机器人技术讨论课
认识机器人教案

认识机器人教案机器人在现代社会扮演着越来越重要的角色,为了培养学生对机器人科技的兴趣和了解,设计并实施一份关于机器人的教案是非常必要的。
本文将介绍一份认识机器人的教案,旨在通过多样的教学活动和材料,帮助学生深入了解机器人的定义、发展、应用和影响。
一、引入1. 通过一个引人入胜的故事或问题引起学生的思考,如“你是否想过未来的生活会有怎样的机器人帮助我们?”2. 对机器人进行简单的解释,强调它们是人工智能和工程学的结合体,能模拟人类的行为和执行任务。
3. 提出学习目标,即对机器人有一个初步的了解,包括定义、发展、应用和影响。
二、机器人的定义与分类1. 通过图像、视频或实物来展示不同种类的机器人,如工业机器人、服务机器人、教育机器人等。
2. 引导学生讨论机器人的定义,鼓励他们用自己的话解释什么是机器人。
3. 帮助学生理解机器人的特点,如自主性、感知能力、交互能力等。
三、机器人的发展历程1. 使用时间轴或图表展示机器人的发展历程,重点介绍里程碑事件,如1843年的卡尔·卡普将“机器人”一词引入英文。
2. 引导学生思考机器人发展的原因和目的,例如提高工作效率、改善生活质量等。
3. 引用一些真实的例子,如工业机器人在汽车制造业的应用,让学生感受机器人在现实生活中的作用。
四、机器人的应用领域1. 将机器人的应用领域以图片或视频的形式呈现给学生,如医疗机器人、探险机器人、农业机器人等。
2. 引导学生分组讨论一个特定的应用领域,展示他们对该领域中机器人的理解和想法。
3. 鼓励学生思考机器人可能带来的优势和挑战,促使他们对机器人技术的发展有更深层次的思考。
五、机器人对社会的影响1. 邀请一位专家或研究人员介绍机器人对社会的影响,探讨机器人对就业市场、教育和道德伦理等方面的影响。
2. 引导学生进行小组讨论,就机器人对社会发展的各个方面发表自己的观点,并提出解决方案。
3. 鼓励学生就机器人技术的未来进行预测,思考其潜在的影响和挑战。
机器人技术课程思政、

机器人技术课程思政在机器人技术课程中融入思政教育是一个非常有意义的尝试。
通过这样的融合,可以帮助学生更好地理解技术与社会、伦理道德之间的关系,培养他们的社会责任感和职业道德。
以下是一些关于在机器人技术课程中融入思政教育的建议:1.强调社会责任:引导学生思考机器人技术对社会的影响,培养他们的社会责任感。
例如,讨论机器人在医疗、工业、服务等领域的应用时,可以讨论这些技术对人类生活、就业、隐私等方面的影响。
2.培养创新意识:通过引导学生参与机器人设计、开发和创新活动,培养他们的创新意识和创新能力。
同时,可以强调自主创新的重要性,让学生意识到这是国家发展的重要驱动力。
3.培养团队协作精神:机器人技术往往需要多学科的知识和技能,这就需要学生具备团队协作的精神。
通过团队项目实践,可以培养学生的沟通、协作和领导能力。
4.培养法治观念:引导学生理解机器人技术的法律和伦理问题,如机器人权益、数据安全、隐私保护等。
通过讨论这些议题,培养学生的法治观念和伦理意识。
5.弘扬中华优秀传统文化:在介绍机器人技术发展史时,可以融入中华优秀传统文化元素。
例如,介绍中国古代的自动化装置和技术,以及现代中国在机器人技术领域的创新和发展。
6.树立正确的价值观:通过引导学生思考机器人技术的伦理问题,如机器人的道德地位、机器人的权利和义务等,帮助他们树立正确的价值观。
7.培养爱国主义情怀:结合国家发展需求,引导学生关注国内机器人技术的发展现状和前景,培养他们的民族自豪感和爱国主义情怀。
总之,将思政教育融入机器人技术课程是一个系统工程,需要教师在课程设计、教学内容、教学方法等方面进行深入的思考和创新。
同时,这也需要教师具备较高的思想政治素质和伦理意识,能够引导学生深入思考技术与社会的关系,培养他们的社会责任感和职业道德。
人工智能机器人的感知与控制技术研究

人工智能机器人的感知与控制技术研究引言人工智能机器人的发展正在以惊人的速度改变着我们的生活,而人工智能机器人的感知与控制技术也是其关键性的研究领域。
在本文中,我们将讨论人工智能机器人的感知与控制技术的基本概念、应用及最新进展。
一、人工智能机器人的感知技术人工智能机器人的感知技术是其关键部分之一,其目的是为机器人提供视觉、听觉、触觉等感觉能力,并将这些信息传输给机器人的计算机控制系统。
目前主要的感知技术包括:1、视觉感知视觉感知是机器人最重要的感知方式之一,它通过使用数码相机或其他相关设备获得图像,并通过计算机处理实现对环境的识别和理解。
在视觉感知技术中,深度学习算法已经成为最为流行的技术之一,它运用神经网络模拟人类视觉感知过程,并实现图像识别、追踪等功能。
2、听觉感知听觉感知将声音传感器应用于机器人上,实现对环境声音的感知和识别。
通过语音识别算法,机器人能够识别并理解人类语言,实现与人类的交互。
3、触觉感知触觉感知是机器人实现人类手的功能的关键技术之一。
利用接触、力和形状信息传感器,机器人可以感知到物体的几何形状和质地,实现抓取、握持等操作。
二、人工智能机器人的控制技术人工智能机器人的控制技术是利用感知技术获取环境信息,结合机器人预设的任务要求,并采取特定的决策方法,实现对其运动的控制。
目前主要的控制技术包括:1、基于规则的控制基于规则的控制是人工智能机器人目前最常用的控制方式之一。
在此控制方式下,机器人会根据预先设定的规则对其运动进行控制。
这种控制技术能够确保机器人的稳定性和可靠性,但是限制了其运动的灵活性。
2、学习式控制学习式控制属于机器人控制的一种新技术,它通过不断学习环境,掌握和记忆数据信息,并结合机器人的任务目标,使机器人从中自主地提取规律,实现其动作的自主控制。
目前,深度强化学习已被广泛应用于机器人控制领域,使得机器人能够自主从环境中获得反馈信息,并实现自主控制。
三、人工智能机器人的应用人工智能机器人的应用范围极为广泛,涉及到工业、医疗、教育等领域。
机器人课程学习心得体会(精选3篇)

机器人课程学习心得体会(精选3篇)机器人培训课程学习心得体会(精选3篇)当我们积累了新的体会时,不如来好好地偷懒个总结,写一篇心得体会,这样能够让人头脑更加清醒,目标更加明确。
那么心得体会怎么写到才恰当呢?下面是为著书大家整理的机器人课程学习心得体会,借此机会对大家有所帮助。
机器人是十二中同一份的一项必修课程,几乎没有想过自己有朝一日会学习如何拼装,操控机器人。
但是在学习了一个学年之后,我也学会了一些理论知识,同时也发现机器人是很有意思的学科。
第一节课令我观感很深,老师让我们做一个陀螺。
我忘不了我做了恨多,我和同学们互相比试看谁转的时间较长。
也在这次欢乐又简单的课当中逐渐学会了零件的拼接与应用。
这就是初步。
机器人制作的难易疏密程度增加的很快。
我们逐渐传授给了制作简易的小车小车,使运用更加熟练。
随着课时的增加,我们的制作由易转难,最终到程序的编辑及设计者。
我们总之班当然不缺善于机器人的强人,灵敏他们总能以最快的速度制作出无数个灵敏小巧的机器人。
制做而我的人工智慧制作一直不突出。
也不是最快的,也不是最好的。
也就算能完成各项任务。
每次精心制作机器人时,我们都会在小组中分好工,仔细观察老师的机器人模型,再自己制作。
编程时,我们会仔细参考机器人书上的教程,再编好。
学习机器人是一件很费脑力的事情,做每个机器人之前要勾勒出大概的结构,在错误之时还要做调整。
程序也需经过两度的调试,最终才能达到最完美的状态。
偶而在做机器人不到位,以后输入程序后也不能很好地完成任务,所以就要一次又一次提示符。
有时编程序编错了,就要认真对照书上的,或问问老师,一遍又一遍的修改完善。
虽然过程很辛苦,但看到自己小组做出独一无二的机器人时,就会有很大成就感。
机器人课带给我们不仅是搭建机器人时的快乐,还有获得知识的此时此刻快乐!上个学期,学校开展了机器人必修课,我们在课堂上动手实践,了解了一个机器人介绍的基本构造:在课上,我们运用女团各种零件进行组合,搭建出不同构造的机器人,使它们拥有一支不同的功能。
机器人技术如何提高企业的新质生产力

机器人技术如何提高企业的新质生产力随着科学技术的不断发展,机器人技术已经成为了当今工业生产中不可或缺的重要力量。
机器人的出现极大地提高了企业的生产效率和质量,为企业创造了新的生产力。
本文将探讨机器人技术如何提高企业的新质生产力,从多个角度展开讨论。
一、提升生产速度现代企业生产中,机器人可以替代一些重复性高、劳动强度大的工作,如装配、焊接、喷涂等,大大提高了生产速度。
机器人工作稳定、速度快,可以24小时不停歇地工作,避免了员工因为疲劳等原因导致的生产效率下降。
因此,机器人技术的运用可以有效提升企业的生产速度。
二、提高生产精度机器人具有高精度的特点,可以根据预先设定的程序精确操作,减少了人为因素对生产质量的影响。
在一些需要高精度的行业,如汽车制造、电子生产等领域,机器人技术的应用可以大大提高产品的质量和稳定性,为企业赢得了更多的市场竞争力。
三、降低生产成本相比于人工劳动,机器人的使用成本虽然较高,但在长期运营中可以降低企业的生产成本。
机器人不需要额外的社会福利待遇,不需要培训与升职等成本,且可以实现24小时连续工作,大大降低了单位产品的生产成本。
通过降低生产成本,企业可以提高产品的竞争力,获取更大的利润空间。
四、提高生产安全性在一些高温、有毒、有害环境下,机器人可以取代人工进行作业,保障了员工的安全。
机器人可以承受高强度的工作,不会受到环境的影响,提高了生产的稳定性和安全性。
通过机器人技术的应用,企业可以减少工伤事故的发生,降低了企业的风险责任。
五、提升产品研发能力随着人工智能、大数据等技术的发展,智能机器人已经可以具备较高的学习、判断和适应能力。
企业可以通过机器人技术的应用,提升产品不断研发升级的能力,加快新品上市的速度。
机器人可以模拟人类的思维,能够帮助企业更好地应对市场需求的变化,提升企业的创新能力。
六、实现定制生产在市场需求日益多样化的情况下,传统的生产模式已经无法满足消费者个性化的需求。
机器人技术可以通过灵活的编程和调整,实现产品的快速定制生产,满足不同客户的需求。
机器人教案(多应用)

教案一、教学目标1.让学生了解的基本概念,掌握的发展历程和应用领域。
2.培养学生对技术的兴趣,提高学生的创新意识和动手能力。
3.使学生掌握编程的基本方法,能够独立完成简单的编程任务。
二、教学内容1.的定义与发展历程2.的分类与应用领域3.编程基础4.编程实践三、教学安排1.第1课时:的定义与发展历程2.第2课时:的分类与应用领域3.第3课时:编程基础4.第4课时:编程实践四、教学步骤第1课时:的定义与发展历程1.导入:通过展示一些有趣的视频,引起学生对的兴趣。
2.讲解:讲解的定义,以及的发展历程,介绍一些重要的历史事件和人物。
3.讨论:引导学生讨论在未来社会中的发展趋势和可能的应用领域。
第2课时:的分类与应用领域1.讲解:讲解的分类,介绍不同类型的及其特点和应用领域。
2.展示:展示一些不同类型的实物或模型,让学生更加直观地了解各种。
3.讨论:引导学生讨论不同类型的适合的应用场景和未来的发展趋势。
第3课时:编程基础1.讲解:讲解编程的基本概念和方法,介绍一些常用的编程语言和工具。
2.演示:演示如何使用编程工具进行编程,展示一些简单的编程示例。
3.练习:让学生跟随示例进行编程练习,熟悉编程工具和编程方法。
第4课时:编程实践1.任务布置:布置一个简单的编程任务,要求学生独立完成。
2.编程实践:学生在教师的指导下进行编程实践,解决编程过程中遇到的问题。
3.成果展示:学生展示自己的编程成果,进行相互评价和交流。
五、教学评价1.课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度和表现,评估学生的兴趣和积极性。
2.编程实践:评估学生在编程实践中的表现,包括编程的正确性、创新性和完成时间。
3.成果展示:评估学生在成果展示中的表现,包括展示的清晰度、逻辑性和表达能力。
六、教学资源1.教学视频:准备一些有趣的视频,用于引起学生的兴趣。
2.实物或模型:准备一些不同类型的实物或模型,用于展示和演示。
3.编程工具:准备一些常用的编程工具,供学生进行编程实践。
“智能机器人技术”课程思政的理论与实践研究

二、智能机器人技术课程思政的 教学目标与教学设计
1、教学目标
1、教学目标
智能机器人技术课程思政的教学目标应当包括以下几个方面:
1、教学目标
(1)培养学生的爱国主义精神和民族自豪感,使学生认识到我国在智能机器 人领域的成就和优势;
1、教学目标
(2)提高学生的社会责任意识,使学生了解智能机器人在社会生产、生活中 的应用前景和挑战;
1、教学目标
(3)加深学生对道德、伦理问题的认识,使学生能够从多角度思考技术发展 与人类价值观的平衡。
2、教学设计
2、教学设计
为实现上述教学目标,智能机器人技术课程思政的教学设计应当遵循以下原 则:
2、教学设计
(1)注重理论与实践相结合。在讲解智能机器人技术的基本概念和原理时, 应当结合具体的应用案例和工程实践,使学生更好地理解技术的实际应用和价值;
谢谢观看
在智能机器人技术课程思政的实践中,可能会遇到一些问题与挑战,如教学 内容与课时数的矛盾、学生对思政内容的反感、教师缺乏思政意识和能力等。针 对这些问题,可以采取以下解决方案:
四、智能机器人技术课程思政的实践问题与解决方案
1、合理安排教学内容和课时数。在制定教学计划时,应当充分考虑教学内容 和课时数的矛盾,合理安排教学进度和深度,避免教学内容过于简单或过于复杂。 同时,可以采用多媒体教学、网络教学等方式,提高教学效率和质量。
智能机器人技术课程思政的理论与实践研究
随着智能机器人技术的快速发展,越来越多的高校开设了相关的课程,旨在 培养学生的机器人技术应用能力和创新思维。然而,智能机器人技术课程不仅仅 是技术传授,还应当融入思想政治教育,帮助学生树立正确的价值观和道德观。 本次演示将从理论和实践两个角度探讨智能机器人技术课程思政的理论与实践。
小学机器人技术课程第一课 初识机器人技术 优质课教案

小学机器人技术课程第一课初识机器人技术优质课教案一、教学目标1. 了解机器人技术的基本概念和应用领域。
2. 了解机器人的各部分及其功能。
3. 形成对机器人的兴趣和好奇心,培养对科技的热爱。
二、教学准备1. 课程教材:小学机器人技术教材第一册。
2. 教学工具:小型机器人模型、投影仪、电脑。
3. 教学素材:图片、视频、实物展示。
三、教学过程1. 导入(10分钟)通过展示一段关于机器人的精彩视频,引起学生们对机器人的好奇心,并提出以下问题:- 你们见过机器人吗?- 机器人有哪些应用领域?- 你喜欢机器人吗?为什么?2. 研究与实践(30分钟)2.1 了解机器人概念通过讲解和讨论,向学生们介绍机器人的概念,并与他们分享一些机器人在日常生活中的应用案例。
教师提供简单的定义,并让学生们思考并补充。
2.2 了解机器人的组成部分教师通过展示小型机器人模型,向学生们介绍机器人的各个组成部分,并解释它们的功能。
同时,教师可以呈现一些图片,帮助学生们更好地理解不同组成部分。
2.3 亲自操作机器人将机器人模型分发给学生们,让他们有机会亲自操作,并体验机器人的基本功能和动作。
3. 总结与展望(10分钟)教师与学生一起总结本节课学到的知识和体验,并让学生展望未来在机器人技术领域的可能性。
鼓励学生们提出更多问题并激发他们对未来课程的期待。
四、教学反思本节课通过引导学生初步了解机器人技术的基本概念和应用领域,培养学生们对科技的兴趣和好奇心。
通过实践操作机器人模型,使学生们能够更直观地感受到机器人的功能和表现形式。
课程中使用多媒体素材、图片和实物展示等方式,增加了学生们的学习兴趣和参与度。
在今后的教学中,可以进一步拓展机器人技术的实际应用案例,引导学生们深入思考机器人的进一步发展和应用。
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电机驱动系统讨论课电机控制电机控制是指,对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。
根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的。
对于电动机,通过电机控制,达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。
1、启动控制三相异步电机启动方式包括:全电压直接启动、降压启动、增加转子回路电阻启动。
对于降压启动,主要包括:自耦变压器启动、星-三角变化启动、变电压启动。
异步电机启动时,转子处于静止状态,其转差率s=1。
此时,T型等效电路的转子侧阻值很低,因此启动电流的大小较大,通过降压启动可以降低启动电流。
由于异步电机的启动转矩与电压平方成正比,因此对于降压启动需要保证电机具有一定的启动能力。
增加转子回路启动的方法适用于绕线式转子、深槽转子及双笼式转子。
对于鼠笼式转子无法使用该方法。
增加异步电机转子电阻时,电机的最大转矩将不会受到影响,但最大转矩的出现点将发生移动,电机转矩-转差率曲线将沿转差率轴压缩。
由于电机曲线关于转差率呈现先上升后下降的趋势,因此电机的启动转矩将增大。
但其数值受电机最大转矩的影响。
单相异步电机的启动方式包括:电容启动、电阻启动、PTC启动等、罩极启动等。
由于感应电机单相绕组在转子静止时,无法产生旋转磁势,因此只有单相绕组的异步电机无法自启动。
对此,需要在单相异步电机上安装有于主绕组成90°的辅助绕组。
该绕组主要用于电机的启动,当电机启动完成后可以切断该绕组或用于电机的运转。
为了使电机产生旋转磁势,就必须使电机绕组在转子静止时能够产生旋转磁势。
为此,需要有在空间上互成90°的两个绕组,并通入相位上互差90°的电流。
由于电机绕组成感性、因此可以利用电容和电阻使2个绕组互成90°。
PTC 启动,是使用PTC电阻,当电机运转到一定速度后,电机的温度将升高,此时PTC电阻达到剧里温度,电阻自动切断。
同步电机由于转子以同步速旋转,不存在转差率。
当转子的速度与同步速相差较大时,将产生失步现象,因此无法自启动。
同步电机的启动方式包括:变频启动、异步电机带动启动、线性电机自启动。
对于变频启动,通常设定启动电压频率的变化率,当电机运转到额定转速的60至80后,向电机加入额定频率,直接带入同步。
异步电机带动启动类似。
对于线性电机,其转子结构为永磁体+鼠笼。
鼠笼用于启动过程。
当电机运转至同步速后,鼠笼不再产生电磁转矩。
2、调速控制电机调速方法包括:串电阻调速、变频调速、变极调速及矢量控制、直接转矩控制等。
串电阻调速主要用于异步电机。
调速范围受到电机最大转矩限制。
变频调速适用于感应电机。
通过调节同步速达到调速的目的。
变极调速通过改变电机极数,产生1/2、1/3...的转速。
矢量控制技术是由德国学者Blaschke在1971年提出的。
通过对电机的励磁绕组和电枢绕组解耦,使控制感应电机与控制直流电机一样。
通过分别调节电机励磁与电枢电流的大小,来控制电机的转矩、转速、反电动势等。
直接转矩控制由德国学者Depenbrock于1985年提出。
它直接控制定子磁链空间矢量和电磁转矩,具有快速响应的能力。
3、可控电机的分类和应用控制电机主要是应用在精确的转速、位臵控制上,在控制系统中作为“执行机构”。
主要分为伺服电机、步进电机、测速电机等。
1. 伺服电机伺服电机的作用:伺服电机可使控制速度,位臵精度非常准确。
伺服电机的分类:直流伺服电机和交流伺服电机。
伺服电机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。
一般地,伺服电机要求电机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
目前,比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正是这个特点,步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。
但步进电机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电机;所以主要应用在精度要求不是特别高的场合。
由于步进电机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点,所以步进电机广泛应用在生产实践的各个领域;尤其是在数控机床制造领域,由于步进电机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。
除了在数控机床上的应用,步进电机也可以用在其他的机械上,比如作为自动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也可以应用在打印机和绘图仪中。
此外,步进电机也存在许多缺陷;由于步进电机存在空载启动频率,所以步进电机可以低速正常运转,但若高于一定速度时就无法启动,并伴有尖锐的啸叫声;不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大,细分数越大精度越难控制;并且,步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。
步进电机分类:步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB):永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。
混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相、五相和三相:两相步进角一般为1.8度,这种步进电机的应用最为广泛.步进电机的结构:目前,我国使用的步进电机多为反应式步进电机。
在反应式步进电机中,有轴向分相和径向分相两种。
单定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图上图是一典型的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机的结构原理图。
它与普通电机一样,分为定子和转子两部分,其中定子又分为定子铁心和定子绕组。
定子铁心由电工钢片叠压而成,其形状如图中所示。
定子绕组是绕臵在定子铁心6个均匀分布的齿上的线圈,在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起,构成一相控制绕组。
上图所示的步进电机可构成三相控制绕组,故也称三相步进电机。
若任一相绕组通电,便形成一组定子磁极,其方向即图中所示的NS极。
在定子的每个磁极上,即定子铁心上的每个齿上又开了5个小齿,齿槽等宽,齿间夹角为9°,转子上没有绕组,只有均匀分布的40个小齿,齿槽也是等宽的,齿间夹角也是9°,与磁极上的小齿一致。
此外,三相定子磁极上的小齿在空间位臵上依次错开1/3齿距,如下图所示。
当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时,B相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3齿距角,C相磁极齿超前(或滞后)转子齿2/3齿距角。
步进电机的齿距五定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图上图是一个五定子、轴向分相、反应式伺服步进电机的结构原理图。
从图中可以看出,步进电机的定子和转子在轴向分为五段,每一段都形成独立的一相定子铁心、定子绕组和转子,上图所示的是其中的一段。
各段定子铁心形如内齿轮,由硅钢片叠成。
转子形如外齿轮,也由硅钢片制成。
各段定子上的齿在圆周方向均匀分布,彼此之间错开1/5齿距,其转子齿彼此不错位。
当设臵在定子铁心环形槽内的定子绕组通电时,形成一相环形绕组,构成图中所示的磁力线。
除上面介绍的两种形式的反应式步进电机之外,常见的步进电机还有永磁式步进电机和永磁反应式步进电机,它们的结构虽不相同,但工作原理相同。
步进电机的工作原理:步进电机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。
下图是一种最简单的反应式步进电机,下面以它为例来说明步进电机的工作原理。
上图(a)中,当A相绕组通以直流电流时,根据电磁学原理,便会在AA方向上产生一磁场,在磁场电磁力的作用下,吸引转子,使转子的齿与定子AA磁极上的齿对齐。
若A相断电,B相通电,这时新的磁场其电磁力又吸引转子的两极与BB磁极齿对齐,转子沿顺时针转过60°。
通常,步进电机绕组的通断电状态每改变一次,其转子转过的角度α称为步距角。
因此,上图(a)所示步进电机的步距角α等于60°。
如果控制线路不停地按A→B→C→A…的顺序控制步进电机绕组的通断电,步进电机的转子便不停地顺时针转动。
若通电顺序改为A→C→B→A…,同理,步进电机的转子将逆时针不停地转动。
上面所述的这种通电方式称为三相三拍。
还有一种三相六拍的通电方式,它的通电顺序是:顺时针为A → AB → B → BC → C → CA → A …;逆时针为A → AC → C→ CB → B → BA →A…。
若以三相六拍通电方式工作,当A相通电转为A和B同时通电时,转子的磁极将同时受到A相绕组产生的磁场和B相绕组产生的磁场的共同吸引,转子的磁极只好停在A和B两相磁极之间,这时它的步距角α等于30°。
当由A和B两相同时通电转为B相通电时,转子磁极再沿顺时针旋转30°,与B相磁极对齐。
其余依此类推。
采用三相六拍通电方式,可使步距角α缩小一半。
上图(b)中的步进电机,定子仍是A ,B ,C三相,每相两极,但转子不是两个磁极而是四个。
当A相通电时,是1和3极与A相的两极对齐,很明显,当A相断电、B相通电时,2和4极将与B相两极对齐。
这样,在三相三拍的通电方式中,步距角α等于30°,在三相六拍通电方式中,步距角α则为15°。
综上所述,可以得到如下结论:(1) 步进电机定子绕组的通电状态每改变一次,它的转子便转过一个确定的角度,即步进电机的步距角α;(2) 改变步进电机定子绕组的通电顺序,转子的旋转方向随之改变;(3) 步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快,其转子旋转的速度越快,即通电状态的变化频率越高,转子的转速越高;(4) 步进电机步距角α与定子绕组的相数m、转子的齿数z、通电方式k有关,可用下式表示:(5-1)式中m相m拍时,k=1;m相2m拍时,k=2;依此类推。
对于图5--2所示的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机,当它以三相三拍通电方式工作时,其步距角为若按三相六拍通电方式工作,则步距角为步进电机的选用:步进电机的工作转速:具体参看各款电机矩频特性图,一般的,U3 H系列空载可到3000转每分,U3系列输出额定转矩一般在600转每分以内,U2系列输出额定转矩一般在300转每分以内。
步进电机术语相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。
常用m表示。
步数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四步执行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八步执行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。
θ=360度(转子齿数J*执行步数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。