機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，對工業(yè)生產(chǎn)起著重要作用。工業(yè)機(jī)器人主要使用伺服電機(jī)進(jìn)行運動控制，以實現(xiàn)移動和抓取工具。今天深圳機(jī)器人電機(jī)廠家-順昌電機(jī)小編，為您揭秘機(jī)器人的電機(jī)控制原理，大家就跟順昌電機(jī)小編一起來看看吧！

運動控制原理

運動控制與機(jī)器人密切相關(guān)。工業(yè)應(yīng)用中的機(jī)器人必須通過各種電機(jī)組成的起動器自行移動，以執(zhí)行任務(wù)或通過機(jī)器手臂抓取工具。

機(jī)器人的運動控制系統(tǒng)通常由機(jī)器人電機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動器和電機(jī)本體（主要是伺服電機(jī)）組成。電機(jī)控制器具有智能操作功能，并可以傳輸驅(qū)動電機(jī)的指令。驅(qū)動器可以根據(jù)控制器的指令提供增壓電流來驅(qū)動電機(jī)。電機(jī)可以直接移動機(jī)器人，也可以通過傳動系統(tǒng)或鏈系統(tǒng)移動機(jī)器人。

輸出類型

移動機(jī)器人通常用于探索大面積的土地，并使用各種螺旋槳、機(jī)器腳、輪子、軌道或機(jī)器臂移動。NI包括顯示平臺VINI、VolksBot與Isadora。這些機(jī)器人分別使用全向輪(Mecanum wheel)、一般輪和機(jī)器臂。嵌入式控制可以通過NI CompactRIO集成實時控制器和嵌入式平臺FPGA。CompactRIO還包括可重配置機(jī)箱，可容納多樣化I/O配置包括傳感器輸入和電機(jī)控制。

VINI它是一個使用全向輪的機(jī)器人平臺，可以向多個方向移動。除了像傳統(tǒng)車輪一樣向前和向后移動外，全向車輪還可以將車輪軸旋轉(zhuǎn)到相反的方向，并朝任何方向移動。該車輪已廣泛應(yīng)用于自動堆垛機(jī)，必須能夠在狹窄的空間內(nèi)移動。

VINI或者通過地圖描繪機(jī)器人，NI工業(yè)級控制器和CompactRIO執(zhí)行路徑規(guī)劃和數(shù)據(jù)處理操作。嵌入式工業(yè)控制器提供雷射掃描地圖和機(jī)器視覺處理CompactRIO接收傳感器數(shù)據(jù)，并在相機(jī)系統(tǒng)上控制伺服電機(jī)。

VolksBot由德國弗勞恩霍夫研究所攜帶的車輪(Fraunhofer Institute)所開發(fā)的。

德國Fraunhofer Institute研究機(jī)構(gòu)開發(fā)RT3 VolksBot。

Isadora它是一種跳舞的人形機(jī)器人，通過人類操作縮小機(jī)器人來獲取輸入數(shù)據(jù)。然后開始移動機(jī)器人的手臂和軀干來模仿縮小機(jī)器人的運動。Isadora采用2組CompactRIO，一組用于模擬已記錄的運動，另一組用于重現(xiàn)機(jī)器人的運動軌跡。

步進(jìn)電機(jī)

在機(jī)器人運動應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)不如伺服電機(jī)流行，但仍然是電機(jī)的重要例子，使用相對簡單。步進(jìn)電機(jī)比伺服電機(jī)慢、準(zhǔn)確。步進(jìn)電機(jī)有一系列內(nèi)部無刷齒(Brushless teeth)，在電流通過并改變電磁電荷后，下一組刷齒可以拉動轉(zhuǎn)子，前一組刷齒可以推動轉(zhuǎn)子，從而為步進(jìn)電機(jī)通電。

與伺服電機(jī)相比，步進(jìn)電機(jī)通常不需要反饋，因為步進(jìn)電機(jī)可以通過刷牙的數(shù)量（即等于移動距離）來精確控制。但刷牙可能會因為障礙物而丟失，所以編碼器可以作為反饋。

運動控制器和軟件架構(gòu)

許多制造商均建立了自家的驅(qū)動系統(tǒng)，以操控機(jī)器人。在考慮機(jī)器人應(yīng)用中的運動控制系統(tǒng)時，可先了解初階的網(wǎng)狀循環(huán)，如下圖所示。

運動控制軟件架構(gòu)。

至于機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃的功能，它是為了使機(jī)器人的行動達(dá)到目標(biāo)。它可以包含多組目標(biāo)，也可以讓機(jī)器人進(jìn)入特定的位置。如果機(jī)器人使用遙控器(Tele-operated)這些指令有可能通過連接板外(off-board)計算機(jī)傳輸，機(jī)器人的后續(xù)動作或行為可以在此人工操作中選擇。在完全自動化的機(jī)器人中，任務(wù)計劃也可以根據(jù)不同的決策算法直接在板上執(zhí)行。

在規(guī)劃路徑時，經(jīng)常會出現(xiàn)我應(yīng)該如何在目的地完成這項任務(wù)？或者我應(yīng)該如何讓機(jī)器人的手臂移動到這個位置？等等。這些問題可以由機(jī)器人運動控制器完成。

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