工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件

工業(yè)機器人的驅(qū)動方式

工業(yè)機器人的驅(qū)動方式一、驅(qū)動裝置的分類機器人驅(qū)動分為液壓、氣動和電動三種形式。一、驅(qū)動裝置的分類機器人驅(qū)動分為液壓、氣動和電動三種形式。1．液壓驅(qū)動：

分類：

從運動形式來分分為直線驅(qū)動如直線運動液壓缸和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動如液壓馬達(dá)、擺動液壓缸。

從控制分為開環(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)動的本質(zhì)優(yōu)點在于它的安全性。如噴漆時要求工作區(qū)域所帶電壓不超過9V。

1．液壓驅(qū)動：

分類：莫托曼機器人搬運噴涂機器人莫托曼機器人搬運噴涂機器人工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件2．氣壓驅(qū)動：

分類：直線氣缸，擺動汽缸及旋轉(zhuǎn)氣動馬達(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合（因為空氣具有可壓縮性）。2．氣壓驅(qū)動：

分類：3．電機驅(qū)動：

分類：

按照電機的工作原理不同分為步進(jìn)電機、直流伺服電機、無刷電機等。按照控制水平的高低來分分為開環(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，特別適合于動作復(fù)雜、運動軌跡嚴(yán)格的各類機器人。3．電機驅(qū)動：

分類：二、對驅(qū)動裝置的要求驅(qū)動裝置的質(zhì)量盡可能要輕。單位質(zhì)量的輸出功率要高，效率高。反應(yīng)速度要快。要求力質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動慣量比要大。

動作平滑，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。二、對驅(qū)動裝置的要求驅(qū)動裝置的質(zhì)量盡可能要輕。單位質(zhì)量的輸出三、液壓驅(qū)動裝置

三、液壓驅(qū)動裝置1．實現(xiàn)直線運動的液壓缸：

主要構(gòu)成：主要由活塞、活塞桿、缸體、缸蓋、密封圈、進(jìn)出油口等構(gòu)成。工作原理：1．實現(xiàn)直線運動的液壓缸：主要構(gòu)成：單活塞桿液壓缸結(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—密封圈單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖：主要構(gòu)成：工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件數(shù)字液壓缸數(shù)字液壓缸數(shù)字液壓缸原理數(shù)字液壓缸原理1.1、適合多參數(shù)多系統(tǒng)協(xié)同工作。1.2、高分辨率運動控制精度。可實現(xiàn)大型機械裝備微米級的運動控制，且響應(yīng)迅速1.3、無損失遠(yuǎn)程控制執(zhí)行。可通過網(wǎng)絡(luò)等遠(yuǎn)程進(jìn)行系統(tǒng)的操控。1.4、運動特性完全數(shù)字化。速度、行程與電脈沖有直接的對應(yīng)關(guān)系，2、優(yōu)秀的生存力2.1、高電磁兼容性2.1.1、高抗干擾。由于傳輸采用數(shù)字脈沖功率信號可控性好。2.1.2、低電磁輻射。2.2、抗大加速度沖擊振動。由于數(shù)字液壓器件不采用線性電磁鐵作為控制核心，因此抗沖擊和震動能力大大提高。2.3、高抗污染。對液壓油的過濾精度沒有嚴(yán)格要求，甚至液壓油受到污染，同樣不會造成系統(tǒng)的精度降低，更不會造成嚴(yán)重的誤動作甚至是事故。2.4、寬范圍的工作介質(zhì)。無論采用礦物油還是水基乳化液等都可以很好工作。2.5、容易實現(xiàn)防爆。2.6、快速實現(xiàn)自動和手動的轉(zhuǎn)換控制?？梢噪S時通過簡單和輕便的方式實現(xiàn)人工控制，即便是超大載荷，依然可以單手指操控，避免裝備失控。3、簡單的設(shè)計、使用及維護(hù)性。技術(shù)特點1.1、適合多參數(shù)多系統(tǒng)協(xié)同工作。技術(shù)特點2．實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)：

液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置。從構(gòu)成來看，液壓馬達(dá)分為齒輪式、葉片式以及軸向柱塞式。

2．實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)：液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能葉片式液壓馬達(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)—葉片2伸出面積大—推力大—推動葉片順時針旋轉(zhuǎn)—轉(zhuǎn)至b腔回油—帶動中心軸回轉(zhuǎn)—液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C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葉片式液壓馬達(dá)工作原理圖：工作流程：主要構(gòu)成：葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖：6—定子7—轉(zhuǎn)子8—葉片葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖：6—定子7—轉(zhuǎn)子8—葉片數(shù)字液壓馬達(dá)數(shù)字液壓馬達(dá)3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（1）：

工作原理：

通常用運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電信號。由電信號控制先導(dǎo)閥再控制一級或兩級液壓放大器，產(chǎn)生足夠的動力去驅(qū)動機器人的機械部件。3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（1）：

工作原理：閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（1）：液壓伺服系統(tǒng)原理圖閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（1）：液壓伺服系統(tǒng)原理圖閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（2）：用伺服閥控制液壓缸簡化原理圖閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（2）：用伺服閥控制液壓缸簡化原理圖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：電液伺服閥是一種接受電氣模擬信號，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。按液壓放大器的級數(shù)可分為單級、兩級和三級；按第一級液壓放大器的結(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。

3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（2）：

核心液壓元件：3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（3）：

噴嘴擋板閥：結(jié)構(gòu)：主要由三部分構(gòu)成：力矩馬達(dá)、前置級及功率級。前置級接受力矩馬達(dá)的控制信號，通過改變噴嘴的大小改變油的流量控制功率閥；功率閥接受前置級的流量信號控制并相應(yīng)動作控制機器人某關(guān)節(jié)動作。特點：能夠按照控制要求動作。工作原理：擋板4處于控制噴嘴5中間位置→工作閥芯7不動作→力矩馬達(dá)1通電→擋板4移動→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

3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（3）：

噴嘴擋板閥：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：力矩馬達(dá)前置閥功率閥噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：力矩馬達(dá)前置閥功率閥噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：四、電機驅(qū)動裝置的工作原理

四、電機驅(qū)動裝置的工作原理1．步進(jìn)電機：

概述：步進(jìn)電機是一種電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的機電執(zhí)行元件。當(dāng)有脈沖信號輸入時，步進(jìn)電機就一步一步的轉(zhuǎn)動，每個輸入脈沖對應(yīng)電機的一個固定轉(zhuǎn)角，故稱為步進(jìn)電機。步進(jìn)電機屬于同步電機，多數(shù)情況用做伺服電機，且控制簡單，工作可靠，能夠得到較高的精度。它是唯一能夠以開環(huán)結(jié)構(gòu)用于數(shù)控機床的伺服電動機。步進(jìn)電機按其勵磁相數(shù)可分為三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分為反應(yīng)式、永磁式合混合式三大類。1．步進(jìn)電機：

概述：步進(jìn)電機的基本特點：步進(jìn)電機受點脈沖信號的控制。每輸入以各脈沖信號，就變換以磁繞組的通電狀態(tài)，電機就相應(yīng)的轉(zhuǎn)動以步，因此電機的總回轉(zhuǎn)角合輸入脈沖個數(shù)嚴(yán)格成正比關(guān)系，電機的轉(zhuǎn)速則正比于脈沖的輸入頻率。改變步進(jìn)電機的定子繞組的通電順序，可以獲得所需要的轉(zhuǎn)向。改變輸入脈沖頻率，則可以得到所需要的轉(zhuǎn)速（但是不能夠超出極限頻率）。當(dāng)步進(jìn)電機脈沖輸入停止時，只要維持繞組的激勵電流不變，電機保持在原固定位置上，因此可以獲得較高的定位精度，不需要安裝機械制動裝置從而達(dá)到精確制動。誤差不長期積累，轉(zhuǎn)角精度高。由于每轉(zhuǎn)過360°后，轉(zhuǎn)子的累積誤差為零，轉(zhuǎn)角精度較高。反映時間快。缺點：效率低、沒有過載能力。步進(jìn)電機的基本特點：步進(jìn)電機工作原理圖（1）：A相通電B相通電C相通電定子轉(zhuǎn)子15°15°步進(jìn)電機工作原理圖（1）：A相通電B相通電C相通電定子轉(zhuǎn)子1步進(jìn)電機驅(qū)動（steppingmotor）步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)主要用于開環(huán)位置控制系統(tǒng)。優(yōu)點：控制較容易，維修也較方便，而且控制為全數(shù)字化。缺點：由于開環(huán)控制，所以精度不高。步進(jìn)電機驅(qū)動（steppingmotor）

相數(shù)：產(chǎn)生不同N、S對磁場的激磁線圈對數(shù)。

2.相關(guān)術(shù)語

失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。

拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)。四相四拍運行方式：AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。一般步進(jìn)電機的精度為步距角的3-5%，且不累積。相數(shù)：產(chǎn)生不同N、S對磁場的激磁線圈對數(shù)。

保持轉(zhuǎn)距（HOLDINGTORQUE）或靜轉(zhuǎn)矩是指電機各相繞組通額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時，電機所能輸出的最大轉(zhuǎn)距。是電機選型時最重要的參數(shù)之一。通常步進(jìn)電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。比如，當(dāng)說2Nm的步進(jìn)電機時，在沒有特殊說明的情況下一般是指保持轉(zhuǎn)矩為2Nm的步進(jìn)電機。

定位轉(zhuǎn)矩是指電機各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時，由于混合式電機轉(zhuǎn)子上有永磁材料產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)距。是否存在定位轉(zhuǎn)距是混合式步進(jìn)電機區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機的重要標(biāo)志。DETENTTORQUE

在國內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯。保持轉(zhuǎn)距（HOLDINGTORQUE）或靜細(xì)分驅(qū)動器的原理驅(qū)動器細(xì)分后的主要優(yōu)點：

（1）完全消除了電機的低頻振蕩。（2）同時也提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。（3）提高了電機的分辨率。通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場的夾角來控制步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)的。細(xì)分驅(qū)動器的原理驅(qū)動器細(xì)分后的主要優(yōu)點：通3.運行矩頻特性4.步進(jìn)電機驅(qū)動的特點控制系統(tǒng)簡單可靠，成本低；控制精度受步距角限制，高負(fù)載或高速度時易失步，低速運行時會產(chǎn)生步進(jìn)運行現(xiàn)象。起動曲線運行曲線在這個輸出轉(zhuǎn)矩區(qū)間，步進(jìn)電機啟動時的輸入脈沖頻率必須緩慢增加3.運行矩頻特性4.步進(jìn)電機驅(qū)動的特點起動曲線運行曲線在1、實現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機失步的問題；2、高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn)；3、抗過載能力強，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對有瞬間負(fù)載波動和要求快速起動的場合特別適用；4、低速運行平穩(wěn)，低速運行時不會產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機的步進(jìn)運行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合；5、電機加減速的動態(tài)相響應(yīng)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)；6、發(fā)熱和噪音明顯降低。伺服電機與步進(jìn)電機比較伺服電機的優(yōu)勢：1、實現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機失步的問超聲波電機（一種未來很有希望的電機）特點：超聲波電機具有體積小，重量輕，不用制動器，速度和位置控制靈敏度高，轉(zhuǎn)子慣性小，響應(yīng)性能好，沒有電磁噪聲等普通電機不具備的優(yōu)點。工作原理：當(dāng)給壓電陶瓷施加一定方向的電壓時，各部分產(chǎn)生的應(yīng)變方向相反（在正電壓作用下，+的部分伸長，-的部分壓縮），+、-部分交替相接。在交流電壓的作用下，壓電陶瓷就會沿圓周方向產(chǎn)生交替的伸縮變形，定子彈性體的上下運動產(chǎn)生駐波。此外，由于重疊在一起的兩片壓電陶瓷的相位差為90O，所以，在形成駐波的同時也會在水平方向形成行波。這樣，在駐波和行波的合成波的作用下，使定子作橢圓運動軌跡的振動。這樣，裝在定子上的轉(zhuǎn)子在摩擦力的作用下就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。同樣也有直線運動的超聲波電機。超聲波電機（一種未來很有希望的電機）特點：直接驅(qū)動電機（directdrive:DD）

優(yōu)點：不用齒輪減速器直接驅(qū)動，因此具有無間隙、摩擦小、機械剛度高等優(yōu)點，可以實現(xiàn)高速、高精度的位置控制和微小力控制。這是什么？

種類：直流力矩電機、無刷直流電機、VR式電機等。缺點：因為沒有減速機構(gòu)，所以容易受載荷的影響。直接驅(qū)動電機（directdrive:DD）優(yōu)點：不用工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件

驅(qū)動滾軸絲桿如下圖，3相步進(jìn)電機（1.2°/步）驅(qū)動物體運動1秒鐘，則必要脈沖數(shù)和驅(qū)動脈沖速度的計算方法如下：必要脈沖數(shù)＝10×360°1.2°＝3000[脈沖]自啟動方式驅(qū)動1秒鐘，則驅(qū)動脈沖速度應(yīng)該這樣計算：3000[Pulse]/1[sec]=3[kHz]但是，啟動速度不可能是3kHz，應(yīng)該采用加/減速運行方式來驅(qū)動。設(shè)：加/減速時間設(shè)置為定位時間的25%，啟動脈沖速度為500[Hz]，則

驅(qū)動滾軸絲桿必要脈沖數(shù)＝10×360°＝3000[脈沖]自如上圖，3相步進(jìn)電機（1.2°/步）驅(qū)動物體運動1秒鐘。驅(qū)動輪的周長即旋轉(zhuǎn)一圈移動的距離大約為50[mm]。因此，所需要的必要脈沖數(shù)為1.2驅(qū)動傳動帶如上圖，3相步進(jìn)電機（1.2°/步）驅(qū)動物體運動1秒鐘。驅(qū)動步進(jìn)電機與單片機的接口

由硬件完成脈沖分配的功能

步進(jìn)電機與單片機的接口PMAC運動控制卡PMAC運動控制卡工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件單元控制模式測試傳感器信號調(diào)理執(zhí)行器AD變換器驅(qū)動器微控制器CAN接口CAN總線以太網(wǎng)總線測試傳感器信號調(diào)理執(zhí)行器AD變換器驅(qū)動器微控制器CAN接口。。。。。。CAN總線CAN總線單元控制模式測試傳感器信號調(diào)理執(zhí)行器A驅(qū)動器CCAN總線測試單元控制器1.單片機2.DSP3.ARMPLC工控機。。。。。。。單元控制器1.單片機工業(yè)機器人的驅(qū)動方式

工業(yè)機器人的驅(qū)動方式一、驅(qū)動裝置的分類機器人驅(qū)動分為液壓、氣動和電動三種形式。一、驅(qū)動裝置的分類機器人驅(qū)動分為液壓、氣動和電動三種形式。1．液壓驅(qū)動：

分類：

從運動形式來分分為直線驅(qū)動如直線運動液壓缸和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動如液壓馬達(dá)、擺動液壓缸。

從控制分為開環(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)動的本質(zhì)優(yōu)點在于它的安全性。如噴漆時要求工作區(qū)域所帶電壓不超過9V。

1．液壓驅(qū)動：

分類：莫托曼機器人搬運噴涂機器人莫托曼機器人搬運噴涂機器人工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件2．氣壓驅(qū)動：

分類：直線氣缸，擺動汽缸及旋轉(zhuǎn)氣動馬達(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合（因為空氣具有可壓縮性）。2．氣壓驅(qū)動：

分類：3．電機驅(qū)動：

分類：

按照電機的工作原理不同分為步進(jìn)電機、直流伺服電機、無刷電機等。按照控制水平的高低來分分為開環(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，特別適合于動作復(fù)雜、運動軌跡嚴(yán)格的各類機器人。3．電機驅(qū)動：

分類：二、對驅(qū)動裝置的要求驅(qū)動裝置的質(zhì)量盡可能要輕。單位質(zhì)量的輸出功率要高，效率高。反應(yīng)速度要快。要求力質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動慣量比要大。

動作平滑，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。二、對驅(qū)動裝置的要求驅(qū)動裝置的質(zhì)量盡可能要輕。單位質(zhì)量的輸出三、液壓驅(qū)動裝置

三、液壓驅(qū)動裝置1．實現(xiàn)直線運動的液壓缸：

主要構(gòu)成：主要由活塞、活塞桿、缸體、缸蓋、密封圈、進(jìn)出油口等構(gòu)成。工作原理：1．實現(xiàn)直線運動的液壓缸：主要構(gòu)成：單活塞桿液壓缸結(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—密封圈單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖：主要構(gòu)成：工業(yè)機器人的驅(qū)動方式課件數(shù)字液壓缸數(shù)字液壓缸數(shù)字液壓缸原理數(shù)字液壓缸原理1.1、適合多參數(shù)多系統(tǒng)協(xié)同工作。1.2、高分辨率運動控制精度?？蓪崿F(xiàn)大型機械裝備微米級的運動控制，且響應(yīng)迅速1.3、無損失遠(yuǎn)程控制執(zhí)行?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)等遠(yuǎn)程進(jìn)行系統(tǒng)的操控。1.4、運動特性完全數(shù)字化。速度、行程與電脈沖有直接的對應(yīng)關(guān)系，2、優(yōu)秀的生存力2.1、高電磁兼容性2.1.1、高抗干擾。由于傳輸采用數(shù)字脈沖功率信號可控性好。2.1.2、低電磁輻射。2.2、抗大加速度沖擊振動。由于數(shù)字液壓器件不采用線性電磁鐵作為控制核心，因此抗沖擊和震動能力大大提高。2.3、高抗污染。對液壓油的過濾精度沒有嚴(yán)格要求，甚至液壓油受到污染，同樣不會造成系統(tǒng)的精度降低，更不會造成嚴(yán)重的誤動作甚至是事故。2.4、寬范圍的工作介質(zhì)。無論采用礦物油還是水基乳化液等都可以很好工作。2.5、容易實現(xiàn)防爆。2.6、快速實現(xiàn)自動和手動的轉(zhuǎn)換控制?？梢噪S時通過簡單和輕便的方式實現(xiàn)人工控制，即便是超大載荷，依然可以單手指操控，避免裝備失控。3、簡單的設(shè)計、使用及維護(hù)性。技術(shù)特點1.1、適合多參數(shù)多系統(tǒng)協(xié)同工作。技術(shù)特點2．實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)：

液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置。從構(gòu)成來看，液壓馬達(dá)分為齒輪式、葉片式以及軸向柱塞式。

2．實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)：液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能葉片式液壓馬達(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)—葉片2伸出面積大—推力大—推動葉片順時針旋轉(zhuǎn)—轉(zhuǎn)至b腔回油—帶動中心軸回轉(zhuǎn)—液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C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葉片式液壓馬達(dá)工作原理圖：工作流程：主要構(gòu)成：葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖：6—定子7—轉(zhuǎn)子8—葉片葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖：6—定子7—轉(zhuǎn)子8—葉片數(shù)字液壓馬達(dá)數(shù)字液壓馬達(dá)3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（1）：

工作原理：

通常用運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電信號。由電信號控制先導(dǎo)閥再控制一級或兩級液壓放大器，產(chǎn)生足夠的動力去驅(qū)動機器人的機械部件。3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（1）：

工作原理：閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（1）：液壓伺服系統(tǒng)原理圖閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（1）：液壓伺服系統(tǒng)原理圖閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（2）：用伺服閥控制液壓缸簡化原理圖閉環(huán)伺服系統(tǒng)圖例（2）：用伺服閥控制液壓缸簡化原理圖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：電液伺服閥是一種接受電氣模擬信號，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。按液壓放大器的級數(shù)可分為單級、兩級和三級；按第一級液壓放大器的結(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。

3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（2）：

核心液壓元件：3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（3）：

噴嘴擋板閥：結(jié)構(gòu)：主要由三部分構(gòu)成：力矩馬達(dá)、前置級及功率級。前置級接受力矩馬達(dá)的控制信號，通過改變噴嘴的大小改變油的流量控制功率閥；功率閥接受前置級的流量信號控制并相應(yīng)動作控制機器人某關(guān)節(jié)動作。特點：能夠按照控制要求動作。工作原理：擋板4處于控制噴嘴5中間位置→工作閥芯7不動作→力矩馬達(dá)1通電→擋板4移動→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

3．閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)（3）：

噴嘴擋板閥：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：力矩馬達(dá)前置閥功率閥噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：力矩馬達(dá)前置閥功率閥噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)示意圖：四、電機驅(qū)動裝置的工作原理

四、電機驅(qū)動裝置的工作原理1．步進(jìn)電機：

概述：步進(jìn)電機是一種電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的機電執(zhí)行元件。當(dāng)有脈沖信號輸入時，步進(jìn)電機就一步一步的轉(zhuǎn)動，每個輸入脈沖對應(yīng)電機的一個固定轉(zhuǎn)角，故稱為步進(jìn)電機。步進(jìn)電機屬于同步電機，多數(shù)情況用做伺服電機，且控制簡單，工作可靠，能夠得到較高的精度。它是唯一能夠以開環(huán)結(jié)構(gòu)用于數(shù)控機床的伺服電動機。步進(jìn)電機按其勵磁相數(shù)可分為三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分為反應(yīng)式、永磁式合混合式三大類。1．步進(jìn)電機：

概述：步進(jìn)電機的基本特點：步進(jìn)電機受點脈沖信號的控制。每輸入以各脈沖信號，就變換以磁繞組的通電狀態(tài)，電機就相應(yīng)的轉(zhuǎn)動以步，因此電機的總回轉(zhuǎn)角合輸入脈沖個數(shù)嚴(yán)格成正比關(guān)系，電機的轉(zhuǎn)速則正比于脈沖的輸入頻率。改變步進(jìn)電機的定子繞組的通電順序，可以獲得所需要的轉(zhuǎn)向。改變輸入脈沖頻率，則可以得到所需要的轉(zhuǎn)速（但是不能夠超出極限頻率）。當(dāng)步進(jìn)電機脈沖輸入停止時，只要維持繞組的激勵電流不變，電機保持在原固定位置上，因此可以獲得較高的定位精度，不需要安裝機械制動裝置從而達(dá)到精確制動。誤差不長期積累，轉(zhuǎn)角精度高。由于每轉(zhuǎn)過360°后，轉(zhuǎn)子的累積誤差為零，轉(zhuǎn)角精度較高。反映時間快。缺點：效率低、沒有過載能力。步進(jìn)電機的基本特點：步進(jìn)電機工作原理圖（1）：A相通電B相通電C相通電定子轉(zhuǎn)子15°15°步進(jìn)電機工作原理圖（1）：A相通電B相通電C相通電定子轉(zhuǎn)子1步進(jìn)電機驅(qū)動（steppingmotor）步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)主要用于開環(huán)位置控制系統(tǒng)。優(yōu)點：控制較容易，維修也較方便，而且控制為全數(shù)字化。缺點：由于開環(huán)控制，所以精度不高。步進(jìn)電機驅(qū)動（steppingmotor）

相數(shù)：產(chǎn)生不同N、S對磁場的激磁線圈對數(shù)。

2.相關(guān)術(shù)語

失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。

拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)。四相四拍運行方式：AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。一般步進(jìn)電機的精度為步距角的3-5%，且不累積。相數(shù)：產(chǎn)生不同N、S對磁場的激磁線圈對數(shù)。

保持轉(zhuǎn)距（HOLDINGTORQUE）或靜轉(zhuǎn)矩是指電機各相繞組通額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時，電機所能輸出的最大轉(zhuǎn)距。是電機選型時最重要的參數(shù)之一。通常步進(jìn)電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。比如，當(dāng)說2Nm的步進(jìn)電機時，在沒有特殊說明的情況下一般是指保持轉(zhuǎn)矩為2Nm的步進(jìn)電機。

定位轉(zhuǎn)矩是指電機各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時，由于混合式電機轉(zhuǎn)子上有永磁材料產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)距。是否存在定位轉(zhuǎn)距是混合式步進(jìn)電機區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機的重要標(biāo)志。DETENTTORQUE

在國內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯。保持轉(zhuǎn)距（HOLDINGTORQUE）或靜細(xì)分驅(qū)動器的原理驅(qū)動器細(xì)分后的主要優(yōu)點：

（1）完全消除了電機的低頻振蕩。（2）同時也提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。（3）提高了電機的分辨率。通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場的夾角來控制步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)的。細(xì)分驅(qū)動器的原理驅(qū)動器細(xì)分后的主要優(yōu)點：通3.運行矩頻特性4.步進(jìn)電機驅(qū)動的特點控制系統(tǒng)簡單可靠，成本低；控制精度受步距角限制，高負(fù)載或高速度時易失步，低速運行時會產(chǎn)生步進(jìn)運行現(xiàn)象。起動曲線運行曲線在這個輸出轉(zhuǎn)矩區(qū)間，步進(jìn)電機啟動時的輸入脈沖頻率必須緩慢增加3.運行矩頻特性4.步進(jìn)電機驅(qū)動的特點起動曲線運行曲線在1、實現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機失步的問題；2、高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn)；3、抗過載能力強，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對有瞬間負(fù)載波動和要求快速起動的場合特別適用；4、低速運行平穩(wěn)，低速運行時不會產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機的步進(jìn)運行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合；5、電機加減速的動態(tài)相響應(yīng)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)；6、發(fā)熱和噪音明顯降低。伺服電機與步進(jìn)電機比較伺服電機的優(yōu)勢：1、實現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機失步的問超聲波電機（一種未來很有希望的電機）特點：超聲波電機具有體積小，重量輕，不用制動器，速度和位置控制靈敏度高，轉(zhuǎn)子慣性小，響應(yīng)性能好，沒有電磁噪聲等普通電機不具備的優(yōu)點。工作原理：當(dāng)給壓電陶瓷施加一定方向的電壓時，各部分產(chǎn)生的應(yīng)變方向相反（在正電壓作用下，+的部分伸長