Какие двигатели включены в робот?

Само движение робота требует использования двигателей. Для робототехники доступно множество двигателей. Каждый тип двигателя служит своей цели. Двигатели помогают роботу двигаться и действуют как приводы в механической конструкции робота. Робототехнические приложения могут включать следующие типы движений.:

1) Вертикальное движение – обычно путем вращения плеча для перемещения части робота вверх и вниз.

2) Радиальное движение – перемещение части робота внутрь и наружу.

3) Вращательное движение – Вращение по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг вертикальной или горизонтальной оси или вокруг плоскости в 3D-кадре.

4) Качающееся движение – движение вверх и вниз при вращении.

5) Перекатное движение – вращение части робота по параллельной оси относительно остального тела робота.

6) Рыскание – вращательное движение части робота вправо или влево.

7) Движение – движение робота по поверхности или среде.

Все эти виды движений достигаются с помощью различных двигателей или насосов в сборе с приводом и концевыми эффекторами. В этом уроке будет обсуждаться использование двигателей для обеспечения основного движения самого робота или его компонентов. В этом уроке будут рассмотрены различные типы двигателей, их применение, выбор двигателя и конструкция роботизированного автомобиля.

Тип мотора

В промышленности имеется множество типов двигателей. В робототехнических приложениях обычно используется двигатель определенного типа. Двигатели, обычно используемые в робототехнике, можно разделить на следующие категории.:

• Двигатель переменного тока

• Коллекторный двигатель постоянного тока

• Бесщеточный двигатель постоянного тока

• Редукторный двигатель постоянного тока

• серводвигатель

• Шаговые двигатели

Сегодня мы представим три типа двигателей (двигатели переменного тока, коллекторные двигатели постоянного тока, бесщеточные двигатели постоянного тока).

Двигатели переменного тока приводятся в движение переменным током. Они обычно используются в тяжелых условиях эксплуатации, требующих высокого крутящего момента (высокая нагрузка или грузоподъемность). Вот почему эти двигатели используются на роботизированных сборочных линиях, развернутых в производственных цехах. Мобильные роботы обычно питаются от источника постоянного тока (батареи или серии батарей), поэтому двигатели переменного тока для таких роботов используются редко.

Матовый двигатель постоянного тока:

Коллекторные двигатели постоянного тока используют щетки для проведения тока между источником питания и якорем. Существует несколько вариантов коллекторных двигателей постоянного тока, но в робототехнике используются двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. Эти двигатели известны своим высоким соотношением крутящего момента к инерции. Коллекторные двигатели постоянного тока способны развивать крутящий момент в три-четыре раза больший, чем их номинальный крутящий момент. Коллекторный двигатель постоянного тока состоит из шести различных компонентов: вала, коллектора, якоря, статора, магнитов и щеток.

Коллекторные двигатели постоянного тока имеют две клеммы. Когда напряжение подается на обе клеммы, пропорциональная скорость выводится на вал коллекторного двигателя постоянного тока. Коллекторный двигатель постоянного тока состоит из двух частей: статора, включая корпус, постоянные магниты и щетки, и ротора, состоящего из выходного вала, обмоток и коллектора. Его статор остается неподвижным, а ротор вращается относительно статора. Статор создает стационарное магнитное поле вокруг ротора.

Ротор, также называемый якорем, состоит из одной или нескольких обмоток. Когда эти обмотки находятся под напряжением, они генерируют магнитное поле. Полюса этого поля ротора притягиваются противоположными полюсами, создаваемыми статором, заставляя ротор вращаться. Когда двигатель вращается, на обмотки постоянно подается напряжение в разных последовательностях, так что полюса, создаваемые ротором, не превышают полюсов, создаваемых статором. Такое переключение магнитного поля в обмотках ротора называется коммутацией.

Бесщеточный двигатель постоянного тока:

Бесщеточные двигатели постоянного тока по структуре аналогичны коллекторным двигателям постоянного тока, но они приводятся в действие контроллером с обратной связью и требуют инвертора или SMPS для питания. Эти двигатели имеют постоянные магниты, которые фиксируют якорь с возможностью вращения. По сравнению с коллекторными двигателями постоянного тока они имеют электронный контроллер с обратной связью вместо коллекторного узла. Эти двигатели обычно используются в промышленных роботах, требующих точного управления движением и позиционированием. Однако эти двигатели очень дороги и имеют сложную конструкцию и электронику.

Выбрать моторы для робота:

Чтобы выбрать правильный двигатель, необходимо учитывать множество различных параметров, таких как нагрузка, которую может выдержать конкретный двигатель, крутящий момент, необходимый для перемещения робота без перегрузки, количество оборотов в минуту, которые двигатель делает под нагрузкой и т. д.

Поскольку существует множество типов двигателей, один из них следует выбирать в зависимости от области применения. Например, для управления роботизированной рукой часто используются сервоприводы. Колесные роботы просты по конструкции и используют электрические колеса для передвижения по земле. Колеса также проще спроектировать и изготовить, чем гусеницы или выносные опоры. У использования колес есть некоторые недостатки, такие как преодоление препятствий или зон с низким коэффициентом трения, которые затрудняют использование колес.

Чаще всего в таких роботах используются двигатели постоянного тока. Двигатели постоянного тока обеспечивают высокий крутящий момент и высокую эффективность. Применяя крутящий момент в ответ на нагрузку, двигатель постоянного тока можно охарактеризовать кривой скорости и крутящего момента. Двигатели постоянного тока, используемые в любительских роботах, обычно предпочтительнее с номинальным напряжением 3, 6, 12 и 24 вольт. Если напряжение, подаваемое двигателем, будет ниже указанного в паспорте, крутящий момент не сможет преодолеть внутреннее трение – в основном со стороны щеток. Кроме того, если вы подадите на двигатель более высокое напряжение, чем он поддерживает, он может нагреться и выйти из строя.

Если вы все еще беспокоитесь о поиске двигателя, обратитесь к продавцу BG Motor, он даст вам очень профессиональный ответ по поводу двигателя.