机器人技术 驱动方法2013

1、No.1第五章第五章 机器人的驱动方式机器人的驱动方式 第一部分第一部分 机器人的驱动机构机器人的驱动机构 第二部分第二部分 机器人的驱动方法机器人的驱动方法No.2第五章第五章 机器人的驱动方式机器人的驱动方式 液压驱动器液压驱动器 气压驱动器气压驱动器驱动器种类：驱动器种类： 电驱动电驱动 新型驱动器新型驱动器 重量、功率重量比重量、功率重量比驱动系统性能：驱动系统性能： 刚度和柔性刚度和柔性 减速齿轮的使用减速齿轮的使用全液压重载机器人全液压重载机器人FDP-40型非开挖导向钻机器人型非开挖导向钻机器人No.3第五章第五章 机器人的驱动方式机器人的驱动方式 电动机电动机 液压驱动器液压驱

2、动器驱动器种类：驱动器种类： 气压驱动器气压驱动器 形状记忆金属驱动器形状记忆金属驱动器 磁致伸缩驱动器磁致伸缩驱动器 重量、功率重量比重量、功率重量比驱动系统性能：驱动系统性能： 刚度和柔性刚度和柔性 减速齿轮的使用减速齿轮的使用No.4第一第一部分部分 驱动机构驱动机构 一、直线驱动机构一、直线驱动机构 二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 三、直线驱动和旋转驱动的三、直线驱动和旋转驱动的 选用和制动选用和制动 No.5 应用范围应用范围直角坐标型直角坐标型（直移型）（直移型）第一第一部分部分 驱动机构驱动机构No.6 应用范围应用范围第一第一部分部分 驱动机构驱动机构圆柱坐标型圆柱坐标型（回

3、转型）（回转型）No.7 应用范围应用范围第一第一部分部分 驱动机构驱动机构球坐标型球坐标型（俯仰型）（俯仰型）No.8 应用范围应用范围第一第一部分部分 驱动机构驱动机构关节型关节型（屈伸型）（屈伸型）No.9一、直线驱动机构一、直线驱动机构 1、齿轮齿条装置No.10 1、齿轮齿条装置一、直线驱动机构一、直线驱动机构No.11 1、齿轮齿条装置一、直线驱动机构一、直线驱动机构1-1-齿条齿条 2-2-齿轮齿轮 3-3-工件工件齿轮齿条移动式手爪齿轮齿条移动式手爪撑竿跳小车撑竿跳小车 直角坐标机器人直角坐标机器人 No.12 2、普通丝杠一、直线驱动机构一、直线驱动机构No.13 3、滚珠丝

4、杠工作原理一、直线驱动机构一、直线驱动机构No.14 3、滚珠丝杠滚珠的循环方式一、直线驱动机构一、直线驱动机构No.15 3、滚珠丝杠滚珠的循环方式一、直线驱动机构一、直线驱动机构No.16 3、滚珠丝杠特点 传动效率高、摩擦损失小传动效率高、摩擦损失小 运动具有可逆性运动具有可逆性 传动精度高传动精度高 磨损小、寿命长磨损小、寿命长 结构较复杂，成本偏高结构较复杂，成本偏高tantan一、直线驱动机构一、直线驱动机构No.17 1、齿轮链 由两个或两个由两个或两个以上的齿轮组成以上的齿轮组成的传动机构，它的传动机构，它不但可以传递运不但可以传递运动角位移和角速动角位移和角速度，而且可以传度

5、，而且可以传递力和力矩。递力和力矩。二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.18 1、齿轮链齿轮的种类与应用二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.19平面平面直齿轮直齿轮 内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动 两齿轮的转动方向相同两齿轮的转动方向相同 外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动 两齿轮的转动方向相反两齿轮的转动方向相反二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.20平面平面平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构轮齿与其轴线倾斜一个角度轮齿与其轴线倾斜一个角度曲曲 齿齿 No.21平面平面人字齿轮传动人字齿轮传动二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构由两个螺旋角方向相反的斜齿轮

6、组成由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成No.22空间空间（圆）锥齿轮传动（圆）锥齿轮传动二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构用于两相交轴之间的传动用于两相交轴之间的传动曲曲 线线 齿齿 No.23空间空间交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构用于传递两交错轴之间的运动用于传递两交错轴之间的运动No.24平面平面行星齿轮传动行星齿轮传动二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.25空间空间蜗杆传动蜗杆传动二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 用于传递两交错轴之间的运动，其两轴的交错角一般为90No.26 1、齿轮链齿轮传动形式二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构二级传动（同向）二级传动（

7、同向）一级传动（反向）一级传动（反向）No.27 1、齿轮链齿轮传动形式二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构一级传动（同向）一级传动（同向）三级传动（反向）三级传动（反向）No.28 1、齿轮链齿轮传动形式二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 齿轮传动比应满足驱动部件与负载之间齿轮传动比应满足驱动部件与负载之间的位移、转矩及转速的匹配要求，总传动比的位移、转矩及转速的匹配要求，总传动比公式为：公式为：maxrLinnrn驱动电机的额定转速驱动电机的额定转速maxLn负载所需的最大工作转速负载所需的最大工作转速No.29 1、齿轮链二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构TNR力矩齿轮角位移齿轮齿数齿轮半径角速

8、度No.30 1、齿轮链二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构iiooiiooioioiooiTTRRNNR RNN能量关系,总功相等啮合齿轮转过的圆周距离相等齿轮的齿数与半径正比齿轮的齿数与转动角速度反比ooiiooiiooiiNTTNNNNN力矩： 角位移：角速度：No.31 1、齿轮链二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构通过动力学分析有：2iooiJNNJJoiJJJ系统总的等效转动惯量输出轴系统的总惯量输入轴系统的总惯量No.32 1、齿轮链二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构齿轮机构使用中的两个问题：齿轮机构使用中的两个问题： 齿轮链的引入会改变系统的等效转动齿轮链的引入会改变系统的等效转动惯量，

9、减小驱动电机的响应时间，使惯量，减小驱动电机的响应时间，使伺服系统容易控制；伺服系统容易控制；在引入齿轮链的同时，由于齿轮间隙在引入齿轮链的同时，由于齿轮间隙误差，会导致机器人的手臂定位误差误差，会导致机器人的手臂定位误差增加，且引起伺服系统的不稳定性。增加，且引起伺服系统的不稳定性。No.33 1、齿轮链二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构各级传动比的最佳分配原则：各级传动比的最佳分配原则： 最小等效转动惯量原则最小等效转动惯量原则前小后大前小后大 重量最轻原则重量最轻原则前大后小前大后小 输出轴的转角误差最小原则输出轴的转角误差最小原则减速减速前小后大，且末端尽量大前小后大，且末端尽量大 原则

10、的选择。原则的选择。No.34 1、齿轮链二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构中央空调风管清洗机器人机器人 六脚步行机器人机器人 No.35 2、同步皮带二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构带传动机构带传动机构链传动机构链传动机构No.36 2、同步皮带二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.37 2、同步皮带二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.38 2、同步皮带特点二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 传动比准确、传动效率高（可达传动比准确、传动效率高（可达98）；）； 传动平稳、噪音低；传动平稳、噪音低； 能高速传动，线速度可达能高速传动，线速度可达4080m/s； 使用寿命长、维护保养方便；使用寿命

11、长、维护保养方便； 制造工艺复杂，成本高；制造工艺复杂，成本高； 中心距大；中心距大； 承受冲击；承受冲击； 轴上压力小。轴上压力小。No.39二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 2、同步皮带应用 仪器、仪表仪器、仪表 计算机行业计算机行业 汽车行业汽车行业 纺织机械纺织机械 粮食机械粮食机械 机床机床 石油机械石油机械No.40二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 2、同步皮带设计计算c1Pn 设计功率小带轮转速m模数1z小带轮齿数 11121121 1601000cntdmzndiddnd nvpbFFvK1212a0.5 d +da2 d +d大小带轮的中心距 ：查图查图查表查表No.41二、

12、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 2、同步皮带设计计算No.42二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 2、同步皮带设计计算No.43 3、谐波齿轮结构二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.44二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 3、谐波齿轮工作原理No.45 3、谐波齿轮传动比0HrgHrrgrnzninzz0gHrHgggrznninzz二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构No.46二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 3、谐波齿轮工作特点 传动比大传动比大 承载能力大承载能力大 传动精度高传动精度高 传动平稳基本上传动平稳基本上无冲击振动无冲击振动 传动效率较高传动效率较高 结构简单、体积结构简单、体积小、

13、质量小小、质量小No.47二、旋转驱动机构二、旋转驱动机构 3、谐波齿轮应用 航空航天航空航天 工业机器人工业机器人 化工、冶金化工、冶金 起重运输起重运输 汽车行业汽车行业 纺织机械纺织机械 粮食机械粮食机械 机床机床No.48 1、驱动方式的选用三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动直线驱动：直线气缸是最廉价的直线驱动：直线气缸是最廉价的动力源。动力源。旋转关节：目前机器人设计中首旋转关节：目前机器人设计中首选驱动方式。选驱动方式。No.49 2、制动器作用：在机器人停作用：在机器人停止工作时，保持机止工作时，保持机械臂的位置不变，械臂的位置不变，在电源发生故

14、障时，在电源发生故障时，保护机械臂和它周保护机械臂和它周围的物体不发生碰围的物体不发生碰撞。撞。工作方式：失效抱工作方式：失效抱闸。闸。三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动No.50进口机器人机器人焊接手 2、制动器三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动三、直线驱动和旋转驱动的选用和制动码垛机器人机器人 微型机器人机器人脊椎内诊治疾病 No.51第第二部分二部分 驱动驱动方法方法 一、液压驱动器一、液压驱动器 二、气压驱动器二、气压驱动器 三、电驱动器三、电驱动器直流电动机驱动直流电动机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动直流电源和功率放大器直流电源和功率放大器形状记忆

15、合金驱动器形状记忆合金驱动器电磁致伸缩驱动器电磁致伸缩驱动器压电效应驱动器压电效应驱动器人工肌肉人工肌肉 四、新型驱动器四、新型驱动器 No.52一、液压驱动一、液压驱动 1、液压驱动的概念No.53一、液压驱动一、液压驱动 1、液压驱动的概念医疗手术台专用标准举升系统 No.54 2、液压驱动系统的特点优点单位面积压力高，体积小，具有大的单位面积压力高，体积小，具有大的推力或转矩；推力或转矩；可压缩性小，工作平稳可靠，位置精可压缩性小，工作平稳可靠，位置精度高；度高；力、速度和方向易实现自动控制；力、速度和方向易实现自动控制；具有防锈性和润滑性能，寿命长。具有防锈性和润滑性能，寿命长。一、液

16、压驱动一、液压驱动No.55 2、液压驱动系统的特点缺点油液的粘度随温度变化，影响工作性油液的粘度随温度变化，影响工作性能，高温易燃烧爆炸；能，高温易燃烧爆炸；易泄漏，造价高；易泄漏，造价高；需要相应的供油系统及滤油装置。需要相应的供油系统及滤油装置。一、液压驱动一、液压驱动No.56 2、液压驱动系统的应用一、液压驱动一、液压驱动Unimation机器人Versatran机器人No.57 3、液压装置的构成一、液压驱动一、液压驱动No.58 4、液压油缸一、液压驱动一、液压驱动No.59 4、液压油缸往复式单杆型油缸一、液压驱动一、液压驱动1-缸底 2-弹簧挡圈 3-套环 4-卡环 5-活塞

17、 6- 型密封圈 7-支承环 8-挡圈 9-形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口油口A A和和B B都可通压力油或回油，以实现双向都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。运动，故称为双作用缸。No.60 4、液压油缸往复式双杆型油缸一、液压驱动一、液压驱动1活塞杆 2压盖 3缸盖 4缸筒 5活塞 6密封圈双活塞杆液压缸结构 双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出

18、，双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。壁之间采用间隙密封。No.61 4、液压油缸往复式双杆型油缸一、液压驱动一、液压驱动No.62 4、液压油缸一、液压驱动一、液压驱动FpAQvAWFvQ p 往复式双杆型油缸往复式双杆型油缸No.63 4、液压马达一、液压驱动一、液压驱动齿轮马达齿轮马达No.64 4、液压马达一、液压驱动一、液压驱动齿轮马达齿轮马达No.65 4、液压马达一、液压驱动一、液压驱动叶片马达叶片马达图3-13

19、 单作用叶片工作原理压油吸油No.66 4、液压马达一、液压驱动一、液压驱动径向柱塞式马达径向柱塞式马达No.67 4、液压马达一、液压驱动一、液压驱动径向柱塞式马达径向柱塞式马达22V pTQVWQ pT-马达的输出力矩马达的输出力矩V-旋转一周排出工作油体积旋转一周排出工作油体积p-出入口压力差出入口压力差 -转子角速度转子角速度Q-工作油流量工作油流量W-马达输出功率马达输出功率No.68 5、液压伺服系统一、液压驱动一、液压驱动液压伺服系统基本结构液压伺服系统基本结构No.69 5、液压伺服系统一、液压驱动一、液压驱动液压伺服系统基本结构液压伺服系统基本结构No.70 6、电液伺服阀喷

20、嘴挡板伺服阀一、液压驱动一、液压驱动No.71 6、电液伺服阀射流管伺服阀一、液压驱动一、液压驱动No.72 7、摆动油缸一、液压驱动一、液压驱动No.73 7、摆动油缸一、液压驱动一、液压驱动No.74 7、液压伺服马达一、液压驱动一、液压驱动滑阀伺服马达滑阀伺服马达No.75二、气压驱动二、气压驱动 1、气压驱动的概念No.76二、气压驱动二、气压驱动 2、气压驱动的应用可调缓冲中型系列气缸可调缓冲中型系列气缸德国德国FESTO气缸气缸 No.77二、气压驱动二、气压驱动 2、气压驱动的应用活塞式气动马达活塞式气动马达 叶片式气动马达叶片式气动马达 No.78二、气压驱动二、气压驱动采用双

21、气缸气缸的气动气动卸料机构 2、气压驱动的应用气动夹紧装置气动夹紧装置气动攻丝机 No.79二、气压驱动二、气压驱动 2、气压驱动的应用No.80二、气压驱动二、气压驱动 2、气压驱动的应用六个自由度多功能气动搬运机械手多功能气动搬运机械手No.81 2、气压驱动系统的特点优点二二 、气压驱动、气压驱动粘度小，易达到高速；粘度小，易达到高速；利用集中站供气，不必添加动力设备；利用集中站供气，不必添加动力设备；无污染，安全，可高温作业；无污染，安全，可高温作业；工作压力低，制造要求比液压元件低。工作压力低，制造要求比液压元件低。No.82 2、气压驱动系统的特点缺点二、气压驱动二、气压驱动要获得

22、较大的出力，其结构要相对增大；要获得较大的出力，其结构要相对增大；工作平稳性差，速度控制困难，准确的工作平稳性差，速度控制困难，准确的位置控制难；位置控制难；很难解决除水问题，零件易生锈；很难解决除水问题，零件易生锈；噪声污染。噪声污染。No.833、气压驱动系统的构成二、气压驱动二、气压驱动No.84 3、气压驱动系统的构成二、气压驱动二、气压驱动No.85单作用单作用双作用双作用单作用单作用双作用双作用单活塞杆单活塞杆双活塞杆双活塞杆机械耦合（无杆气缸）机械耦合（无杆气缸）磁性耦合（磁性气缸）磁性耦合（磁性气缸）绳索、钢索绳索、钢索有活塞杆有活塞杆无活塞杆无活塞杆单活塞单活塞双活塞双活塞活

23、塞式活塞式膜片式膜片式平膜式平膜式皮囊皮囊汽缸汽缸 4、汽缸分类二、气压驱动二、气压驱动No.86 4、汽缸普通汽缸二、气压驱动二、气压驱动No.87 4、汽缸普通汽缸二、气压驱动二、气压驱动汽缸的平均耗气量：汽缸的平均耗气量：2220.140.1DdLpqNvtNo.88 4、汽缸无杆汽缸二、气压驱动二、气压驱动No.89 4、汽缸手指汽缸二、气压驱动二、气压驱动No.90 5、气动马达二、气压驱动二、气压驱动No.91 6、气动控制阀二、气压驱动二、气压驱动 气动控制阀是用来控制和调节压缩空气气动控制阀是用来控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的，使气动执行元件的压力、流量和方向的，使气动

24、执行元件获得要求的力、动作速度和改变运动方向，获得要求的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。并按规定的程序工作。 控制阀按其作用和功能分为压力控制阀、控制阀按其作用和功能分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类。流量控制阀和方向控制阀三大类。No.92 6、气动控制阀二、气压驱动二、气压驱动No.93 6、气动控制阀二、气压驱动二、气压驱动No.94 7、气压驱动的控制结构二、气压驱动二、气压驱动No.957、气压驱动的控制结构二、气压驱动二、气压驱动No.96动力电动机动力电动机伺服电动机伺服电动机三、电机驱动三、电机驱动No.97三、电机驱动三、电机驱动直流电动机直流电动机

25、 一个方向或反向连续旋转、运动连续平一个方向或反向连续旋转、运动连续平滑、没有位置控制能力；滑、没有位置控制能力；步进电动机步进电动机 通过脉冲实现步进、单向旋转、每给一个通过脉冲实现步进、单向旋转、每给一个脉冲实现一个步距、自身有一定的位置脉冲实现一个步距、自身有一定的位置控制能力。控制能力。No.98三、电机驱动三、电机驱动一般直流电动机和位置反馈、速度反一般直流电动机和位置反馈、速度反馈形成一个整体，即馈形成一个整体，即直流伺服电机直流伺服电机。直流电动机可利用直流电动机可利用继电器开关继电器开关或采用或采用功率放大器功率放大器来实现驱动控制。来实现驱动控制。直流伺服电动机具有直流伺服电

26、动机具有启动转矩大、体启动转矩大、体积小、重量轻、转速易控制、效率高积小、重量轻、转速易控制、效率高等优点，其可达到很大的等优点，其可达到很大的力矩力矩/ /重量重量比比，远高于步进电机。，远高于步进电机。No.99 一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择 二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 三、电机驱动三、电机驱动直流电动机驱动直流电动机驱动No.100一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择1.初选电机初选电机能够提供负载所需要的瞬时转矩和能够提供负载所需要的瞬时转矩和转速转速电机的热定额问题，通常以负载的电机的热定额问题，通常以负载的均方根功率作为确定电

27、机发热功率的均方根功率作为确定电机发热功率的基础基础No.101一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择1.初选电机初选电机m1.5 2.5LPLPMPm1.5 2.5LrLrMP工作在峰值下：工作在峰值下：工作在变载荷下：工作在变载荷下：rmPP额定功率：额定功率：负载峰值力矩负载峰值力矩负载峰值转速负载峰值转速传动装置的效率传动装置的效率负载均方根力矩负载均方根力矩负载均方根转速负载均方根转速No.102一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择2.发热校核发热校核 在一定转速下，负载的均方根力矩是与在一定转速下，负载的均方根力矩是与伺服电机处于连续工作时的热定额相对应伺服电机处于连续工作时的热定额

28、相对应的。的。22eeaca0dTQI R TI R t2ec01dTIItT绕组电流绕组电流等效稳恒电流等效稳恒电流No.103一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择2.发热校核发热校核 与等效电流对应的等效转矩为：与等效电流对应的等效转矩为：2em01dTMMtT 电机转矩与折算到电机轴上的负载力矩电机转矩与折算到电机轴上的负载力矩平衡，等效转矩为：平衡，等效转矩为：2meL01dTMMtT折算到电机轴上的负载力矩折算到电机轴上的负载力矩No.104一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择2.发热校核发热校核 负载的均方根力矩与电机的热定额相对负载的均方根力矩与电机的热定额相对应：应：meLrM

29、M 电机额定转矩应满足：电机额定转矩应满足：mrLrMMNo.105一、伺服电机的选择一、伺服电机的选择3.转矩过载校核转矩过载校核 转矩过载校核公式：转矩过载校核公式：mLmmaxmaxmrmaxMMMM折算到电机轴上的负载力矩的最大值折算到电机轴上的负载力矩的最大值过载转矩过载转矩电机额定转矩电机额定转矩电机的转矩过载系数电机的转矩过载系数No.106二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性直流伺服电动机直流伺服电动机 No.107二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性直流伺服电机的转矩特性 电磁式直流伺服电机电磁式直流伺服电机 No.108二、电机的转矩特性二、电机的

30、转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性直流伺服电机的转矩特性 永磁式直流伺服电机永磁式直流伺服电机 No.109二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性直流伺服电机的转矩特性 电枢电压：电枢电压：eacaUEI R反电势：反电势：aEmEK转矩：转矩：mmcMK IcacEmcaaRRUEUKImmEmcmaaRRKK KMUceUU反电势常数反电势常数电枢转速电枢转速电机转矩常数电机转矩常数信号系数信号系数励磁电压励磁电压控制电压控制电压No.110二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性直流伺服电机的转矩特性 得得memEmmaaRRK UK KM堵

31、转状态或堵转状态或启动状态：启动状态：m1,0memsaRK UMM空载状态：空载状态：m1,0Mem0EKUmEaK KfRmsmMMf电机的阻尼系数电机的阻尼系数No.111二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性1.直流伺服电机的转矩特性直流伺服电机的转矩特性 直流伺服电机的转矩转速特性曲线直流伺服电机的转矩转速特性曲线 No.112二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性交流伺服电动机交流伺服电动机 No.113二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性2.交流伺服电机的转矩特性交流伺服电机的转矩特性 鼠笼转子交流伺服电机鼠笼转子交流伺服电机 No.114二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性2.交流

32、伺服电机的转矩特性交流伺服电机的转矩特性 空心杯转子交流伺服电机空心杯转子交流伺服电机 No.115二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性2.交流伺服电机的转矩特性交流伺服电机的转矩特性 永磁式交流伺服电机永磁式交流伺服电机 No.116二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性2.交流伺服电机的转矩特性交流伺服电机的转矩特性 输出转矩：输出转矩：msaamMMfceUUsasMM2s012ffMf2smsm012MMM堵转转矩堵转转矩阻尼系数阻尼系数信号系数信号系数1堵转转矩堵转转矩1阻尼系数阻尼系数2空载转速空载转速No.117二、电机的转矩特性二、电机的转矩特性2.交流伺服电机的转矩特性交流伺服

33、电机的转矩特性 交流伺服电机的转矩转速特性曲线交流伺服电机的转矩转速特性曲线 斜率斜率Ms/0斜率斜率Ms/20No.118 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 1.负载力矩特性负载力矩特性峰值力矩：对应于电机最严重的工作情峰值力矩：对应于电机最严重的工作情况，如电机启动；况，如电机启动；mmLPfPLLPmGLP2ttttMMJMJJiiii折算到电机轴负载峰值力矩折算到电机轴负载峰值力矩负载峰值力矩负载峰值力矩负载峰值摩擦力矩负载峰值摩擦力矩电机轴转动惯量电机轴转动惯量传动装置折算到电机轴转动惯量传动装置折算到电机轴转动惯量负载转动惯量负载转动惯量负载轴的峰值角加速度负载轴的峰值角加速度

34、传动效率传动效率No.119 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 1.负载力矩特性负载力矩特性峰值力矩：对应于电机最严重的工作情峰值力矩：对应于电机最严重的工作情况，如电机启动；况，如电机启动；均方根力矩：对应于电机长期连续地在均方根力矩：对应于电机长期连续地在变负荷下工作的情况。变负荷下工作的情况。222mmLrfrLLrmGLr2ttttMMJMJJiiii折算到电机轴负载均方根力矩折算到电机轴负载均方根力矩No.120 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 1.负载力矩特性负载力矩特性峰值力矩：对应峰值力矩：对应于电机最严重的于电机最严重的工作情况，如电工作情况，如电机启动；机启动；均

35、方根力矩：对均方根力矩：对应于电机长期连应于电机长期连续地在变负荷下续地在变负荷下工作的情况。工作的情况。No.121 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 1.负载力矩特性负载力矩特性转矩特性和均转矩特性和均方根的力矩特方根的力矩特性性No.122 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 2.“折算峰值力矩最小折算峰值力矩最小”的最佳总传动比的最佳总传动比mLPdd0tMi LPfPLLPoptmmGLPMMJiJJ mLPfPLLPmGLPmLPmin2MMJJJMmmLPminMM峰值力矩最小值峰值力矩最小值No.123 三、总传动比的选择三、总传动比的选择 3.“折算均方根力矩最小折算均

36、方根力矩最小”的最佳总传动比的最佳总传动比mLrdd0tMi 222LrfrLLr4opt2mmGLrMMJiJJ No.124三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动 步进电机的特点：步进电机的特点：输出角与输入脉冲严格成比例，且在时输出角与输入脉冲严格成比例，且在时间上同步；间上同步；易实现正反转和启停控制，启停时间短；易实现正反转和启停控制，启停时间短；输出转角的精度高，无累积误差；输出转角的精度高，无累积误差；直接用数字信号控制，与计算机接口方直接用数字信号控制，与计算机接口方便；便；维修方便，寿命长。维修方便，寿命长。 No.125永磁式步进电动机的结构和原理永磁式步进电

37、动机的结构和原理 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动永磁铁永磁铁通电绕组通电绕组No.126反应式步进电动机的结构原理反应式步进电动机的结构原理 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动定子通电绕组定子通电绕组转子转向磁阻最小的位置转子转向磁阻最小的位置No.127混合式步进电动机结构混合式步进电动机结构 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动No.128步步进进电电机机的的相相序序 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动No.129步进电机的两种脉冲序列步进电机的两种脉冲序列 为了用步进电机获得高的定位精度，需为了用步进电机获得高的定位精度，需要有位置信息，可以采用位置反馈装置来要有位置信息，可以采用位置反馈装置来实现。实现。 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动No.130步进电机三相六拍分配器原理图步进电机三相六拍分配器原理图 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动No.131步进电机单相功率放大线路图步进电机单相功率放大线路图 三、电机驱动三、电机驱动步进电动机驱动步进电动机驱动No.1321 1、整流电路、整流电路三、电机驱动三、电机驱动直流电源和动率