智能小車設(shè)計(jì)1機(jī)器人硬件系統(tǒng)

一、機(jī)器人硬件系統(tǒng)一、機(jī)器人硬件系統(tǒng)主講：高順強(qiáng)主講：高順強(qiáng)主講：高順強(qiáng)主講：高順強(qiáng)E-mailE-mail：11、車模及配件2、微型電機(jī) 直流（減速）電機(jī)、舵機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī) 有刷電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)錄錄目目2 機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)器人本體（手臂、腿、頭）驅(qū)動(dòng)裝置電機(jī)檢測(cè)裝置傳感器控制系統(tǒng)單片機(jī)復(fù)雜機(jī)械機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)3零零車模及配件1、坦克式RP545車模參數(shù)尺寸：180mm*135mm*58mm（長(zhǎng)*寬*高）工作電壓：7.2V(我們使用12V達(dá)到更好效果)工作電流：160180mA最大速度：30cm/s爬坡能力：30有效載重：7.5Kg62、三輪式萬(wàn)向輪7固定孔減速電機(jī)固定支架83、四驅(qū)式19輪子連軸器固定支架減速電機(jī)螺絲螺帽10根據(jù)電機(jī)軸徑不同選不同的聯(lián)軸器11有一個(gè)可供固定的平面12裝配模型134、四驅(qū)式2145、四驅(qū)式3156、飛思卡爾 車模1我的飛思卡爾之殤！直流電機(jī)，無(wú)減速箱16車模及零配件購(gòu)買途徑：淘寶店：北京易學(xué)通、大谷教育機(jī)器人、北京芯拓未來(lái)科技，各類機(jī)器人模型店、航模店實(shí)體店：漢口前進(jìn)四路17一一微型電機(jī) 在“機(jī)器人”設(shè)計(jì)中，我們用到的電機(jī)主要有以下幾種：1、直流（減速）電機(jī)2、舵機(jī)3、步進(jìn)電機(jī)4、伺服電機(jī)18直流減速電機(jī)直流電機(jī)是一個(gè)馬達(dá)，通電后轉(zhuǎn)速少則幾百轉(zhuǎn)/分，高的就上萬(wàn)轉(zhuǎn)，在這種情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩很小，帶不動(dòng)重的東西，這時(shí)就需要減速器了，微型直流電機(jī)加上減速器這個(gè)整體叫微型直流減速電機(jī)，這種電機(jī)可以把轉(zhuǎn)速降下來(lái)，到幾十-零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)/分，可任意調(diào)整，而且力矩很大力矩很大。舉個(gè)通俗的例子，電動(dòng)刮胡刀，只需要微型直流電機(jī)，它的要求正好是轉(zhuǎn)速快力矩小，而對(duì)于一些升降設(shè)備比如投影儀的自動(dòng)升降裝置它的要求是轉(zhuǎn)速小，力矩大，那就必須選減速電機(jī)了。19直流電機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)以其良好的啟動(dòng)性和調(diào)速性能著稱。20直流電機(jī)參數(shù)工作電壓：DC12V轉(zhuǎn)速：500100rpm12V力矩：300kgt.cm12V工作電流：500mA12V211、Assigned power rating。標(biāo)稱功率或額定功率。指該電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的理想功率也是在推薦工作情況下的最大功率。2、Nominal voltage。額定電壓或工作電壓，推薦電壓。由于一般電機(jī)可以工作在不同電壓下，但電壓直接和轉(zhuǎn)速有關(guān)，其他參數(shù)也相應(yīng)變化，所以該電壓只是一種建議電壓。其他參數(shù)也是在這種推薦的電壓下給出的。直流電機(jī)主要參數(shù)223、Stall torque 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。這個(gè)是很多要帶負(fù)載的電機(jī)的重要參數(shù)。即，在電機(jī)受反向外力使其停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩。如果電機(jī)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，則會(huì)損壞電機(jī)，或燒壞驅(qū)動(dòng)芯片，所以大家選電機(jī)時(shí)，這是除轉(zhuǎn)速外，第一個(gè)要考慮的參數(shù)。其單位主要有N.M，有KG.M。一般其值和工作電壓的關(guān)系不是很密切，和工作電流的關(guān)系密切。不過(guò)請(qǐng)注意，堵轉(zhuǎn)時(shí)間一長(zhǎng)，電機(jī)溫度上升的很快，這個(gè)值也會(huì)下降的很厲害。直流電機(jī)主要參數(shù)234、Starting current。起動(dòng)電流?；虺跏茧娏鳌＿@個(gè)參數(shù)也比較重要。前面所說(shuō)的轉(zhuǎn)子的慣量問(wèn)題在這更加體現(xiàn)。好的電機(jī)，在同樣的加速度下，起動(dòng)電流較小。而這個(gè)起動(dòng)電流，對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)還是要考慮的，不然說(shuō)不定起動(dòng)時(shí)就會(huì)燒驅(qū)動(dòng)芯片。而且這個(gè)電流往往比最大連續(xù)電流還要大出好幾倍。比如MAXON的一款，最大連續(xù)電流為6A，啟動(dòng)電流則可能到達(dá)75A。直流電機(jī)主要參數(shù)24直流電機(jī)主要參數(shù)5、Max continuous current。最大連續(xù)電流。這個(gè)電流主要指在有反向外力時(shí)，比如有負(fù)載時(shí)出現(xiàn)的電流。這也是個(gè)要考慮的參數(shù)。一般這個(gè)電流和電壓的乘積小于額定功率，并不是說(shuō)該電機(jī)就是有一個(gè)損耗比，而是長(zhǎng)時(shí)間在大電流情況下工作，如額定功率下，會(huì)導(dǎo)致溫度升高，直接的后果就是電阻增加，效率下降，并導(dǎo)致整體性能下降，而且有可能損壞設(shè)備。6、No load speed?？辙D(zhuǎn)速，或空載轉(zhuǎn)速。單位是RPM。revolutions per minute 每分鐘轉(zhuǎn)多少圈。25直流電機(jī)其他參數(shù)7、Max continuous torque。最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩。8、No load current?？蛰d電流或空轉(zhuǎn)電流。9、Terminal resistance,電機(jī)電阻。10、Max permissible speed 最大允許轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速是由電壓控制，出現(xiàn)這種情況一般在兩種情況下發(fā)生。11、Max power output at norminal voltage。在額定電壓下的最大輸出功率。12、Max efficiency。最大效率。13、Torque constant.轉(zhuǎn)矩常數(shù)。這里不是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的意思。單位是N.M/A等等。即每A或毫安下的轉(zhuǎn)矩值。2614、Speed constant。速度常數(shù)，即RPM/V，每升高1V，轉(zhuǎn)速增加多少。15、Mechanical time constant。機(jī)械時(shí)間常數(shù)。是啟動(dòng)到正常轉(zhuǎn)速的63%的時(shí)間（這是MAXON的標(biāo)準(zhǔn)）。16、rotor inertia 轉(zhuǎn)子慣量。17、Terminal inductance 電機(jī)電感。18、thermal resistance housing-ambient 電機(jī)外殼到環(huán)境的熱阻抗。19、thermal resistance rotor-housing 轉(zhuǎn)子到機(jī)殼的熱阻抗。20、thermal time constant winding 繞組的熱時(shí)間常數(shù) 就是繞組溫度改變的時(shí)間。單位是/s27舵機(jī)工作原理工作原理-由單片機(jī)發(fā)出訊號(hào)給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的IC判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無(wú)核心馬達(dá)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過(guò)減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送回訊號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測(cè)器其實(shí)就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電阻值也會(huì)隨之改變，由檢測(cè)電阻值便可知轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。28大力矩舵機(jī)微型舵機(jī)標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)29舵機(jī)是個(gè)糅合了多項(xiàng)技術(shù)的科技結(jié)晶體，它由直流電機(jī)、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成，是一套自動(dòng)控制裝置。30自動(dòng)控制就是用一個(gè)閉環(huán)反饋控制回路不斷校正輸出的偏差，使系統(tǒng)的輸出保持恒定。我們?cè)谏钪谐Ｒ?jiàn)的恒溫加熱系統(tǒng)就是自動(dòng)控制裝置的一個(gè)范例，其利用溫度傳感器檢測(cè)溫度，將溫度作為反饋量，利用加熱元件提輸出，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，加熱器啟動(dòng)，溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，加熱器關(guān)閉，這樣不就使溫度始終保持恒定了嗎。自動(dòng)控制自動(dòng)控制31舵機(jī)中的自動(dòng)控制原理32位置檢測(cè)器是它的輸入傳感器，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置一變，位置檢測(cè)器的電阻值就會(huì)跟著變。通過(guò)控制電路讀取該電阻值的大小，就能根據(jù)阻值適當(dāng)調(diào)整電機(jī)的速度和方向，使電機(jī)向指定角度旋轉(zhuǎn)。33舵盤舵盤 舵機(jī)有一個(gè)三線的接口。黑色（或棕色）的線是接地線，紅線接電源電壓，黃線（或是白色或橙色）接控制信號(hào)端。34脈沖控制舵機(jī)的原理占空比改變舵機(jī)轉(zhuǎn)軸的位置35舵機(jī)控制脈沖的參數(shù)有的舵機(jī)1ms-2ms3637舵機(jī)的技術(shù)規(guī)格 有外形尺寸(mm)、重量(g)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60)、測(cè)試電壓(V)等技術(shù)參數(shù)。扭力扭力 扭力的單位是 kg/cm，意思是在擺臂長(zhǎng)度1公分處，能吊起幾公斤重的物體。速度速度 速度的單位是 sec/60，意思是舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 60所需要的時(shí)間。38電壓會(huì)直接影響舵機(jī)的性能。例如 Futaba S-9001 在4.8V時(shí)扭力為3.9kg/cm、速度為0.22 秒/60，在6.0V時(shí)扭力為5.2kg/cm、速度為0.18 秒/60。39步進(jìn)電機(jī)40步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于控制信號(hào)頻率和脈沖數(shù)。脈沖數(shù)越多，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。脈沖數(shù)越多，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度越大。脈沖的頻率越高電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。但不能超過(guò)最高頻率，否則電機(jī)的力矩迅速減小，電機(jī)不轉(zhuǎn)。（工作頻率一般在幾百（工作頻率一般在幾百Hz到到1-2KHz之間）之間）41步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)按內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同分為感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī)。目前，我們?cè)趹?yīng)用中使用到的步進(jìn)電機(jī)多為混合式步進(jìn)電機(jī)。軸向分相：電機(jī)各相繞組按軸向依次排列。徑向分相：電機(jī)各相繞組按圓周依次排列。42步進(jìn)電機(jī)單極性？雙極性？雙極性步進(jìn)電機(jī)是指：有兩個(gè)線圈，四條線。電流在兩個(gè)線圈中可以正反向流動(dòng)，所以叫做雙極性。單極性步進(jìn)電機(jī)是指：有兩個(gè)線圈，但是有五條或六條線，即在一個(gè)線圈的中間增加了一個(gè)抽頭，五條線的可以看成是六條線把兩個(gè)線圈的兩根中間線并在一起。因?yàn)樵谝粋€(gè)線圈的中間有了抽頭，電流就可以在一個(gè)線圈的一半走不同的流向，但這時(shí)只是用到電機(jī)線圈的一半而已。43步進(jìn)電機(jī)實(shí)物內(nèi)部結(jié)構(gòu)44步進(jìn)電機(jī)工作原理步進(jìn)電機(jī)的工作原理實(shí)際是電磁鐵的工作原理：當(dāng)某相定子勵(lì)磁后，吸引離它最近的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的齒與該相定子磁極上的齒對(duì)齊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，換一相勵(lì)磁后，轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。如此循環(huán)勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子不停轉(zhuǎn)動(dòng)。4546步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁順序：ABCA電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序：ACBA電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)改變通電順序，可改變電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向。勵(lì)磁順序：ABBCCAAB勵(lì)磁順序：AABBBCCCAA半步模式47步進(jìn)電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速和相序切換頻率有關(guān)，切換的越快，電機(jī)轉(zhuǎn)得越快。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和相序有關(guān)。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的每拍的角度，稱為步距角。步距角和電機(jī)的機(jī)構(gòu)有關(guān)，=360/mzk;m為定子繞組的相數(shù)，Z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)，K為通電方式，K=1全步模式，K=2半步模式。48步進(jìn)電機(jī)上面的例子中：M=3,Z=4,k=1=360/mzk=360/(341)=30m為定子繞組的相數(shù)，Z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)，K為通電方式，K=1全步模式，K=2半步模式。49步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。因此,當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后,沒(méi)有累計(jì)誤差,具有良好的跟隨性。2）由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng),既簡(jiǎn)單、廉價(jià),又非常可靠,同時(shí),它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整,低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)距,因此一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。5）步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行,不能直接使用交流電源和直流電源。6）步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象,必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。50步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)L297+L29851步進(jìn)電機(jī)的問(wèn)題步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時(shí),會(huì)有振動(dòng)大、噪聲大的缺點(diǎn)。如果使用細(xì)分方式,就能很好的解決這個(gè)問(wèn)題,步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制,從本質(zhì)上講是通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組中電流的控制,使步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的合成磁場(chǎng)為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分,一般情況下,合成磁場(chǎng)矢量的幅值決定了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩的大小,相鄰兩合成磁場(chǎng)矢量之間的夾角大小決定了步距角的大小,步進(jìn)電機(jī)半步工作方式就蘊(yùn)涵了細(xì)分的工作原理。52步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)TA8435531、減小低頻振動(dòng)2、提高步進(jìn)精度TI公司產(chǎn)品：細(xì)分驅(qū)動(dòng)器DRV8825細(xì)分驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)54伺服電機(jī)在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。55伺服電機(jī)工作原理伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。檢測(cè)裝置：編碼器檢測(cè)裝置：編碼器56增量式角度編碼器57增量式角度編碼器58增量式旋轉(zhuǎn)編碼器工作原理增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，軸的每圈轉(zhuǎn)動(dòng)，增量型編碼器提供一定數(shù)量的脈沖。周期性的測(cè)量或者單位時(shí)間內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)可以用來(lái)測(cè)量移動(dòng)的速度。如果在一個(gè)參考點(diǎn)后面脈沖數(shù)被累加，計(jì)算值就代表了轉(zhuǎn)動(dòng)角度或行程的參數(shù)。雙通道編碼器輸出脈沖之間相差為90度。能使接收脈沖的電子設(shè)備接收軸的旋轉(zhuǎn)感應(yīng)信號(hào)，因此可用來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向的定位控制；另外，三通道增量型旋轉(zhuǎn)編碼器每一圈產(chǎn)生一個(gè)稱之為零位信號(hào)的脈沖。59絕對(duì)值角度編碼器60絕對(duì)值角度編碼器工作原理絕對(duì)值編碼器為每一個(gè)軸的位置提供一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的編碼數(shù)字值。特別是在定位控制應(yīng)用中，絕對(duì)值編碼器減輕了電子接收設(shè)備的計(jì)算任務(wù)，從而省去了復(fù)雜的和昂貴的輸入裝置：而且，當(dāng)機(jī)器合上電源或電源故障后再接通電源，不需要回到位置參考點(diǎn)，就可利用當(dāng)前的位置值。單圈絕對(duì)值編碼器把軸細(xì)分成規(guī)定數(shù)量的測(cè)量步，最大的分辨率為13位，這就意味著最大可區(qū)分8192個(gè)位置+多圈絕對(duì)值編碼器不僅能在一圈內(nèi)測(cè)量角位移，而且能用多步齒輪測(cè)量圈數(shù)。多圈的圈數(shù)為12位，也就是說(shuō)最大4096圈可以被識(shí)別。總的分辨率可達(dá)到25位測(cè)量步數(shù)。并行絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器傳輸位置值到電子測(cè)量裝置可通過(guò)幾根電纜并行傳送，為減少連線，現(xiàn)在多采用總線技術(shù)進(jìn)行傳輸。61步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別一、控制精度不同一、控制精度不同 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6、1.8，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72、0.36。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為0.09；德國(guó)百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360/10000=0.036。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360/131072=9.89秒。是步距角為1.8的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。62二、低頻特性不同二、低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別63三、矩頻特性不同三、矩頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別64四、過(guò)載能力不同四、過(guò)載能力不同 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別65五、運(yùn)行性能不同五、運(yùn)行性能不同 步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別66六、速度響應(yīng)性能不同六、速度響應(yīng)性能不同 步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別67有刷電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別 有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。無(wú)刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。68有刷電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)69問(wèn)題如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲?步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來(lái)克服：A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū)；B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法；C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；D.換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。701、直流（減速）電機(jī)工作電壓，起步電流，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，溫度2、舵機(jī)自動(dòng)控制，4V6V，50Hz，0.52.5ms,轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩3、步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，頻率126-12K，低頻振動(dòng)，失步3、伺服電機(jī)編碼器優(yōu)點(diǎn)71