机械臂控制系统的设计
机械臂控制系统设计

机械臂控制系统设计工业机械臂是近代自动控制领域中一项新的技术,发展由于积极的作用被人们重视,机械臂是机器人的重要组成部分,机械臂主标签:机械臂;控制;系统;设计一、设计选型分析1.关节结构的设计分析机械臂按照运动形式可以分为直角坐标型、圆柱坐标型、关节型、极坐标型,直角坐标型的臂部由三个相互正交的移动副组成,带动腕部分别沿着X、Y、Z 三个坐标轴的方向作直线移动,而且结构十分的简单,运动位置精确度很高,但是占得空间很大,工作范围很小,圆柱坐标型的臂部由一个转动副和两个移动副组成,占的空间很小,工作范围大,可以在狭窄空间内绕过各种障碍物,二极坐标型的臂部是由两个转动副和一个移动副组成,产生沿手臂轴X的直线移动,绕基座轴Y的转动和绕关节轴Z的摆动,手臂可作绕Z轴的俯仰运动,并且抓住地面的物体,采用关节型的基础上,局部结合三种进行设计。
对于臂部的设计应该满足承载能力足、刚度高、导向性能好、定位精度高、重量轻、转动惯量小、与腕部和机身的连接部位设计合理。
由于手臂是支承手腕的部件,设计时应该考虑抓取物体的重量或者是携带工具的重量,还有就是考虑运动时的动载荷及转动惯性,为了可以有效的防止臂部在运动的时候产生变形,手臂的截面形状应进行合理的选择,对于工字型截面的弯曲刚度会比圆截面大,空心管的弯曲刚度和扭转刚度比实心轴大,为了可以有效的防止手臂直线运动的时候,沿着运动轴线发生相对转动,应该设置导向装置,还可以采用一些缓冲措施,为了提高其运动的速度,可以减少臂部运动部分的重量,减少手臂对回转轴的转动惯量,还有就是臂部安装的形式和位置关系到其强度、刚度和承载能力,直接影响其外观。
2.驱动控制系统的设计分析对于驱动控制系统可以分为开环控制和闭环控制,为了可以实现实时控制和精确定位等要求,使用带有反馈的闭环控制系统,也叫做伺服系统,伺服系统可以分为液压伺服系统和电动伺服系统,所以应该考虑到机械臂的重量、体积、使用方便,应该使用精度高、信号处理灵活、结构紧凑、质量小的电动伺服系统,实现同步型交流伺服电机。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种可以代替人工完成各种工作的智能设备,其控制系统设计是机械臂正常运行的关键。
良好的控制系统设计可以使机械臂实现精准的动作和高效的工作,提高生产效率和质量。
本文将从机械臂的运动控制、传感器系统和用户界面设计三个方面来讨论机械臂的控制系统设计。
一、机械臂的运动控制1.1 机械臂的运动方式机械臂的运动方式通常包括旋转运动和直线运动两种。
旋转运动包括关节轴的旋转,而直线运动包括伸缩臂的伸缩和升降臂的升降。
在控制系统设计中,需要对机械臂的运动方式进行合理的分析和设计,确定机械臂的关节轴数目和运动范围,以及运动的速度和加速度等参数。
1.2 运动控制算法针对机械臂的不同运动方式,需要设计相应的运动控制算法。
对于关节轴的旋转运动,通常采用PID控制算法;对于伸缩臂和升降臂的直线运动,可以采用电机控制算法来实现。
在运动控制算法的设计中,需要考虑机械臂的运动平滑性、速度和位置的精度等因素。
1.3 运动控制系统的硬件设计在机械臂的运动控制系统中,需要使用电机和传动装置来实现机械臂的运动。
对于不同的运动方式,可以选择不同类型的电机和传动装置,如步进电机、直流电机、伺服电机等。
还需要设计相应的传感器和反馈装置,用于检测机械臂的运动状态和位置,并对其进行闭环控制。
二、机械臂的传感器系统2.1 位置传感器机械臂的运动控制需要实时监测机械臂的位置,因此需要设计相应的位置传感器系统。
常用的位置传感器包括编码器、光电开关和激光测距传感器等。
这些传感器可以实时检测机械臂的位置,并将数据传输给控制系统,用于实现机械臂的闭环控制。
对于需要实现力反馈的机械臂,还需要设计相应的力传感器系统。
力传感器可以实时监测机械臂在工作过程中的受力情况,以便对机械臂的工作力度进行调节。
三、机械臂的用户界面设计3.1 操作界面设计机械臂的操作界面是机械臂控制系统的重要组成部分,它直接影响着用户对机械臂的操作体验。
操作界面需要设计直观、简单易用的人机交互界面,提供包括运动控制、参数设置、故障诊断等功能的操作按钮和指示灯。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种能够模拟人类手臂运动的机械装置,它被广泛应用于工业生产中的自动化生产线和研究领域。
机械臂的控制系统设计是机械臂技术的关键,合理的控制系统设计能够提高机械臂的定位精度和工作效率。
机械臂的控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括传感器、执行机构和控制器,主要负责接收输入信号并输出控制信号。
软件部分则负责对输入信号进行处理和分析,并根据需要计算出相应的运动控制指令。
传感器是机械臂的感知器官,它可以获取机械臂的位置、速度、力和力矩等信息,并将其转化为电信号供控制系统使用。
常用的机械臂传感器有编码器、力传感器和视觉传感器等。
编码器可以测量机械臂的运动轨迹和速度,力传感器可以测量机械臂施加在物体上的力和力矩,视觉传感器可以获取机械臂周围环境的图像信息。
执行机构是机械臂的动力输出部分,它将控制信号转化为物理动作,并实现机械臂的运动。
常见的机械臂执行机构有电机、气缸和液压缸等。
电机是最常用的机械臂执行机构,它可以提供大小不同的力矩和速度输出,适用于各种不同的应用场景。
控制器是机械臂的大脑,它接收传感器的信号和用户的输入指令,并根据预先设定的控制算法计算出相应的运动控制指令。
控制器可以分为低级控制器和高级控制器两种。
低级控制器主要负责执行机构的运动控制,如PID控制器和伺服控制器等;高级控制器则负责执行更复杂的运动规划和路径规划,如反向运动学和碰撞检测等。
在机械臂的控制系统设计中,还需要考虑到系统的实时性和稳定性。
实时性是指控制系统对输入信号的及时响应能力,稳定性则是指控制系统在运行过程中保持稳定的能力。
为了提高系统的实时性和稳定性,可以采用硬实时控制和软实时控制相结合的方式。
硬实时控制通过提高硬件的性能和采用高效的控制算法来实现,而软实时控制则通过优化软件的编程和调度来实现。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种可以模拟人臂动作的机械装置,用于完成各种工业生产和操作任务。
在实际应用中,机械臂的控制系统设计是至关重要的,它直接影响到机械臂的精度、速度和稳定性。
本文将针对机械臂的控制系统设计进行详细的分析和讨论。
一、机械臂的基本结构和工作原理机械臂由基座、关节、连杆和末端执行器组成。
基座是机械臂的支撑部分,通常固定在地面或其他固定平台上。
关节是连接各个连杆的转动部分,它能够实现机械臂各关节的旋转和运动。
连杆是机械臂的延伸部分,它能够根据关节的转动实现不同形态的伸缩和旋转。
末端执行器是机械臂的操作部分,通常安装有各种工具或夹具,用于完成具体的操作任务。
机械臂的工作原理是通过控制各个关节的运动,实现机械臂的立体空间运动和末端执行器的操作。
在运动控制方面,通常采用直线运动和旋转运动的组合,从而实现机械臂在三维空间中的灵活操作。
二、机械臂的控制系统设计要求1. 精度要求:机械臂通常用于精密加工和操作任务,因此对于位置和轨迹的精度要求非常高,控制系统需要能够实现微米级的精确控制。
3. 灵活性要求:机械臂通常需要实现多种复杂的操作任务,因此控制系统需要具有灵活的控制能力,能够快速响应各种不同的操作需求。
4. 可靠性要求:机械臂通常在工业生产线上进行长时间、高强度的工作,因此控制系统需要具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定工作。
5. 安全性要求:机械臂通常在工作环境中与人员或其他设备进行交互,因此控制系统需要能够实现对操作环境的实时监测和安全控制,保证工作环境的安全。
针对以上要求,机械臂的控制系统设计通常包括运动控制、感知控制、路径规划、安全控制等方面的设计。
1. 运动控制:机械臂的运动控制是控制系统设计的核心部分,通常采用闭环控制的方式实现对机械臂关节的精确控制。
常见的运动控制方式包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等,根据具体的控制要求选择合适的控制算法。
2. 感知控制:机械臂需要实时感知操作环境和工件的状态,因此感知控制是控制系统设计的重要组成部分。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种可以完成复杂工作的工业机器人。
它具有类似于人类手臂的结构,可以在三维空间内进行移动和抓取等动作。
机械臂的控制系统设计是指对机械臂进行控制的硬件和软件系统的设计。
本文将从机械臂的结构和动作规划两个方面对机械臂的控制系统设计进行阐述。
首先是机械臂的结构设计。
机械臂通常包括底座、臂架、关节、末端执行器等部分。
底座是机械臂固定在工作平台上的基础部分,通常采用电机驱动来实现旋转,以使机械臂具有在水平面上移动的能力。
臂架是机械臂的主支架,用于支撑和连接关节部分。
关节是连接臂架和末端执行器的部分,通过电机驱动来实现关节的转动。
末端执行器是机械臂的最末端部分,用于完成具体的操作任务,例如抓取、切割等。
这些部分之间的结构设计需要考虑机械臂的稳定性、承载能力和动作能力等因素。
其次是机械臂的动作规划。
机械臂的动作规划是指根据任务要求和环境条件,通过计算和优化,确定机械臂的运动轨迹和关节运动的控制参数。
机械臂的动作规划需要考虑以下因素:路径规划、避障规划、速度规划和力控规划。
路径规划是指确定机械臂末端执行器的运动轨迹,通过数学算法可以实现直线运动、曲线运动和圆弧运动等。
避障规划是指保证机械臂在运动过程中不与障碍物碰撞,通过传感器、反馈控制等手段可以实现避障功能。
速度规划是指确定机械臂的运动速度和加速度,通过动态分析和优化可以实现快速而平滑的运动。
力控规划是指对机械臂施加的力进行控制,可以实现抓取、拿捏和装配等复杂的操作。
在机械臂的控制系统设计中,硬件部分需要选择合适的传感器、执行器和控制器等设备,以实现机械臂的定位、测量、控制和通信等功能。
软件部分需要开发编程算法和控制策略,以实现机械臂的动作规划、运动控制和自主决策等功能。
机械臂的控制系统还需要考虑实时性、稳定性和可靠性等方面的问题,以确保机械臂在工作过程中的安全和可靠性。
机械臂的控制系统设计是一个复杂而关键的任务,需要综合考虑机械臂的结构和动作规划等因素。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂是一种用于执行需要定位和操纵的任务的机械装置。
它通常由多个关节组成,并通过电动、液压或气压等方式来驱动。
机械臂的控制系统设计是机械臂技术中的一个关键领域,它涉及到控制算法、传感器、执行器和软件等多个方面。
本文将着重介绍机械臂控制系统设计的关键要素和相关技术。
机械臂控制系统是指对机械臂动作和位置进行精确控制的一系列技术和设备。
主要包括控制算法、传感器、执行器和软件等多个方面。
在工业自动化、仓储物流、医疗机器人等领域,机械臂控制系统扮演着至关重要的角色。
1. 精确性:机械臂需要能够精确地控制位置和动作,以完成各种复杂任务。
2. 可靠性:机械臂需要具备高可靠性,以应对长时间运行和各种恶劣环境。
3. 效率:机械臂控制系统需要保证高效率的运行,以满足生产和工作的需求。
4. 安全性:机械臂在操作过程中需要具备较高的安全性,以防止发生意外事故。
1. 控制算法控制算法是机械臂控制系统的核心部分,主要用于实现机械臂的路径规划、轨迹控制和动作执行等功能。
常见的机械臂控制算法包括PID控制、运动规划、碰撞检测和力控制等。
其中PID控制是一种经典的反馈控制算法,通过不断调节比例、积分和微分系数,实现对机械臂位置、速度和力的精确控制。
运动规划算法主要用于确定机械臂的路径和轨迹,以实现复杂动作的执行。
碰撞检测算法主要用于避免机械臂在工作过程中发生碰撞,保证工作的安全性。
力控制算法主要用于根据外界力的变化调整机械臂的动作,以实现对物品的抓取和操作。
2. 传感器传感器是机械臂控制系统的重要组成部分,主要用于获取机械臂的位置、速度、力和姿态等信息。
常见的机械臂传感器包括编码器、惯性传感器、力传感器和视觉传感器等。
编码器主要用于测量机械臂的位置和速度,以提供反馈信号给控制系统。
惯性传感器主要用于测量机械臂的姿态和运动状态,以实现对机械臂的姿态控制。
力传感器主要用于测量机械臂在操作过程中的力和扭矩,以保证对物品的精确抓取和操作。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计
机械臂是一种能够模拟人的手臂动作,完成各种工作任务的机器设备。
控制系统是机械臂的核心组成部分,它负责接收指令并控制机械臂的运动,以实现所需的任务。
1. 控制器选择:控制器是机械臂控制系统的核心,可分为单片机、PLC、工控机等不同类型。
选择适合的控制器需要考虑控制复杂度、运算速度和系统稳定性等因素。
2. 传感器选择:传感器用于测量环境变量和机械臂的状态信息,如位置、速度、力等。
常用的传感器包括编码器、力传感器、位置传感器等。
根据具体需求选择合适的传感器,确保控制系统能够准确感知机械臂的状态变化。
3. 控制算法设计:机械臂的控制算法包括运动规划、路径规划和轨迹跟踪等部分。
运动规划是指根据任务要求将机械臂运动划分为不同的阶段和动作;路径规划是指确定机械臂的运动轨迹以实现所需任务;轨迹跟踪是指控制机械臂按照确定的轨迹进行运动。
设计合适的控制算法可以提高机械臂的控制性能。
4. 通信接口设计:机械臂控制系统通常需要与上位计算机或其他设备进行通信,实现指令的传递和数据的交换。
通信接口可以采用串口、以太网等不同形式,通过协议的设计实现数据的传输和交互。
6. 系统可靠性设计:机械臂控制系统需要能够稳定可靠地工作,以应对各种复杂环境和不确定因素的影响。
控制系统的硬件设计和软件编程应考虑系统的鲁棒性和可靠性,避免出现故障和错误。
机械臂的控制系统设计需要综合考虑机械臂的任务要求、控制复杂度、运算速度、系统稳定性等多种因素,设计出满足需求的控制系统,以实现机械臂的精准控制和安全运行。
机械臂的控制系统设计

机械臂的控制系统设计机械臂控制系统设计首先需要确定机械臂的运动方式和所需控制的功能。
机械臂的运动方式包括直线运动、旋转运动和复合运动。
根据应用场景的不同,机械臂的控制功能也会有所不同。
例如,对于装配生产线,机械臂控制系统需要具备高精度、高重复性操作能力和可编程性;对于焊接生产线,机械臂控制系统需要具备快速响应能力和光学传感器的应用能力等。
机械臂控制系统的核心是机械臂控制器。
机械臂控制器是一台高级数控设备,用于控制机械臂的运动,并实现机械臂的自动化生产。
机械臂控制器的控制方式一般分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指将控制指令直接传递给机械臂电机,但电机转速、加速度等因素会受到很多外部因素的影响,从而导致机械臂的精度和稳定性较差。
闭环控制是在开环控制的基础上添加了反馈控制,通过反馈传感器监测机械臂的位置、速度、加速度等信息来修改控制指令,确保机械臂运动的精度和稳定性。
机械臂的控制器根据控制方式的不同,又可以分为伺服控制器和步进控制器。
伺服控制器具有数字信号处理能力,可以实现闭环控制,具备较高的精度和稳定性,但是价格较高,应用范围一般局限在高精度、高速度的场景下。
步进控制器则价格较低,控制精度一般较低,但适用范围更广,常用于简单的运动控制、位置控制和速度控制。
机械臂控制系统中的另一个重要部分是机械臂驱动器。
机械臂驱动器是通过控制电机转速和转向来实现机械臂运动。
机械臂驱动器可分为直流电机驱动器和交流电机驱动器两种。
直流电机驱动器价格便宜、同时也比较容易实现控制,但是功率密度较低,应用场景有限;交流电机驱动器功率密度高、输出转矩大,但相对于直流电机驱动器,在控制方面复杂度较高。
除了控制器和驱动器外,机械臂控制系统中还包括传感器、编码器、通信接口和人机交互界面等设备。
传感器的作用是监测机械臂的各种状态,例如位置、速度、加速度等;编码器则用于实现位置反馈等控制功能。
通信接口用于与其他设备进行数据传输,例如与PC或PLC建立通信,实现机械臂的远程控制。
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机械臂控制系统的设计
1 引言
近年来,随着制造业在我国的高速发展,工业机器人技术也得到了迅速的发展。
根据负载的大小可以将机械臂分为大型、中型、小型三类。
大型机械臂主要用于搬运、码垛、装配等负载较重的场合;中小型机械臂主要用于焊接、喷漆、检测等负载较小的场合。
随着国外工业机器人技术的不断发展,尤其是一些中小型机器人,它们具有体积小、质量轻、精度高、控制可靠的特点,甚至研发出更为轻巧的控制箱,可以在工作区域随时移动,这样大大方便了工作人员的操作。
在工业机器人的应用中最常见的是六自由度的机械臂。
它是由6个独立的旋转关节串联形成的一种工业机器人,每个关节都有各自独立的控制系统。
2机械臂硬件系统设计
2.1 机械臂构型的选择
要使机器臂的抓持器能够以准确的位置和姿态移动到给定点,这就要求机器人具有一定数量的自由度。
机器臂的自由度是设计的关键参数,其数目应该与所要完成的任务相匹配。
为了使安装在双轮自平衡机器人上的机械臂能够具有完善的功能,能够完成复杂的任务,将其自由度数目定为6个,这样抓持器就可以达到空间中的任意位姿,并且不会出现冗余问题。
在确定自由度后,就可以合理的布置各关节来分配这些自由度了。
由于计算数值解远比封闭解费时,数值解很难用于实时控制,这样,后3个关节就确定了末端执行器的姿态,而前3个关节确定腕关节原点的位置。
采用这种方法设计的机械臂可以认为是由定位结构及其后面串联的定向结构或手腕组成的。
这样设计出来的机器人都具有封闭解。
另外,定位结构都采用简单结构连杆转角为0或90°的形式,连杆长度可以不同,但是连杆偏距都为0,这样的结构会使推倒逆解时计算简单。
定位机构是涉及形式主要有以下几种:SCARA型机械臂,直角坐标型机械臂,圆柱坐标型机械臂,极坐标型机械臂,关节坐标型机械臂等。
SCARA机械臂是平面关节型,不能满足本文对机械臂周边3维空间任意抓取的要求;直角坐标型机械臂投影面积较大,工作空间小;极坐标方式需要线性
移动,机械臂如需较大的工作空间,则臂长较长;和其他类型相比关节型机械臂在其工作空间干涉是最小的,是一种较为优良的结构。
所以初步确定本文机械臂构型为关节型。
2.2臂杆长度的确定
机械臂的臂杆设计如表2-1所示:
表2-1 机械臂臂杆长度
臂体名称大臂L1 小臂L2 机械手
长度(mm)550 500 150
2.3 机械臂结构设计
2.3.1 关节结构方案
为了便于机械臂关节的模块化涉及和简化结构,本设计使用电机直接连接减速器,减速器连接臂体连接结构。
图2-1是关节结构动力传递方案。
图2-1 关节结构动力传递方案
使用这种联接方式因中间零件少,故形变量与回程间隙都较小,且能保持较高的结构刚度。
2.4 关键部件的选型
2.4.1 关节负载的估算
各关节的动态参数是驱动元件的选择和关节传动零件选择的重要依据。
由机器人动力学相关知识可知完整的机器人动力学方程为:
式中
一般使用静力学方法和动力学方法计算机器人的动力参数,速度较低的机械,在运行过程中,惯性引起的动载荷较小,一般使用静力学方法,忽略C和F的影响。
而对于运行速度较高机械,其动载荷也较大,即C项的影响较大,甚至超过静载荷;且粘滞摩擦也较大,同时考虑静载荷和动载荷,需使用动力学计算。
本文的设计要一款可以安装在全向移动平台上的轻型机械臂,对关节的旋转速度要求不高,因此估算机械臂力矩时采用静力学方法。
图2-2 机械臂受力简图
估计关节力矩之前,首先假设每个关节的重力作用集中在中心,将连杆的重量均分于各关节,机械臂受力简图如图2-2 所示,使用静力学方法计算关节所受力矩的最大值。
六自由度机械臂三维静态仿真图如图2-3所示:
图2-3 三维静态仿真图
2.4.2 关节驱动系统电机的选型
机械臂的驱动系统,有三种基本类型,即电动驱动、液压驱动和气动驱动,也可以根据需要组合成为复合式的驱动系统。
(1) 电机驱动
目前机械臂上使用最多的一种驱动方式是电动驱动,它利用各种电机产生的力和力矩,直接或通过机械传动装置来驱动执行机构。
这类系统效率比液压驱动和气动驱动系统高,且电源方便,所以在机器人中得到了广泛的应用。
(2) 液压驱动
液压驱动的主要优点是功率密度大。
液压缸也可直接作为臂体的一部分,因而结构紧凑,刚性好。
由于液压油液的不可压缩性,系统的固有频率较高,快速响应好,可实现频繁平稳的变速和换向。
液压系统易于实现过载保护,动作平稳、耐冲击、耐振动、防爆性好。
(3) 气动驱动
气动驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、结构简单、造价较低、维修方便。
与液压驱动系统相比,同体积条件下功率较小,也难以进行速度控制,多用于中、小负荷且精度要求不高的机器人控制系统中。
综上,本设计决定使用电动驱动方式为机械臂提供动力,步进电机为驱动电机。
2.4.3驱动系统减速器的选型
结合上文,本文将使用步进电机为驱动电机为机械臂提供动力,结合各关节受力和机械臂关节传动机构组合方式,应在驱动电机和机械臂关节间安装减速器做扭矩适配,降低输出轴的速度,增大输出扭矩。
一般行星齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、谐波减速器、齿轮减速器等可以和步进电机适配。
1、行星齿轮减速器
行星齿轮减速器通常由一个或者多个外部齿轮围绕着一个中心齿轮旋转,就像行星绕着太阳公转一样。
在工作状态中多个行星齿轮协同工作,因而承载能力大,属纯扭矩传动,工作平稳。
单级行星齿轮减速器的减速比一般较小,需要增加减速比时只需增加行星轮系的级数即可,而整体体积变化较小。
2、蜗轮蜗杆减速器
蜗轮蜗杆减速器的传动比大,一般为10-80,也可以达到80 以上。
此外,蜗轮蜗杆减速器机械结构紧凑、热交换性能好、工作平稳、噪声小、具备机械自
锁能力,安全性高。
3、谐波减速器
波发生器,柔轮,刚轮是谐波减速器的三大部分,谐波齿轮减速器传动结构简单,减速比高,同时啮合的齿数多,运行平稳、传动承载力大,齿侧间隙小,传动精度高,传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4 左右,传动空程小,适用于反向转动,在机器人领域有着广泛应用。
但对柔轮材料有较高的强度要求,工艺复杂。
4、齿轮减速器
圆柱齿轮减速机构为定传动比齿轮机构,其传动准确,平稳高效,传动功率围和速度围大,广泛用于各种仪器仪表中,但其制造和安装精度要求高,高减速比时结构较为复杂,体积一般较大。
综上,初步去确定使用谐波齿轮减速器,减速比大,传动精度高,体积小巧,输入轴与输出轴轴线重合,可很方便地与步进电机组合安装成为机械臂关节的一部分,同时便于机械臂的模块化设计。
本文将采用Harmonic Drive CSF-mini 系列组合型谐波减速器,其中腰关节采用型号为CSF-14-100-2XH-F;肘关节俯仰和肘关节旋转采用CSF-11-100-2XHF,腕俯仰采用CSF-8-100-2XH-F。
2.4.4电机驱动器的选型
虽然步进电机广泛地应用于各行各业,但步进电机并不能像普通的直流电机那样通过控制输入的等效电压就可以驱动和调速。
它必须利用电子电路,将直流电变成分时多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作。
常见的有单片机I/O 直接控制,步进电机驱动芯片、运动控制卡。
1、单片机I/O 直接控制方式
使用单片机部的锁存器、计数/定时器,和并行I/O 接口,可以实现对步进电机的控制,脉冲环形分配器的功能由单片机系统实现完成,通过软件中断方式实现步进电机的变速控制,改变通电顺序则可改变转向。
2、步进电机专用驱动芯片
步进电机专用驱动芯片一般集成度较高,外围电路简单,一般有ENABLE、STEP 和DIR 三个输入端,ENABLE 为使能端,使能有效时方可驱动步进电机;STEP 为脉冲输入,输入一个脉冲,即可驱动步进电机产生微动;DIR 为方向,改变DIR 逻辑电平即可换向。
3、运动控制卡驱动控制
通过计算机可直接控制步进电机,运动控制卡是专用于步进电机控制的PC 插卡,是应对复杂系统的控制而出现的,一般可同时控制十几台甚至几十台步进。