭動電動機(DD)均採用位置閉環控制，一般應用於高精度、高速度的機器人驅動系統中。步進電動機驅動多適用於精度、速度要求不高的小型簡易機器人開環系統中。交流伺服電動機由於採用電子換向、無換向火花，在易燃易爆環境(如噴塗)中得到了較為廣泛的使用。機器人關節驅動電動機的功率範圍一般為0.1～lOkW。工業機器人驅動系統中所採用的電動機的種類見表27.3-4.

速度感測器多採用測速發電機和旋轉變壓器;位置感測器多用光電碼盤和旋轉變壓器。伺服電動機可與測速發電機、光電碼盤(或旋轉變壓器)、制動器、減速機構相結合，以形成伺服電動機馭動單元。 直接驅動DD電動機作為一種新型的伺服電動機，由於具有極高的精度和運行速度、無減速裝置，已廣泛地應用於要求高速、高精度的裝配機器人中，特別適合於潔凈度高達10級以上的環境中。 電動機的固有特性是轉矩/質量比較小，但它能以高速運動作補償，一般需要通過減速機構以增加轉矩，來適應機器人關節驅動的需要。採用減速機構又帶來了系統的動態響應和動力損耗，以及減速機構的順應性和間隙問題。通常，減速機構的順應性降低了動態響應，間隙導致系統的不穩定，一般採用重力載入方式來消除正常運行過程中的間隙。在電氣系統設計中，主要考慮系統的動態響應，轉矩/質量比值.應當在滿足動態響應特性要求的前提下取最大值。機器人驅動系統要求傳動系統間隙小、剛度大、輸出轉矩高以及減速比大，常用的減速機構有:①諧波減速機構;②擺線針輪減速機構;③齒輪減速機構;④蝸輪減速機構;⑤在緊湊、輕便、無間隙、低順應性裝置中，常採用高減速比的滾珠絲杠傳動及金屬帶/齒形帶傳動。 工業機器人電動機驅動原理框圖如圖27.3-6所示。

工業機器人電伺服系統的一般結構為三個閉環控制，即電樞電流閉環、速度閉環和位置閉環。為了滿足三環伺服控制反饋信號，要求系統採用多種感測器。電流感測器一般採用取樣電阻、霍耳集成電路感測器。在工業機器人電伺服系統中，速度閉環和電流閉環一般採用模擬控制系統，位置閉環則採用數字控制。 工業機器人常用關節驅動電動機的特點及使用範圍見表27.3-5。

(責任編輯：laugh521521)
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