機(jī)器人運(yùn)動設(shè)計挑戰(zhàn)之電機(jī)選擇
從輔助外科手術(shù)到在制造工廠里舉起數(shù)千公斤的重物,機(jī)器人為我們生活的許多方面提供了便利。機(jī)器人對現(xiàn)代化世界的影響顯而易見,但您是否思考過機(jī)器人系統(tǒng)如何實現(xiàn)如此、快速和強(qiáng)大的運(yùn)動?如果答案是通過電機(jī),那么恭喜您回答正確!
機(jī)器人往往是模仿本應(yīng)由人類執(zhí)行的操作;有鑒于此,它的功能主要包括通過某種形式的位移或旋轉(zhuǎn)來調(diào)整位置和方向,這些運(yùn)動一般通過電機(jī)實現(xiàn)。
傳統(tǒng)的機(jī)器人應(yīng)用場景主要專注于機(jī)械驅(qū)動(如手臂操縱或傳送帶循環(huán)),而現(xiàn)代應(yīng)用場景則簡單得多,就像相機(jī)旋轉(zhuǎn)或精準(zhǔn)機(jī)械光束轉(zhuǎn)向激光雷達(dá)傳感器。您可能會驚訝地發(fā)現(xiàn),電機(jī)的基本應(yīng)用是基礎(chǔ)不過的風(fēng)扇和泵,但實際上卻對散熱和液壓起著重要作用。
舉例來說,機(jī)械臂關(guān)節(jié)中的無刷直流 (BLDC) 電機(jī)通常包括旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和保持靜止的定子。應(yīng)用電信號使定子上的線圈繞組通電能夠形成磁場,從而產(chǎn)生磁力,使轉(zhuǎn)子運(yùn)動,進(jìn)而旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂內(nèi)的關(guān)節(jié)。合理使用電子信號,機(jī)械臂不僅僅會運(yùn)動,更能夠以特定的速度、位置精度和扭矩運(yùn)動。
電機(jī)如何驅(qū)動下一代機(jī)器人
除了涉及到運(yùn)動的和強(qiáng)大任務(wù)外,微控制器 (MCU) 和集成電機(jī)驅(qū)動器等電機(jī)控制半導(dǎo)體的進(jìn)步正在優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)動方式,而要實現(xiàn)這一目標(biāo)卻面臨著 4 大挑戰(zhàn)。