電機(jī)選型報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電機(jī)選型報(bào)告一、概述對(duì)于機(jī)器人行走用的電機(jī)，要求是比較高的，不是一般的電機(jī)可以勝任的。對(duì)于其的選擇，我們應(yīng)該考慮到以下幾點(diǎn)：考慮電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定度，即要能很好的鎖定其轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，這樣對(duì)于控制機(jī)器人的行走就可以從動(dòng)力上得到了第一步的控制，所以需要考慮電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的線性平穩(wěn)度的問題。這樣我們就得用閉環(huán)工作的電機(jī)，例如：直流伺服電機(jī)，直流無刷伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)，普通無刷電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)等。l 考慮電機(jī)的轉(zhuǎn)速，要考慮機(jī)器人的最高行走速度和低速的精確對(duì)準(zhǔn)問題。l 考慮機(jī)器人提速快慢的問題，即電機(jī)的扭矩和輪子直徑的問題。l 考慮機(jī)器人供電的問題。l 考慮到電機(jī)在機(jī)器人上安裝的問題。

2、l 考慮對(duì)電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的容易程度的問題。l 考慮到對(duì)電機(jī)及其部件的維護(hù)和維修問題。綜合上述，我們首選應(yīng)當(dāng)是伺服電機(jī)，當(dāng)然考慮到供電，我們應(yīng)當(dāng)選擇24V以下直流供電的直流伺服電機(jī)或直流無刷伺服電機(jī)。雖然步進(jìn)電機(jī)可以有很好的精度，但是步進(jìn)電機(jī)的扭矩太小，不適合做機(jī)器人的行走電機(jī)。普通無刷電機(jī)雖然也可以是閉環(huán)的，但是其工作時(shí)對(duì)角速度的鎖定能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們的需要的，因?yàn)樗挥腥齻€(gè)霍爾傳感器用于檢測其轉(zhuǎn)子的位置（轉(zhuǎn)速檢測）。所以我們的選擇就定位在直流伺服電機(jī)或直流無刷伺服電機(jī)。二、電機(jī)的參數(shù)估算1、供電電壓DC24V我們前幾屆機(jī)器人比賽中使用的電源電壓都是DC24V，所選的許多零部件也是DC24V

3、供電的，為了能把他們用上去，所以我們今年也依然選用DC24V供電。電壓高一些也有一定的好處的，就是對(duì)較大功率的部件的供電電流在相同功率下會(huì)小一些，例如：理想情況下240W的電機(jī)在24供電時(shí)是10A，而12V供電則需要20A，這使得電機(jī)的控制器的效率和負(fù)載承受能力都大為下降，可靠性也有所降低。2、電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速 250400RPM這個(gè)要從機(jī)器人的行走速度上來考慮，首先我們考慮到常用的輪子尺寸在直徑150mm，而我們的機(jī)器人最高速度約需要運(yùn)行在2m/s3m/s之間。我們用3m/s來算，輪子周長C0.15m×pi0.471m ，達(dá)到3m/s的轉(zhuǎn)速為w3/c6.37RPS382RPM。所以在

4、250400RPM之間。3、電機(jī)的扭矩 1.5NM電機(jī)的扭矩需要從機(jī)器人的提速快慢（加速度）上來考慮，以3m/s的最高速度考慮，加速度在2.5m/s2的情況下，提速需要1.6s，這種情況是可以滿足我們的需要的，當(dāng)然也可以大一些，這樣機(jī)器人的運(yùn)作會(huì)顯得更靈活些，但是還得考慮到地面摩擦允不允許我們達(dá)到更高的加速度。根據(jù)殷家才對(duì)2008年南昌大學(xué)機(jī)器人隊(duì)用于比賽的手動(dòng)機(jī)器人對(duì)地面的摩擦力來看，加速度應(yīng)控制在2.5m/s2比較適合。他當(dāng)時(shí)用彈簧秤測得手動(dòng)機(jī)器人在行走時(shí)對(duì)地面的滑動(dòng)摩擦力約為6.5Kg（65N），手動(dòng)機(jī)器人整重15Kg左右，當(dāng)然靜摩擦力應(yīng)該大一些，但是我們也只能取動(dòng)摩擦力來考慮。65N的

5、力對(duì)15Kg的機(jī)器人加速度為a65/15Kg4.33m/s2，而我們?nèi)〉募铀俣炔荒艽笥?.33 m/s2，所以我們考慮機(jī)器人的加速度在2.5m/s2也已經(jīng)放有余量了。從2.5m/s2的加速考慮，機(jī)器人重量以15Kg考慮，則需要的力為37.5N，因?yàn)橛脙芍浑姍C(jī)，來驅(qū)動(dòng)所以要除以2，得每只電機(jī)需要產(chǎn)生18.75N的力。輪子的直徑以150mm來算，所以18.75×0.075NM1.40625NM，再加上傳動(dòng)過程重克服扭矩的，取1.5NM。4、電機(jī)的尺寸 長180mm 直徑80mm從安裝上考慮電機(jī)的尺寸，長度不能太長，我們機(jī)器人的寬度一般為400mm左右，兩電機(jī)同軸對(duì)著安裝的話，則留有余地的

6、算電機(jī)不能超過180mm的長度，從輪子的直徑考慮，電機(jī)的直徑（最大）不能超過80mm。5、電機(jī)的控制器 電機(jī)的控制器的選擇首先是能和所選的電機(jī)匹配，其次是負(fù)載能力，再次是控制接口。供電電壓為DC24V，負(fù)載能力因電機(jī)功率而定。6、功率的選?。海ㄈ?9年上坡計(jì)算功率）假定每臺(tái)機(jī)器人的重量為15KG，要求達(dá)到的最大速度為4m/s，坡的角度為16.7度，機(jī)器人以恒定速度上坡，通過公式P=F*v=mgsin*v，算得功率大致為210W，這個(gè)值屬于最大功率，而且只是一個(gè)初步的計(jì)算，實(shí)際中機(jī)器人的總重量不允許超過50KG，所以每個(gè)機(jī)器人的重量在15KG左右， 所以我們選用電機(jī)的功率在120W已經(jīng)足夠了具體

7、的參數(shù)計(jì)算已做成EXCEL表格伺服電機(jī)參數(shù)計(jì)算表，可自己任意選定參數(shù)（重量、速度等）計(jì)算出所需要的轉(zhuǎn)矩、功率等所需要的參數(shù)。三、所選到的電機(jī)1、FAULHABER直流伺服電機(jī)1) 電機(jī)型號(hào)：3863H024C連動(dòng)扭矩 0.110Nm供電24V最大輸出功率220W最大電流 3.8A停轉(zhuǎn)扭矩1.250Nm空載轉(zhuǎn)速6700RPM最大轉(zhuǎn)速8000RPM電機(jī)直徑38mm電機(jī)長度64mm（不包括軸）減速器：38/1 或38/2 減速比14：1 最大承受扭矩15Nm，經(jīng)減速器輸出轉(zhuǎn)速為8000/14=571RPM編碼器：HEDM 5500 J 雙通道AB相輸出 1024線控制器：MCDC3006S 電壓12

8、到30V，電流連續(xù)6A，最大10A，編碼器最大分辨率65535線，控制接口RS232和模擬量兩種。和我們實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的MCDC2805是同類產(chǎn)品，外觀性能相當(dāng)。電機(jī)總長度：碼盤電機(jī)減速器118mm（不包括伸出的軸）其他：電機(jī)PDF文檔，碼盤PDF文檔，減速器PDF文檔（見文件夾內(nèi)）2) 電機(jī)型號(hào)：3257G024CR連動(dòng)扭矩 0.110Nm供電24V最大輸出功率83.2W最大電流2.3A停轉(zhuǎn)扭矩0.539Nm空載轉(zhuǎn)速5900RPM最大轉(zhuǎn)速5000RPM電機(jī)直徑32mm電機(jī)長度57mm（不包括軸）其他：電機(jī)PDF文檔，碼盤PDF文檔，減速器PDF文檔（見文件夾內(nèi)）3) 電機(jī)型號(hào)：3557K024C

9、R連動(dòng)扭矩 0.080Nm供電24V最大輸出功率70.8W最大電流 1.95A停轉(zhuǎn)扭矩0.51Nm空載轉(zhuǎn)速5300RPM最大轉(zhuǎn)速5000RPM電機(jī)直徑35mm電機(jī)長度57mm（不包括軸）其他：電機(jī)PDF文檔，碼盤PDF文檔，減速器PDF文檔（見文件夾內(nèi)）2、MAXON直流伺服電機(jī)：電機(jī)型號(hào)：RE-65 24V（）連動(dòng)扭矩：0.170Nm供電 24V額定輸出功率 250W最大電流 10A停轉(zhuǎn)扭矩12.7Nm空載轉(zhuǎn)速3880RPM額定轉(zhuǎn)速3050RPM最大轉(zhuǎn)速4190RPM電機(jī)直徑65mm電機(jī)長度 131.4mm其他：電機(jī)PDF文檔（見文件夾內(nèi)）：電機(jī)型號(hào)：RE-40 24V（）連動(dòng)扭矩：0.17

10、0Nm供電 24V額定輸出功率 150W最大電流 5.77A停轉(zhuǎn)扭矩2.28Nm空載轉(zhuǎn)速7580RPM額定轉(zhuǎn)速6930RPM最大轉(zhuǎn)速12000RPM電機(jī)直徑40mm電機(jī)長度 71mm減速器：GP52C(15Nm) 或GP42C（7.5Nm）比例15：1，經(jīng)減速器后的轉(zhuǎn)速為7580/15505RPM編碼器：Encoder MR 三通道AB、Z相輸出1024線（）控制器：（） EPOS 24/5 控制接口RS-232，電壓1124V，連續(xù)電流5A，最大10A。電機(jī)總長度：碼盤電機(jī)減速器147mm（GP52C）、138mm（GP42C）（不包括伸出的軸）其他：電機(jī)PDF文檔，碼盤PDF文檔，減速器PDF文檔（見文件夾內(nèi)）：電機(jī)型號(hào)：RE-75 24V（）連動(dòng)扭矩：0.371Nm供電 24V額定輸出功率 250W最大電流 10A停轉(zhuǎn)扭矩10.5Nm空載轉(zhuǎn)速3750RPM額定轉(zhuǎn)速3040RPM最大轉(zhuǎn)速4050RPM電機(jī)直徑75mm電機(jī)長度 201.5mm其他：電機(jī)PDF文檔（見文件夾內(nèi)）:電機(jī)型號(hào)：F2260 18V（2260.881-51.216-200）連動(dòng)扭矩：0.231Nm供電 18V額定輸出功率 80W最大電流 10A停轉(zhuǎn)扭矩2.25Nm空載轉(zhuǎn)速3300RPM額定轉(zhuǎn)速3240RPM最大轉(zhuǎn)速3564RPM電機(jī)直徑60mm電機(jī)長度 126mm其他：電機(jī)PD