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機器人/元件/執行機構/電機

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有幾種不同型別的電機。每種電機型別都有幾個優點和缺點,具體取決於特定機器人的設計。見維基百科文章瞭解不同電動機的基本資訊。

交流電機

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交流電機有多種型別,但它們的使用僅限於高功率固定式工業機器人。它們比直流電機更難使用。

直流電機

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直流電機非常易於使用,但與大多數其他電機一樣,它們在機器人中的適用性很大程度上取決於可用的齒輪傳動。如果直流電機具有針對特定任務的有效齒輪比,它們會變得更加有效。如果您的優先順序是擁有高速旋轉的電機,並且扭矩並不重要,那麼低齒輪比甚至沒有齒輪比可能是您需要的;但是,大多數用於機器人的電機需要扭矩而不是最高速度,因此齒輪比高的電機可能更有用。

直流電機的控制可以分為兩部分:速度和方向。

H橋背後的原理

改變直流電機轉動方向非常容易:只需反轉極性即可。

兩對開關((S1A,S1B) 和 (S2A, S2B))-參見右側圖片- 將始終同時切換。該電路稱為 H橋。在實際設計中,開關可以是幾種不同的元件(繼電器、電晶體、FET)或整個電路(不含電機)可以是一個 IC(積體電路)。使用甘蔗繼電器

速度有點複雜。許多初學者會嘗試透過用可變電阻或其他方式降低電機的電壓來降低電機的速度。這並不好用,因為它不僅會降低電機的速度,還會降低電機的強度,同時還會消耗大量電能,因為電阻會產生大量熱量。

更好的方法是使用 PWM (脈衝寬度調製) 裝置。

伺服電機

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什麼是伺服電機?

伺服電機在機器人中用於不同的目的:例如,移動感測器或移動機器人的腿。一些使用者修改伺服電機,以便可以將其用作帶有齒輪箱的直流電機。

伺服電機的控制是透過脈衝寬度調製完成的。脈衝的長度與伺服電機將轉到的位置相關。此脈衝的長度通常在 1 毫秒到 2 毫秒之間,如果這樣,1.5 毫秒將是中心位置。此脈衝需要以較小的間隔重複(否則伺服電機可能會轉到“儲存”位置或可能只是停留在其當前位置。這取決於使用的伺服電機型別)。

步進電機

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我們在下一章中更詳細地介紹步進電機,機器人/步進電機

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