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小型伺服電機對現代機器人技術的重要性

發表時間:2021-09-09 15:52【 閱讀量:-查看手機網址
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  作為一個孩子,你花時間用遙控汽車或其他玩具制造噪音。如果你好奇地打破遙控玩具或笨拙地把它砸成碎片,你會看到里面的小型電機——伺服器。這些是驅動小型車輛和玩具的設備。業余愛好者驅動器是高端工業和商業伺服系統的原始復制品,用于實驗室協作機器人和能夠以高精度執行多功能操作的機器。經過進一步的開發和優化,電機面臨新的技術挑戰,最終縮小到手掌大小。由于便攜性和準確的位置反饋,微伺服電機開始受到機器人愛好者的歡迎,然后擴展到其他工程和生產領域。


  小型伺服電機的基本工作原理——


  小型伺服是一種將電信號轉換為機械運動的電機。它是一種完全按照指令旋轉到預定位置的旋轉或線性執行器。舵機還可以穩定地保持和重新建立位置。如果外力導致舵機偏離固定角度,則控制器驅動舵機克服負載。除了提供干擾抑制,控制器還跟蹤輸入。


  內部小型伺服執行器

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  業余伺服電機包括:——


  ·控制電路

  ·電位器

  ·輸出軸

  ·主輸出齒輪

  ·減速器

  ·主電機


  小型工業伺服電機包括:——


  ·編碼器(1)


  ·控制器(1)

  ·無框交流電機套件(2)

  ·空心軸(3)

  ·諧波齒輪(4)


  反饋——


  小型或其他伺服電機的一個顯著特征是位置反饋,而其他電機(例如步進電機)缺乏這種反饋。在標準愛好者服務器中,響應通常由電位計提供。


  電位器通過喇叭連接到輸出軸,起到電阻器的作用。傳感器還與電路板控制器聯系,并通知它有關軸位移的信息。在某些工業應用中,使用光學傳感器代替電位計。


  電路板控制器接收指示輸出軸應轉向何處的控制信號。然后,向電機提供電流,使軸可以沿指定方向移動并保持最終位置。如果喇叭從預定點移開,控制電路會將其返回到喇叭應在的位置。


  小型伺服電機的種類——


  此類服務器不被視為特定的電機類別。與其他執行器相比,它是一種位置控制精確的閉環控制系統。迷你舵機有多種型號和配置,適用于各行業。


  旋轉/線性執行器——


  伺服執行器可以產生直線或旋轉運動。線性驅動確保線性平移。因此,它被廣泛用于提升、提升或牽引物品。典型應用包括自動門或切割機。對于旋轉運動,使用旋轉電機。在工業和業余建模中,運動類型比線性運動更頻繁。如果沒有這種類型的執行器,就無法想象機器人技術。如果沒有旋轉伺服系統,機器人的精確控制和平滑的人類運動幾乎是不可能的。


  模擬/數字信號——


  伺服電機根據接收到的電信號控制輸出軸。信號可以是模擬的或數字的。當需要快速反饋時,例如在直升機制造和機器人工程中,使用數字微伺服電機可以實現最大精度。大量愛好者應用程序使用模擬技術,這種技術要便宜得多。


  交直流電流型——


  小型伺服電機在交流(AC)或直流(DC)電流下運行。交流和直流電機根據其控制速度的能力而有所不同。當機器人和機械需要高重復性和超精密度時,就會使用AC設備。直流電流類型用于建模和業余愛好電子產品。直流伺服系統也可以在打印機、繪圖儀和其他CNC機器中找到。


  有刷/無刷電機——


  無刷微伺服電機更可靠、更高效、噪音更小。與有刷電機不同,旋轉是通過電氣換向實現的。在需要高精度和大扭矩重量比的環境中,無刷是必不可少的。為了學習機器人的基本原理,在家制作愛好模型,通常使用小型有刷電機,因為它們更便宜。


  伺服關鍵參數——


  伺服參數可能會有很大差異,具體取決于各種運動特定的設置。關鍵參數是速度及其控制。根據伺服機構信號是模擬信號還是數字信號,這些特性可能較差或較好。


  1.速度


  工業系統通常需要更高的速度——也就是說,輸出軸移動得更快。連續旋轉的小型舵機,如用于機器人和直升機制造,具有數字控制,可實現快速操作。建模中使用的直流微伺服電機,平均速度為0.3秒/60°。


  2.扭矩


  除了速度,扭矩是工業和商業應用中的另一個重要參數,因為它決定了機器的機械容量。迷你舵機支持的標準扭矩值約為5 kg/cm。對于工業上使用的小型舵機,可以達到11牛頓米,約為112公斤/厘米。


  發展——


  技術在不斷改進。幾十年來,我們見證了數字設備如何變得更小、更智能。開發人員和研究人員正在努力使機器人更復雜、更像人。因此,小型伺服電機仍然是成功機器人應用的重要組成部分。


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