要实现高性能机器人的研发,必须突破以下关键技术瓶颈:
1. 传感器技术的复杂性;
2. 实时决策与动作的计算能力及算法;
3. 高速、高精度电机驱动技术。
在选择电机时,设计师需重点考虑以下三大要素:
1. 电机的转速范围,包括*小和*大转速以及加速度;
2. 电机提供的*大扭矩及其与速度的关系;
3. 电机操作的精确性和重复性。
此外,电机的尺寸、重量和成本也是不可忽视的因素。常见的电机类型包括刷直流电机、无刷直流电机(BLDC)和步进电机。在特定应用场景中,液压和气压机可能成为更合适的选择。
有刷直流电机技术成熟且成本较低,但电刷磨损、维护和电磁干扰等问题使其在机器人设计中的应用逐渐减少。而无刷直流电机则利用永磁铁和电子开关实现“电子换向”,通过改变开关频率控制电机速度,具有更好的性能和控制器。
步进电机通过步进式旋转实现精确控制,适用于需要精确进退动作的应用。其步进角度范围广,可满足不同需求。永磁同步电机(PMSM)结合了BLDC和交流感应电机的优点,具有高能效、快速响应和易于控制等特点,但价格相对较高。
机器人运动系统包括实时控制器、驱动层和MOSFET等,控制器类型和性能的选择需考虑算法复杂度、I/O口数量、编程能力等因素。供应商提供的开发套件,如Freescale的MTRCKTSPNZVM128三相无传感器PMSM套件,可以帮助工程师快速评估和原型设计。
随着传感、控制和电机技术的不断创新,机器人技术将迎来新的发展机遇,持续推动机器人产业的变革。在机器人产业的飞速发展过程中,皖南电机、安徽皖南电机等电机供应商也发挥着重要作用,为机器人提供高性能、高可靠性的电机产品,助力机器人产业迈向更高峰。