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    4.3电机的选择

    电动机是把电能转换成机械能的设备,按使用电源不同可以分为直流电动机和交流电动机两种。电动机的选择要综合考虑多方面的因素,其中包括功率因数、启动转距、调速情况以及运行成本等,结合实际设计需求最后进行最优方案的选择。

    直流伺服电机 机器人对直流伺服电机的基本要求: •宽广的调速范围 •机械特性和调速特性均为线性无自转现象(控制电压降到零时,伺服电动机 能立即自行停转快速响应好 直流伺服电机:传统型和低惯量型两种类型。 传统型按定子磁极的种类分为两种,永磁式和 电磁式。永磁式的磁极是永久磁铁;电磁式的磁 极是电磁铁,磁极外面套着励磁绕组。

    交流伺服电机 直流电机本身存在不足 •机械接触式换向器结构复杂; •在运行中容易产生火花; •换向器的机械强度不高; •电刷易于磨损; •不适于有粉尘、腐蚀性气体和易燃易爆气 体的场合; •对于一些大功率的输出要求不能满足要 求。交流伺服电机 • 结构简单,制造方便,价格低廉,而且 坚固耐用,惯量小,运行可靠,很少需 要维护,可用于恶劣环境等优点,目前 在机器人领域逐渐有代替直流伺服电机 的趋势。

    4.4机器人传感技术

    机器人则是通过传感器得到感觉信息的。其 中,传感器处于连接外界环境与机器人的接口位 置,是机器人获取信息的窗口。要使机器人拥有 智能,对环境变化做出反应,首先,必须使机器 人具有感知环境的能力,用传感器采集信息是机 器人智能化的第一步;其次,如何采取适当的方 法,将多个传感器获取的环境信息加以综合处 理,控制机器人进行智能作业,则是提高机器人 智能程度的重要体现。因此,传感器及其信息处 理系统,是构成机器人智能的重要部分,它为机 器人智能作业提供决策依据。

    机器人用传感器也可分为内部传感器和外部传感器。内部传感器是用来确定机器人在其自身 坐标系内的姿态位置的,如用来测量位移、速度,加速度和应力的通用型传感器。而外部传感 器则用于机器人本身相对其周围环境的定位。外部传感机构的使用使机器人能以柔性方式与其环 境互相作用。负责检验诸如距离、接近程度和接 触程度之类的变量,便于机器人的引导及物体的 识别和处理。

    机器人对传感器的一般要求是: 1)精度高、重复性好。机器人传感器的精度直接 影响机器人的工作质量。用于检测和控制机器人 运动的传感器是控制机器人定位精度的基础。机 器人是否能够准确无误地正常工作往往取决于传 感器的测量精度。 2)稳定性好,可靠性高。机器人传感器的稳定性 和可靠性是保证机器人能够长期稳定可靠地工作 的必要条件。机器人经常是在无人照管的条件下 代替人工操作的,万一它在工作中出现故障,轻 则影响生产的正常进行,重则造成严重的事故。3)抗干扰能力强。机器人传感器的工作环境往往 比较恶劣,机器人传感器应当能够承受强电磁干 扰、强振动,并能够在一定的高温、高压、高污 染环境中正常工作。 4)重量轻、体积小、安装方便可靠。对于安装在机 器人手臂等运动部件上的传感器,重量要轻,否 则会加大运动部件的惯性,影响机器人的运动性 能。对于工作空间受到某种限制的机器人,体积 和安装方向的要求也是必不可少的。 5)价格便宜。

    4.5机器人的智能控制技术

    智能控制具有以下特点:(1)智能控制系统一般具有以知识表示的非数 学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程。(2)智能控制器具有分层信息处理和决策机 构,它实际上是对人神经结构或专家据测机构的 一种模仿。(3)智能控制器具有非线性.(4)智能控制器具有变结构的特点。(5)智能控制器具有总体自寻优得特点。(6)智能控制系统是一门边缘交叉学科。

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