机器人关节电机及其技术发展综述

关节电机是机器人关节的核心组件,为了促进机器人行业的发展,本文对机器人用关节电机及其关键技术的发展概况进行了综述。文章首先对机器人关节电机的概念及其特点进行了阐述,详细调研了机器人关节电机类型及其发展现状。根据机器人关节电机的特点,总结了该类电机关键技术及其发展现状,提出了亟待解决的问题,并展望了机器人关节电机未来的发展趋势。     

球形电机及其运动轨迹控制

本文介绍了所研制的应用于工业机器人的球关节电机结构与原理;给出其运动学方程和求解算法;并按长轴同步原理,以最小运行时间为优化目标,研究了2自由度球电机运动轨迹的同步协调控制规律。     

基于Halbach阵列的机器人关节电机关键技术研究

机器人关节电机对电机的过载能力、电机重量、响应速度有较高的要求,而传统的力矩电机转子外径较大,转子重量和转动惯量较大,响应慢。基于Halbach阵列设计了一款机器人用关节电机,利用了Halbach阵列的磁屏蔽作用。使用非导磁铝合金作为转子轭部的材料,降低了转子的质量和转动惯量,提高了电机的响应速度。分析了Halbach阵列的优势,列举了几种常见的Halbach阵列结构,确定了电机的尺寸参数。通过电磁场有限元仿真分析了基于Halbach阵列的机器人关节电机的磁钢尺寸对电机性能的影响。最终通过试验验证了该技术的有效性。     

步进电机新型控制器设计及其在机器人多自由度关节中的应用

提出了一种对反应式步进电机控制的新方法。该方法采用单片机＋FPGA实现了双正弦驱动可变细分三相反应式步进电机新型驱动器。实验证明该驱动器细分精度高、可靠稳定、町维护性强，具有很好的应用前景。设计了基于该驱动器的机器人多自由度关节实时控制系统。该系统结构简单，控制精度高。     

步进电机新型控制器设计及其在机器人多自由度关节中的应用

提出了一种对反应式步进电机控制的新方法。该方法采用单片机 FPGA实现了双正弦驱动可变细分三相反应式步进电机新型驱动器。实验证明该驱动器细分精度高、可靠稳定、可维护性强,具有很好的应用前景。设计了基于该驱动器的机器人多自由度关节实时控制系统。该系统结构简单,控制精度高。     

工业机器人关节的电动伺服和电机的智能控制

工业机器人关节采用的液压驱动逐渐被电驱动所代替,其所用的直流电动机有被交流电动机取代的趋势,而发展成为一种关节与电动机合一的结构。文中介绍交流电动机矢量控制方法及工业机器人驱动电动机的智能控制。     

21世纪机器人及其电机的市场展望

阐述机器人及其电机的发展概况,市场前景,指出机器人将成为２１世纪又一世界性的支柱产业,机器人电机具有广阔的开发前景。     

基于CMAC的三关节机器人视觉伺服系统研究

根据小脑模型关节控制器（CMAC）收敛速度快,适于实时控制系统的特点,设计了一种CMAC学习控制方法。在该方法中,CMAC被用作前馈控制器对常规反馈控制器进行补偿。实验证明了所设计控制系统的有效性。     

机器人关节电机的广义预测控制

机器人关节电机控制系统具有非线性和参数变化的特点,基于被控对象精准数学模型的传统控制方法难以对其进行有效的控制。以四足机器人髋关节电机为研究对象,首先分析了系统的机理,建立了被控对象的CARIMA(Controlled Auto-Regressive Integrated Moving Average,受控自回归积分滑动平均)模型;接着提出了一种基于复合神经网络的广义预测控制方法,即由LNN(Linear Neural Network,线性神经网络)和GPFN(Gaussian Poten-tial Function Networks,高斯基函数网络)构成的复合网络对被控对象进行在线辨识,广义预测控制器利用辨识的结果,多步预测,滚动优化,对四足机器人髋关节电机的角位移进行有效控制;最后假定系统存在Stribeck型非线性摩擦,在负载转动惯量缓慢变化和突变的情况下进行了仿真试验,结果表明,该方法具有较强的适应能力,体现了很强的鲁棒性,取得了令人满意的控制效果。     

基于数字信号控制器的无刷直流电机控制器

无刷直流电机的良好特性与其控制器的性能密切相关。介绍基于Microchip公司的数字信号控制器(DSC)dsPIC30F2010设计的300V无刷直流电机的控制器,阐述了利用这种DSC控制无刷直流电机的原理,详细介绍了该控制器的硬件结构与软件流程。实验结果证明了该控制器的可行性。     

多功能电机保护控制一体化装置的研究

提出了交流电动机保护-控制一体化的概念,既能对电动机进行可靠的保护,又能对电动机进行节能控制和软起动控制。文中给出了电动机保护和有关控制的基本原理与设计思想,并对该装置的硬件结构与软件设计中的关键部分进行了讨论。     

智能马达控制器在给排水系统中的应用

文章介绍了给排水系统中泵电动机采用直接起动,固态降压起动及带有泵控功能的智能马达控制器对产生和消除泵系统喘振和液流冲击所起的作用,提出了消除泵系统喘振和液流冲击的有效方法。     

直线伺服电机及其驱动控制器设计

介绍了一种采用直线伺服电机与斯特林制冷机一体设计的方案,双直线电机对动驱动压缩机,使制冷机具有体积小、振动轻、寿命长的显著优点。着重分析了电机的基本结构原理及其驱动控制器的设计。     

直线伺服电机及其驱动控制器设计

介绍民一种采用直线伺服电机与斯特林制冷机一体设计的方案，双直线电机对动驱动压缩机，使制冷机具有体积小、振动轻、寿命长的显著优点。着重分析了电机的基本结构原理及其驱动控制器的设计。     

自抗扰控制器在无刷直流电机控制系统中的应用

为提高控制系统的动态性能和鲁棒性,设计了无刷直流电机的自抗扰控制方案。利用其内部的扩张状态观测器可以估计系统的内外扰动,据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象,然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制。实验结果表明,控制系统具有优良的动态性能。     

智能电动机控制器在给排水系统中的应用

介绍了给排水系统中泵电动机采用直接起动、固态降压起动及带有泵控制功能的智能电动机控制器对产生和消除泵系统喘振和液流冲击所起的作用,提出了消除泵系统喘振和液流冲击有的效方法。     

可编程控制器在中小型电动机检测中的应用

介绍了采用可编程控制器（PLC）开发的测量系统在电动机特性检测中的应用。系统把采集到的参数转换后,通过PID闭环控制使被试电动机工作在预先设定的测试条件下,最后形成检测所需要的数据和报表。系统测试状态稳定,提高了测量的准确性和有效性,降低了测量系统误差,减轻了测试人员的劳动强度。