工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式

1、工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主講周蘭驅(qū)動(dòng)裝置的分類機(jī)器人驅(qū)動(dòng)分為液壓、氣動(dòng)和電動(dòng) 三種形式。些.1 液壓驅(qū)動(dòng)：分類:從運(yùn)動(dòng)形式來(lái)分分為直線驅(qū)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)液壓缸 和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)如液壓馬達(dá)、擺動(dòng)液壓缸。從控制水平的高低來(lái)分分為開(kāi)環(huán)控制液壓系統(tǒng)和 閉環(huán)控制液壓系統(tǒng)。適用范圍:液壓系統(tǒng)具有較大的功率體積比，適合于大負(fù)載 的情形。液壓驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)在于它的安全性。如噴漆時(shí) 要求工作區(qū)域所帶電壓不超過(guò)9v。2氣壓驅(qū)動(dòng)：分類：直線氣缸，擺動(dòng)汽缸及旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)馬達(dá)。適用范圍:適合于節(jié)拍快、負(fù)載小且精度要求不高 的場(chǎng)合（因?yàn)榭諝饩哂锌蓧嚎s性）。3電力驅(qū)動(dòng):分類：按照電機(jī)的工作原理不同分為步進(jìn)電機(jī)、 直流伺服電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)等。按

2、照控制水平的高低來(lái)分分為開(kāi)環(huán)控制 系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。適用范圍:適合于中等負(fù)載，特別適合于動(dòng)作復(fù)雜、 運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)格的各類機(jī)器人?！?、對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的要求驅(qū)動(dòng)裝置的質(zhì)量盡可能要輕。單位質(zhì)量 的輸岀功率要高，效率高。反應(yīng)速度要快。要求力質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量比要大。動(dòng)作平滑，不產(chǎn)生沖擊?？刂旗`活，位移偏差和速度偏差小。安全可靠。操作維修方便等。刀架刀盤1實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸:主要構(gòu)成:主要由活塞、 活基桿、缸體、 缸蓋、密封圈、 進(jìn)出油口等構(gòu) 成。工作原理：?jiǎn)位钊麠U液壓缸結(jié)構(gòu)圖:主要構(gòu)成:1、18缸蓋11活塞12活塞桿3進(jìn)、出油 口 7、8、9、15、16密封圈土2實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá):液壓馬達(dá)是將

3、液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械 能的裝置。從構(gòu)成來(lái)看，液壓馬 達(dá)分為齒輪式、葉片式以及軸向 柱塞式。*葉片式液壓馬達(dá)工作原理圖:工作流程：壓力油進(jìn)入油腔a作用在 葉片2的右側(cè)、葉片1的左 側(cè)一葉片2伸出面積大一推 力大一推動(dòng)葉片順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至b腔回油帶動(dòng)中 心軸回轉(zhuǎn)一液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī) 械能。主要構(gòu)成：缸體定子轉(zhuǎn)子葉片輸出軸進(jìn)油口出油口進(jìn)油腔a回油腔b土葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖:6定子7轉(zhuǎn)子8葉片*3.閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)(1)：工作原理:通常用運(yùn)算放大器做成的伺服放大器向 液壓伺服系統(tǒng)中的電液伺服閥提供一個(gè) 電信號(hào)。由電信號(hào)控制先導(dǎo)閥再控制一 級(jí)或兩級(jí)液壓放大器，產(chǎn)生足夠的動(dòng)力 去驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械部件。閉環(huán)伺服系統(tǒng)

4、圖例(1)反饋通道手爪 w伺服閥液壓源液壓缸 編碼器伺服放大器示教/)輸岀比較器示教控制器記錄按鈕輸入液壓伺服系統(tǒng)原理圖v閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（2）:液壓缸7nu j '向前運(yùn)動(dòng)位曲齊的四通伺眼閥的四通伺服閥用伺服閥控制液壓缸簡(jiǎn)化原理圖3.閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（2）:核心液壓元件：在閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中，核心液壓元件是電液 伺服閥。作用及特點(diǎn)：電液伺服閥是一種接受電氣模擬信號(hào)、輸出相 應(yīng)調(diào)制流量和壓力的液壓控制閥。分類：電液伺服閥的種類繁多。按液壓放大器的級(jí)數(shù) 可分為單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)；按第一級(jí)液壓放大 器的結(jié)構(gòu)分，有滑閥、噴嘴擋板閥、射流管閥 等。其中以雙噴嘴擋板閥為最常用。信號(hào)類型:脈沖信號(hào)模

5、擬信號(hào)*3.閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（3）:噴嘴擋板閥:to結(jié)擔(dān)：主要由三部分構(gòu)成：力矩馬達(dá)、前置級(jí) 及功率級(jí)。前置級(jí)接受力矩馬達(dá)的控制信號(hào)， 通過(guò)改變噴嘴的大小改變油的流量控制功率閥; 功率閥接受前置級(jí)的流量信號(hào)控制并相應(yīng)動(dòng)作 控制機(jī)器人某關(guān)節(jié)動(dòng)作。特點(diǎn)：能夠按照控制要求動(dòng)作。工作原理:擋板4處于控制噴嘴5中間位置-工作閥芯7不動(dòng)作一 力矩馬達(dá)1通電擋板4移動(dòng)一改變噴嘴5 口徑大小 工作閥芯7兩端產(chǎn)生壓差閥芯移動(dòng)丄噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖:a丁 pi b力矩馬達(dá)前置閥功率閥丄噴嘴扌當(dāng)板閥結(jié)構(gòu)示意圖:/ / / / 7/ / / / /巾、/ /厶- 一 _ 1-ol1力矩嗎達(dá);2銜鐵;3-掘力管;4擋板

6、；5控制噴嘴;65饋桿；7滑閩電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理步進(jìn)電機(jī):結(jié)構(gòu):定子：定子鐵芯由硅鋼片疊加而成。每個(gè)定子磁 極上均有控制繞組，且有均勻分布的小齒。轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵芯同樣由 硅鋼片疊加而成。轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，其上也有均 勻分韋的小齒。通常走子磁極丄的小齒和轉(zhuǎn)手上 甬小齒其齒寬和槽寬都是一 *¥的。但它們之間的 箱對(duì)位置按一定葩規(guī)律排列。加當(dāng)入相定*小齒 和轉(zhuǎn)子小齒對(duì)準(zhǔn)時(shí)，b、c相的定子小齒就會(huì)和轉(zhuǎn) 子的小齒錯(cuò)開(kāi)。錯(cuò)齒是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠步進(jìn)的根本原因工作原理： a、b、c相電流通常來(lái)自于機(jī)器人控制系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)工作原理圖（1）:vv定子c轉(zhuǎn)子<i)15bao876

7、3587a(i)a相通電b相通電c相通電v二相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖:*2.直流伺服電機(jī)(1):構(gòu)成：由定子、轉(zhuǎn)子和換向器構(gòu)成。 定子：由極心、極掌和勵(lì)磁繞組構(gòu)成。 轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵芯和電樞繞組構(gòu)成。換向器：改變電樞繞組中電流的流動(dòng)方向; 并使磁極下的電流方向保持不變。工作原理：直流電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖:直流電機(jī)結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的磁極和磁路1、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到力的作用。2、判斷受力方向用左手法則：磁力線穿過(guò)手心，四指指向電流方向，大拇指則指向受力力向。3、電樞繞組在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每根導(dǎo)體中的電流方向發(fā)生了改 變，但由于換向器的作用，保證了每個(gè)磁極下的導(dǎo)體的通電方向不 變，從而使得電樞的受力方向不變。2.直流伺服電機(jī)(2):vv直流電機(jī)的分冬v直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)勵(lì)磁繞組與電樞繞組的連接方式 不同可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)與復(fù)勵(lì)。直流伺服電機(jī):vv轉(zhuǎn)子電樞繞組的電源來(lái)自于控制系統(tǒng)的他勵(lì)直流 電機(jī)。直流伺服電機(jī)的調(diào)速與換向:通過(guò)改變控制