人形机器人多关节的电机伺服控制系统
关节机器人原理 pdf

关节机器人原理一、关节机器人概述关节机器人是一种常见的机器人类型,其特点是具有多个可活动的关节,可以实现类似于人类手臂、手腕等部位的运动功能。
关节机器人的基本结构包括:机械结构、电机驱动与控制系统、传感器和控制系统等部分组成。
根据不同的应用场景,关节机器人可以配备不同的末端执行器,如抓手、吸盘、焊枪等。
二、电机驱动与控制系统关节机器人的电机驱动与控制系统是实现其运动的核心部分。
根据不同的电机类型,可以选择相应的控制器和驱动器。
常见的电机类型包括:步进电机、直流电机、交流伺服电机等。
其中,交流伺服电机具有精度高、速度快、负载能力强等优点,因此在高精度、高强度、高效率的关节机器人中得到广泛应用。
三、机器人关节的设计与实现关节机器人的关节设计是实现其运动的关键。
每个关节都具有特定的运动范围和自由度,可以实现对物体的抓取、搬运、加工等操作。
常见的关节类型包括:旋转关节、移动关节、球形关节等。
其中,旋转关节可以实现绕轴旋转的动作,移动关节可以实现沿轴向的直线运动,球形关节可以实现多自由度的运动。
在关节设计中,需要考虑关节的负载能力、运动范围、精度等因素,以确保机器人的稳定性和可靠性。
四、机器人的运动学与动力学机器人的运动学和动力学是实现精确控制的关键学科。
运动学主要研究机器人的位姿和运动之间的关系,以及如何通过控制关节电机来实现预期的运动轨迹。
动力学则研究机器人在运动过程中的力和能量传递问题,以及如何优化机器人的性能和提高其效率。
通过对机器人的运动学和动力学进行分析和研究,可以实现对机器人的精确控制和优化设计。
五、机器人的感知与控制机器人的感知与控制是实现自主运动的关键技术。
通过传感器获取机器人的位姿、速度、温度等状态信息,并将这些信息反馈给控制系统,从而实现对机器人的精确控制。
常见的传感器包括:位置传感器、速度传感器、温度传感器等。
在感知与控制中,需要考虑传感器的精度和可靠性,以及如何将传感器信息融合和处理以实现更准确的控制。
伺服电机在机器人中的应用

伺服电机在机器人中的应用
伺服电机是一种能够通过控制信号或反馈信号精准控制输出转速
和位置的电动机。
在机器人领域,伺服电机被广泛应用,因为机器人
需要精准的位置和速度控制来完成各种任务,并且需要可靠的运行和
长寿命。
机器人中的伺服电机主要分为两种:旋转型伺服电机和线性型伺
服电机。
旋转型伺服电机主要用于机器人关节的控制,可以让机器人
拥有更灵活的运动能力,如运用在工业机器人上,其中的多个链接部
件就可以使用旋转型伺服电机控制以完成各种动作。
而线性型伺服电
机则用于机器人的直线运动,如激光雕刻机和3D打印机等。
伺服电机在机器人控制中的作用非常关键,因为机器人的控制需
要非常精准的转速和位置控制,否则机器人的运动就会出现误差,从
而无法完成任务。
因此,伺服电机不仅需要有高精度的控制能力,还
需要有较高的抗干扰和可靠性。
除了机器人控制外,伺服电机还可以应用于机器人教育,让学生
们更好地理解机器人控制原理和技术,以便未来参与机器人行业的发展。
在选购伺服电机时,需要考虑机器人应用的具体需求和性能要求。
首先,需要选用合适的电机型号和规格,如旋转角度、可扭矩和最大
负载等;其次,需要选用合适的伺服系统和控制器,以确保电机运行
可靠、稳定和高精度。
此外,还需要注意机器人的供电和维护,以确保机器人伺服电机处于最佳状态。
总之,伺服电机在机器人中起着至关重要的作用,它提供了可靠的、高精度的位置和转速控制,为机器人的智能化和自主化发展奠定了基础。
因此,在机器人应用中,合理选择和使用伺服电机将会大大提升机器人的控制性能和运行效率。
如何通过伺服系统实现多轴控制

如何通过伺服系统实现多轴控制伺服系统是一种常用于实现多轴控制的技术,它能够准确控制多个电机坐标轴的运动。
在工业自动化领域中,伺服系统广泛应用于机床、机器人、自动化生产线等设备中。
本文将介绍如何通过伺服系统来实现多轴控制。
一、伺服系统概述伺服系统是指由伺服电机、位置传感器、控制器和运动控制算法组成的控制系统。
伺服电机是通过传感器来测量电机的位置,并将位置信号传回给控制器。
控制器利用这些位置信号进行计算,然后输出控制电压来控制电机的运动。
通过对伺服电机的精确控制,可以实现准确、高速、高精度的多轴控制。
二、伺服系统的工作原理伺服系统的工作原理可以分为三个步骤:反馈、比较和控制。
首先,位置传感器测量电机的实际位置,并将位置信号反馈给控制器。
接下来,控制器将实际位置信号与期望位置信号进行比较,计算出控制误差。
最后,控制器根据误差值输出控制信号,使得电机按照期望位置进行运动。
伺服系统的控制算法主要包括位置控制、速度控制和力控制。
位置控制是指通过控制电机的位置来达到期望位置。
速度控制是指通过控制电机的转速来达到期望速度。
力控制则是通过控制电机的扭矩来达到期望力。
三、伺服系统的多轴控制在实际应用中,常常需要控制多个轴的运动。
通过伺服系统,可以实现多轴之间的协调运动。
多轴控制主要包括点位控制、直线插补和圆弧插补。
1. 点位控制点位控制是指控制多个轴同时到达预定位置的控制方法。
在点位控制中,每个轴都有独立的位置控制器。
通过控制器对每个轴的位置进行计算和调整,可以实现多轴同时到达所需位置。
2. 直线插补直线插补是指通过控制多个轴的协同运动,实现直线路径的控制方法。
在直线插补中,每个轴按照给定的速度和加速度进行调整,以保持运动的平滑性和精度。
3. 圆弧插补圆弧插补是指通过控制多个轴的协同运动,实现圆弧路径的控制方法。
在圆弧插补中,通过控制器对多个轴的速度和位置进行调整,使得轴能够按照给定的半径、角度和方向进行协同运动。
伺服电机在机器人关节控制中的应用

伺服电机在机器人关节控制中的应用机器人技术已经成为制造业领域中不可或缺的技术,而机器人控制系统中的伺服电机更是发挥着至关重要的作用。
本文将介绍伺服电机在机器人关节控制中的应用。
一、伺服电机概述伺服电机是一种旨在提供准确电机速度、位置和加速度控制的电动机。
它的核心组成部分包括一个电机、一个传感器、一个控制器和一套机械系统,用于调节电机的速度和位置,以实现精准的控制需求。
二、机器人关节控制在机器人技术中,每个机械臂都由多个关节组成,关节的灵活性是机器人的重要特点之一。
机器人的关节控制需要精确的定位和移动,以实现各种不同的任务,这就需要伺服电机的高精度控制。
机器人关节通常由几个驱动器组成,每个驱动器由一个伺服电机、一对减速器和一套传感器组成。
伺服电机通常安装在驱动器的底部,它通过驱动器中的减速器将力传递给每个关节。
传感器通过测量驱动器和关节位置,提供准确的位置反馈。
控制器使用这些反馈信号计算驱动器的控制策略,以确保各个关节的精确运动。
三、伺服电机的性能要求机器人关节控制需要伺服电机提供高质量的性能,这些性能要求包括以下几个方面:1.速度范围:伺服电机需要在相当广泛的速度范围内进行运动。
2.高精度位置:伺服电机需要提供高精度位置反馈,以确保机器人的精确运动。
3.扭矩控制:机器人需要在高负载情况下运动,伺服电机需要提供精确且可靠的扭矩控制,以确保稳定性。
4.反应速度:伺服电机需要提供快速反应的速度控制,以适应不同的任务。
四、伺服电机的应用优势伺服电机在机器人关节控制中的应用带来了明显的好处:1.高精度和准确性:伺服电机可以在非常小的误差范围内进行控制,以实现高精度和准确性运动。
2.高运动速度和精确定位:伺服电机控制机器人完成高速运动和精确定位任务,提高了机器人的操作效率。
3.智能化控制:伺服电机可以根据控制系统的需要进行智能化控制,根据不同的任务要求进行各种类型、各种方向的动作要求,可以适应用户的不同的自适应调整功能。
伺服电机与伺服控制系统原理全

伺服电机与伺服控制系统原理全伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机。
它包括三个基本部分:电机本体、传感器和控制器。
伺服电机广泛应用于工业自动化、机器人、数控机床、医疗设备等领域。
首先,从电机原理来看,伺服电机通常采用感应电动机(如交流伺服电机)和永磁电动机(如直流伺服电机)。
这些电机的基本原理都是通过电磁感应产生转矩。
在感应电动机中,定子绕组接通交流电,激励产生旋转磁场,转子感应电动势,并在磁场作用下旋转。
在永磁电动机中,通过外部直流电源提供磁场,转子内部的永磁体和固定的定子产生磁场作用力,从而实现转动。
其次,伺服控制系统原理是指通过控制器对伺服电机的位置、速度和加速度进行实时调整,以满足特定工作需求。
伺服控制系统包括传感器、控制器和执行机构。
传感器用于测量电机的位置、速度和加速度等信息,并通过反馈回传给控制器。
控制器根据测量值与预设值的差异,计算出所需的控制信号,并通过执行机构(如电流控制器、PWM控制器等)将信号反馈给伺服电机,使电机的转动根据预设要求进行调整。
伺服控制系统的实现需要控制器具备多种功能,如位置环、速度环和加速度环等。
在位置环中,控制器通过与传感器得到的位置信息进行比较,计算出误差,并通过PID控制算法输出控制信号,使电机位置达到预设值。
在速度环中,控制器根据传感器测量的速度与预设速度之间的误差,输出控制信号以调整电机转动速度。
而在加速度环中,控制器根据测量的加速度信息与预设加速度之间的差异,输出控制信号以调整电机的加速度。
通过这样的控制策略,伺服电机能够高精度、高稳定地完成特定的工作任务。
此外,伺服电机还可以通过外部输入(如脉冲信号或模拟信号)实现远程控制,从而满足不同应用场景下的需求。
例如,在数控机床中,通过通过计算机发送的脉冲信号,可以实现对电机的位置精确控制。
综上所述,伺服电机通过将电机原理与伺服控制系统原理相结合,能够实现高精度、高稳定的位置、速度和加速度控制。
机器人一体化关节模组驱控系统设计

机器人一体化关节模组驱控系统设计在现代工业制造和自动化领域,机器人已经成为不可或缺的一部分。
机器人的运动能力和精度要求更加高效和准确,这就需要一个可靠且高性能的关节模组驱控系统。
本文将详细讨论关节模组驱控系统的设计原理和技术要点。
一、概述机器人的关节模组驱控系统是机器人运动控制的核心部分。
它负责驱动每个关节执行模组,实现机器人的运动和位置调整。
一个优秀的关节模组驱控系统应具备以下特点:1. 高精度:关节模组驱控系统应能够实现高精度的位置控制,以满足机器人运动精度的要求。
2. 高速度:关节模组驱控系统应具备较高的速度响应能力,以快速、准确地响应指令并完成动作。
3. 高可靠性:关节模组驱控系统要求具备良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定运行,并适应各种复杂环境。
4. 高安全性:关节模组驱控系统需要具备安全保护措施,如过载保护、碰撞检测等,以保障操作人员和设备的安全。
二、关节模组驱动技术1. 电机驱动:机器人关节模组通常采用电机作为驱动源。
常见的电机类型包括步进电机和伺服电机。
步进电机适用于低速、高力矩需求的应用,而伺服电机适用于高速、高精度的应用。
2. 驱动器选择:合适的驱动器选择对于关节模组驱控系统至关重要。
驱动器负责将控制器输出的信号转换为电机驱动所需的电流和电压信号,并提供保护功能。
常见的驱动器包括步进电机驱动器和伺服电机驱动器。
3. 传感器应用:关节模组驱控系统需要配备合适的传感器,用于实时检测关节位置、速度和力矩等参数。
常用的传感器包括编码器、位移传感器和力传感器。
4. 控制策略:关节模组驱控系统的控制策略有很多种,常见的有开环控制和闭环控制。
开环控制简单直接,但对环境和负载变化较敏感;闭环控制通过传感器反馈信息实现更稳定的控制效果,但系统复杂度较高。
三、系统设计与优化1. 结构设计:关节模组的结构设计应考虑系统的紧凑性和刚性,以确保精度和稳定性。
同时,必须考虑到系统的可维护性和易操作性。
伺服电机控制系统

伺服电机控制系统简介伺服电机控制系统是一种能够精确控制转速、位置和加速度等参数的电机控制系统。
它广泛应用于机器人、数控机床、自动化生产线等高精度设备中。
伺服电机控制系统采用了闭环反馈控制原理,通过传感器测量运动参数并与设定值进行比较,控制电机输出的电流、电压和转动角度等。
组成部分伺服电机控制系统主要由以下几个部分组成:电机部分伺服电机是控制系统的核心部分,它能够将电能转换成机械能,实现运动控制。
伺服电机通常采用直流无刷电机或交流电机,输出转矩和角速度等参数。
为了实现更高的精度,通常还配备了编码器,可以精确测量电机角度和转速。
控制器控制器是伺服电机控制系统的大脑,它通过处理运动参数、误差反馈等信息,控制电机输出的电流和电压等参数。
控制器通常采用数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)等芯片,拥有高效的计算能力和精确的定时能力。
传感器传感器是控制系统的感知器,能够测量运动参数、温度等未知参数,并将其转换为电信号反馈给控制器。
传感器包括位置传感器、加速度传感器、温度传感器等,在控制系统中起到非常重要的作用。
软件伺服电机控制系统需要运行软件来实现各项功能,包括速度控制、位置控制、加速度控制、误差检测等功能。
软件通常由厂家提供,也可以由用户自行开发,运行在控制器上。
工作原理伺服电机控制系统采用闭环反馈控制原理,具体工作流程如下:1.传感器测量电机转速、位置等参数,并将数据反馈到控制器。
2.控制器计算当前误差值,并根据预设的控制算法输出电机的电流、电压和转角度等参数。
3.电机根据控制器输出的参数进行转动,同时传感器测量电机实际转速、位置等参数,并将数据反馈给控制器。
4.控制器根据电机反馈的数据重新调整输出参数,并不断迭代,直到误差值达到设定范围。
应用场景伺服电机控制系统广泛应用于各种高精度设备中,例如:1.机器人:机器人需要精确控制关节运动参数,使用伺服电机可以实现高精度控制,提高机器人运动效率和精度。
协作机器人关节设计及伺服驱动研究

协作机器人关节设计及伺服驱动研究近年来,协作机器人在工业生产中发挥着越来越重要的作用。
协作机器人的关节设计和伺服驱动技术是影响其性能和精度的关键因素。
本文将对协作机器人关节设计及伺服驱动研究进行探讨。
首先,关节设计是协作机器人运动灵活性和稳定性的基础。
关节设计需要考虑机器人运动范围、负载能力、精度要求等因素。
一种常见的关节设计是采用电机驱动和减速器组成的伺服系统。
这种设计能够实现高精度和高扭矩输出,满足协作机器人工作的需求。
其次,伺服驱动技术对协作机器人的性能和精度有着重要影响。
伺服驱动技术能够实现对机器人关节的精确控制和位置反馈。
常用的伺服驱动技术包括PID控制、自适应控制和模糊控制等。
这些技术能够实现对机器人关节的速度、位置和力矩的精确控制,提高机器人的运动精度和稳定性。
此外,关节设计和伺服驱动技术还需要考虑机器人的安全性和可靠性。
关节设计需要考虑机器人的结构强度和稳定性,以确保机器人在工作过程中不会出现关节松动或断裂的情况。
伺服驱动技术需要采用高精度的传感器来实时监测机器人关节的状态,以确保机器人能够及时响应外部环境变化并做出相应调整。
综上所述,协作机器人关节设计及伺服驱动研究是实现机器人高精度和稳定性的关键技术。
关节设计需要考虑机器人的运动范围、负载能力和精度要求,采用电机驱动和减速器组成的伺服系统。
伺服驱动技术能够实现对机器人关节的精确控制和位置反馈,提高机器人的运动精度和稳定性。
同时,关节设计和伺服驱动技术还需要考虑机器人的安全性和可靠性。
这些研究对于协作机器人的应用和发展具有重要意义。
未来,我们还需要进一步深入研究关节设计和伺服驱动技术,不断提升协作机器人的性能和精度,实现更广泛的应用。
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本月初上海国际机器人展示会,展出的几乎都是进口设备,国产的机器人演示的速度与精度远低于进口的,在上海电视台的采访中,国产厂家(机器人与伺服电机厂家)也坦言关键技术受制于人,尤其是精密伺服电机减速箱,基本都被日本公司控制,其实这跟我们的发展是在学日本人有关,伺服电机的编码器的使用都是装在了电机尾部,这种安装形式优点是增量脉冲信号对于速度贡献的精度高,动态响应好,同时输出的UVW信号提供电机换相信号,我也经常被问到有没有国产的绝对值编码器可以替换现在装在伺服电机尾部的增量编码器, 伺服电机要选用绝对值编码器,如果还是装在电机尾部,那样的编码器要求分辨率很高(为满足伺服电机的动态特性要求,最少17位以上)、信号输出响应要求快(比如EnDat等专用信号),这对于绝对值编码器国产化以及成本要求带来了很大的难度。
但是这种安装对于最终的机械输出的精度还是要取决于精密减速箱与机械传动上的精度,而这个恰恰又是日本及德国的加工强项。
如果照样学习日本的(德国的成本更贵,我们国内较少有人去学的),那就必然钻进了日本精密机械加工的圈了。
实际上装绝对值编码器与原来已经使用的增量编码器并没有对立,而一定要替换掉,其实这次展会,就算是日本的尼康公司,也提出了仅仅在伺服电机高速端装编码器不够的弊端,欧洲早有在低速端加装绝对值编码器补充信号提高精度,电机高速端用增量编码器确保电机动态特性的使用方法。
这样可以避开减速箱精密性问题,实现用绝对值编码器的确定绝对位置的重复精度,但那样机械设计与电气增加绝对值编码器信号接口就要重新考虑设计了,在国内普遍只会照样子学国外而不愿冒险创新,或者嫌麻烦不愿重新设计机械结构,这种想法恐怕也就一闪而过了。
于是,明年的展会上我们国产的厂家可能还是在抱怨精密减速箱。
仿人机器人关节的电机伺服系统摘要:本文围绕电机伺服系统在仿人机器人上的应用,简要介绍了电机伺服系统各部件的发展现状和几款适用于仿人机器人的电机伺服系统,并在此基础上分析了系统选型时须要重点考虑的因素。
指出了今后仿人机器人关节电机伺服系统发展的方向和应着重研究的方面。
关键词:电气传动;仿人机器人;伺服系统;永磁同步电机0 引言2000 年,日本本田公司发布的仿人机器人ASIMO 吸引了全世界的目光。
过去十年里,得益于计算机、电气工程、材料工程、传感器科学等相关学科的发展,仿人机器人技术也有了长足的发展[1]。
世界范围内,各个公司、大学、研究所开发了数以百计的仿人机器人。
其中较为突出的有日本本田公司、美国麻省理工大学、俄亥俄州立大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学等[2]。
仿人机器人由控制系统、关节伺服系统、传感器系统、能源系统和本体结构五部分组成。
关节伺服系统按驱动方式可以分为液压伺服、气动伺服、电机伺服、压电伺服等。
这几种系统中,液压伺服抗污染能力差、调试维护困难、瞬间过载能力低;气动伺服非线性程度高、定位刚度小;电机伺服通常需要减速机构,使其体积增大;压电伺服一般不需要减速机构,易于实现微型化,但其驱动电路复杂,多用于微型机器人或仿人机器人的手指关节[3]。
比较几种伺服系统的优缺点,电机伺服系统,尤其是旋转电机伺服系统由于技术成熟、可靠性高、刚度强、较易驱动,是目前仿人机器人关节伺服系统的首选。
许多文章详细介绍了工业用电机伺服系统的选型方法,但在仿人机器人中,由于使用电池供电,供电电压低、功率/能量密度受限,且机器人的体积、重量均有严格的要求,所以仿人机器人关节中使用的电机伺服系统有其特殊的要求。
例如低工作电压、低损耗、高功率密度、轻重量、单一电源供电、高可靠性。
本文围绕仿人机器人的需求特点,对其关节电机伺服系统的组成、类别、现有产品的性能和功能进行介绍和对比,为相关领域的伺服系统选型提供依据。
1 伺服系统的组成电机伺服系统一般是由电动机、位置传感器、电流传感器、功率器件和控制器五部分组成的闭环系统,如图1 所示。
1.1 电机永磁无刷电动机无需励磁绕组和励磁电源,结构相对简单,具有很高的功率密度,非常适合仿人机器人这种对体积、重量十分敏感的场合。
在伺服系统中应用的永磁无刷电动机分为无刷直流电动机(brushless dc motor, BLDCM)和永磁同步电动机(permanent-magnetsynchronous motor, PMSM)两种。
前者设计和生产费用低,但转动时不可避免有矩脉动;后者正弦波驱动,理论上可完全消除转矩脉动,但需要更高精度的转子位置传感器和更复杂的控制器件。
1.2 位置传感器1.2.1 光电编码器在位置伺服系统中,光电编码器常被采用作为位置传感器。
它具有精度高、分辨率力高、工作范围大、功耗低、非接触测量等优点,但由于光栅盘是精密的光学元件,其抗振性能差,轴向的振动极易使其破碎,烟雾、灰尘等杂质也会影响光路系统。
光源、镜头、光栅盘和光电传感器组成的光路系统只能轴向排布,也令光电编码器的厚度难以缩小。
目前商品化的光电编码器中,体积较小的是SCANCON 公司的增量式光电编码器,其分辨率为1000 线/转,尺寸为。
1.2.2 磁编码器磁编码器是近年发展起来的以一种新型电磁敏感元件为基础的检测装置。
这种编码器使用具有交替变化磁场的永磁体盘代替光栅盘,使用巨磁电阻(giant magneto resistance,GMR)等磁敏元件代替光电元件,把磁信号变为电信号,如图1 所示,从左至右依次为:外壳体、永磁盘、电路板(含传感器和调理电路)、外壳盖。
在工作中,磁编码器不易受尘埃和结露影响,抗振能力强,可靠性高,同时其结构简单紧凑,无需复杂的光源和光学元件,易于实现小型化,尺寸可至。
但受充磁技术的制约,磁编码器的精度一般不高,采用细分技术后可达到1000 线/转。
1.3 功率器件在中小功率的应用中,一般使用电力MOSFET 或IGBT 作为功率器件。
电力MOSFET具有易驱动、开关速度快的优点,但其导通损耗和耐压能力之间存在矛盾,故一直局限于在低压场合使用。
IGBT 是一种复合型的功率器件,整合了MOSFET 和BJT 的优点,驱动端类似MOSFET 的结构,通过电压控制,所需功率小,而开关端则与BJT 相似,耐压水平高、电流大、导通损耗小。
但其关断时间较长,因此开关损耗较大,而且其导通压降为固定值,与流过电流无关,在开关电压较高的时候才能体现出其低损耗的优点。
仿人机器人电源电压一般在100V 以下,故其关节伺服系统多采用电力MOSFET 作为功率器件。
1.4 控制器在仿人机器人领域,为了满足体积和重量这两个关键指标,一般会带有为电机控制优化的硬件模块(如PWM 调制、增量编码器计数)的DSP 或MCU 作为微控制器。
有的微控制器甚至将坐标变换、空间矢量控制等算法也做成硬件模块。
现代仿人机器人一般通过网络总线实现对各个关节的控制,因此控制器DSP 也会集成UART、CAN 等通讯模块。
2 国内外产品国内仿人机器人领域使用较多的是Copley、Elmo、MAXON 等国外公司的伺服产品。
国内厂家和研究机构中,北京和利时也有自主研发的低压小型伺服产品;哈尔滨工业大学成功研制了适用于仿人机器人的低压微小型伺服系统。
本节将分别介绍上述产品的功能、性能以及特点。
2.1 美国 Copley Controls 伺服驱动器该公司的 Accelnet 系列伺服驱动器采用Freescale 公司DSP56F807 16 位数字信号控制器为主控芯片,该控制器整合了DSP 强大的处理能力和微控制器多样的功能,最高主频80MHz,使用3.3V 单电源供电,片上稳压器可为数字和模拟电路提供更低的功耗和噪声。
该系列驱动器可用20~55V 单一直流电源供电,通过反激变换器产生多路独立稳压输出,采用了平面变压器,变压器绕组印制在电路板上,整个变压器体积仅为18mmmm。
功率器件使用六个Fairchild 公司SOP-8 封装的分立MOSFET,焊在一块95mm的铝基电路板上,铝基板为外壳的一部分,热传导率高、散热性能好。
驱动器支持 CANopen 和DeviceNet 两种CAN 总线协议,一条总线上最多可挂接127 台驱动器。
配套的Copley Motion Explorer 软件可进行组网、电机配置、参数自整定、运动程序下载和调试等操作,操作界面友好,可视化程度高。
2.2 以色列 Elmo Motion Control 伺服驱动器该公司的Whistle 系列伺服驱动器采用与Accelnet 驱动器相同的主控芯片,通过进一步的精简和优化,大量使用BGA 封装等微型贴片元器件,Whistle 驱动器在更小的体积内实现了更高的持续功率输出。
该驱动器没有使用反激变换器,而是采用多个Buck 降压电路级联的形式来获得12V、5V、3.3V 电压输出。
功率器件使用六个IR 公司TO-252 封装的MOSFET,更大的封装使其可提供100V/42A 的持续输出能力,导通电阻为18mΩ。
散热方面没有采用铝基板技术,用导热粘合剂把铝制外壳粘到电路板MOSFET 背面,通过电路板上的铜箔和铝制外壳散热。
通讯功能和配套软件方面与Accelnet 驱动器类似。
2.3 瑞士 MAXON 伺服电机瑞士 maxon motor 是一个面向全球提供高精密电机和驱动系统的产品的公司。
其EC-powermax 系列无刷电机采用无槽绕组和钕铁硼磁钢,具有极高的功率密度,100W 的型号尺寸为,无齿槽效应,在低压下仍可获得高转速。
电机可与前面两种伺服驱动器构成伺服系统。
2.4 北京和利时伺服系统该公司的蜂鸟系列伺服驱动器是一款低压直流供电的小体积、高性能全数字伺服驱动器。
采用32 位高速RISC 专用芯片作为控制器,内嵌高级运动控制功能,通过通讯接口即可完成如多段点到点、直线插补、圆弧插补等功能,在100mm 的体积内可持续输出360W 功率。
其配套的海豚系列低压无刷伺服电机,采用正弦波方式驱动,装有磁性绝对值编码器,外尺寸为,功率为250W。
该系列伺服系统的功率密度、工作电压范围、定位精度等指标在国内现有产品中均处于领先地位,但仍无法满足仿人机器人对空间、重量的要求。
2.5 HIT-PEED II 伺服系统哈尔滨工业大学电力电子与电力传动研究所研制的HIT-PEED II 伺服系统,其驱动器采用TI 公司TMS320F2808 DSP 作为控制器,该DSP 专门为电机控制设计,具有ePWM、eQEP等硬件模块,主频最高可达100MHz,能够很好地满足坐标变换、矢量控制、位置伺服等复杂算法的需求。
驱动器只需单一电源供电,工作电压范围宽(15~75VDC),支持CAN 总线通讯,能实现BLDCM 和PMSM 的三闭环控制,适用性广。
采用IR 公司MOSFET 作为功率器件,导通电阻只有18m 伲?钪涨??餍?士纱%。