電機驅(qū)動主控芯片

來源: 發(fā)布時間:2021-12-21

因為傳統(tǒng)的剛性驅(qū)動器已經(jīng)不能滿足機器人的需求。如足式機器人,在步行運動中總會受到地面的沖擊,如何更好地吸收沖擊能量并良好地控制腿部在沖擊后的運動,需要做機械與控制方面的改進。而研究柔性驅(qū)動器就是其改進方向之一。如工業(yè)機器人,拖動試教是一種簡單快捷的機器人配置功能。在人拖動機器人的過程中,希望人受到的阻力小,機器人運動平順不抖動。除了在柔順控制的算法上做文章,研究機械方面的柔性驅(qū)動器也是一大方向。除此以外,剛性機器人常常因裝配誤差等問題造成“卡死”,剛性的位置控制算法會對機器人關(guān)節(jié)施加很大的堵轉(zhuǎn)扭矩,這容易對機械系統(tǒng)造成損傷。而在關(guān)節(jié)中加入一些吸能與緩沖結(jié)構(gòu),能在機械上保護機器人。再者,外部環(huán)境的沖擊對機器人控制系統(tǒng)來說,通常是極其短暫的階躍信號,如果控制系統(tǒng)的帶寬不高,是難以響應(yīng)這些信號的。即,即便是柔順控制算法,通常也無法很好響應(yīng)沖擊信號,進而無法對環(huán)境的沖擊做出控制,因此機器人在面對沖擊時就會以剛性的狀態(tài)去應(yīng)對。硬碰硬,結(jié)果通常是損害機械本體。伺服單元采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu),通過高性能的硬件支持,實現(xiàn)閉環(huán)控制的軟件化。電機驅(qū)動主控芯片

閘機的基本組成部分包括箱體、攔阻體、機芯、控制模塊和輔助模塊。

用于識別行人的通行狀態(tài),判斷行人是否合法通行,并且可以判斷行人是否處于攔阻體運動范圍內(nèi),以保護行人的人身安全。檢測模塊的性能非常關(guān)鍵,影響到閘機的有效性和安全性,主要由硬件--傳感器和軟件--識別算法這兩個因素決定。傳感器一般采用紅外光電開關(guān)(比較常見)或紅外光幕,紅外光電開關(guān)又分為成對使用的對射式(比較常見)和單個使用的反射式;閘機會采用10對以上進口紅外光電開關(guān),特殊場合會采用高性能紅外光幕或其他特殊的傳感器。另外識別算法也很重要,不同行人的身高、步距、速度各不相同,攜帶行李的尺寸和位置也多種多樣,還要考慮到多人連續(xù)通過前后間距(防尾隨),有些場合還要考慮騎自行車通行的情況,閘機廠商一般會根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)學模型,自行開發(fā)識別算法,可以有效識別行人、行李和自行車等常見的通行目標,并且防尾隨距離可以達到20mm以內(nèi),該指標同時取決于傳感器識別精度和算法,普通閘機防尾隨距離只能達到100mm。 閘機用驅(qū)動器閘機的應(yīng)用場合分室內(nèi)外,室內(nèi)外環(huán)境不一樣,適用的閘機也不一樣。

伺服驅(qū)動器在控制信號的作用下驅(qū)動執(zhí)行電機,因此驅(qū)動器是否能正常工作直接影響設(shè)備的整體性能。在伺服控制系統(tǒng)中,伺服驅(qū)動器相當于大腦,執(zhí)行電機相當于手腳。而伺服驅(qū)動器在伺服控制系統(tǒng)中的作用就是調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速,因此也是一個自動調(diào)速系統(tǒng)。

驅(qū)動器的重心主控板,驅(qū)動器由繼電器板傳遞控制信號和檢測信號,完成上圖的雙閉環(huán)控制,包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié),實現(xiàn)執(zhí)行電機的轉(zhuǎn)速控制和換相控制。驅(qū)動器的驅(qū)動板從主控板接受信號驅(qū)動功率變換電路,實現(xiàn)執(zhí)行電機的正常工作。伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)由電源電路、繼電器板電路、主控板電路、驅(qū)動板電路及功率變換電路組成。電源電路作用,將外部輸入的直流電轉(zhuǎn)換為大小不同的直流電輸出,為后續(xù)的繼電器板、驅(qū)動板、功率變換電路提供直流電源。繼電器板作用,提供直流電完成控制信號、檢測信號傳遞。

有刷電機采用機械換向,磁極不動,線圈旋轉(zhuǎn)。電機工作時,線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成的。在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個象圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。隨著電機轉(zhuǎn)動,不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉(zhuǎn)動。碳電極在線圈接線頭上滑動,象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。相互滑動,會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設(shè)備。過去旋轉(zhuǎn)電機是轉(zhuǎn)化為機械能的方式需要有驅(qū)動器驅(qū)動電機。

在伺服驅(qū)動器速度閉環(huán)中,電機轉(zhuǎn)子實時速度測量精度對于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測量精度與系統(tǒng)成本的平衡,一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器,與其對應(yīng)的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍,但這種方法有其固有的缺陷,主要包括:1)測速周期內(nèi)必須檢測到至少一個完整的碼盤脈沖,限制了比較低可測轉(zhuǎn)速;2)用于測速的2個控制系統(tǒng)定時器開關(guān)難以嚴格保持同步,在速度變化較大的測量場合中無法保證測速精度。因此應(yīng)用該測速法的傳統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計方案難以提高伺服驅(qū)動器速度跟隨與控制性能為了延長伺服系統(tǒng)的工作壽命,對于系統(tǒng)的使用環(huán)境,需考慮到溫度、濕度、粉塵、振動及輸入電壓這五個要素。symot伺服驅(qū)動器

不同場所閘機使用的識別方式不一樣,有的單獨使用某種識別方式,有的組合多種使用。電機驅(qū)動主控芯片

無電刷、低干擾

無刷電機去除了電刷,直接的變化就是沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設(shè)備的干擾。

噪音低,運轉(zhuǎn)順暢

無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多,這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。

壽命長,低維護成本

少了電刷,無刷電機的磨損主要是在軸承上了,從機械角度看,無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了,必要的時候,只需做一些除塵維護即可。 電機驅(qū)動主控芯片

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