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码垛机器人的三种电机与驱动方式

时间：2017-12-05 来源：机器人在线阅读：22665

码垛机器人的三种电机与驱动方式

码垛机器人驱动方式的选择直接关系到其运行的精确性与平稳性。应用在机器人上常见的驱动方式有液压驱动、气压驱动以及电机驱动。

(1)液压驱动

液压驱动其优点在于可以获得较大的力或者力矩;功率重量比大;容易实现往复运动，传动平稳;可以实现快速而无冲击的变速变向运动;而且容易防止过载事故。但是，由于液压系统油压较高，容易导致液压油泄露，造成环境污染;而且油的粘度会随着温度的变化而变化，容易引起工作机构运行不稳定;如果空气中渗有液压油就会引起振动、噪声和爬行，相比气压驱动以及电机驱动，成本也比较高。

(2)气压传动

气压驱动以压缩空气为驱动介质，可以调节气量容易实现无极变速，传递、变换信号方便、简单、快捷;空气源于大气，成本较低;气体直接泄露于大气之中也不会造成空气污染;空气粘度小，所以管道压力损失小，流速大，而且容易获得高速运动。

但是，该方式的明显缺陷是因为气体压缩程度不固定，使得机构运动稳定性较差，大

大的影响了机械运动的精度，而且为了减少气体泄漏，提高效率，气动系统的气压不

能调节过高，这就是的气压驱动无法在大功率机械系统中使用。

(3)电机驱动

电机驱动主要使用电来进行驱动和控制，结构相比较其他两种方式来说简单的多;价格较低，节约成本;运行时的效率也很高;容易实现正反转;无污染，噪声小。但是，电机驱动难以实现无极变速;也容易出现丢步与失步的问题。

根据实际设计的情况，本文选择的是电机驱动走位驱动方式。目前，市场上应用最广泛的电机有交流伺服电机、直流伺服电机和步进电机三类。

1)交流伺服电机

由于没有电刷与换向器，电机运行稳定险较高，保宁荞要求非常低;定子绕组散热性能较好，转动惯量不高，如此有利于提高电机响应性能;适用于}h}速大负载工作环境;另外，结构简单、动态性能好、精度高。但是缺点在于它的价格比较昂贵。

2)直流伺服电机

直流伺服电机指的是直流有刷伺服电机，它的启动力矩较大，调速区间大，易于控制。可是该类电机成本非常高，内部构造较为复杂，维护保养时需要经常更换碳刷，并会带来电磁干扰，对工作环境要求较为苛刻。所以，直流伺服电机多应用于普通工业以及民用场合。

3)步进电机

步进电机具有一系列优点:可提供较大力矩，因为每步误差始终控制在3%~5%范围内，同时误差不具有累积效应，因此它拥有较高的控制及重复定位精度;启动、关闭、反转响应非常快;因为不含电刷，可长期持续运行，电机使用时长仅由轴承决定;电机控制可使用开环模式，因为其响应是通过数字脉冲信号控制的，如此降低电机内部复杂程度，并且减少制造成本;电机输出轴直接同负载相连时也能提供非常低的转速;因为转速同输入脉冲信号频率呈正线性关系，由此电机调速区间较宽。可是，该类电机仍存在一些不足之处，例如若控制方式不正确，将会带来共振问题;无法提供较高旋转速度;无法提供较大力矩;外形质量方面并不具有优势，电能利用程度不高;若负载过高，将无法实现同步，转速过高时，容易出现振动及噪音。

综上所述，交流电机的性能方面要明显比上述两种电机要好，而且它的动态性能也是很良好的，精度比较高，过载能力要比上述两种电机要强，而且速度也快。所以，它在自动化工业实际应用中广受青睐。由此，本文从开发设备各方面特点出发，选择交流伺服电机作为本设计的驱动装置。