机器人运动控制系统与类型 - 广州国际金属加工工业展览会

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一、机器人运动控制系统

1、定义：

机器人控制系统的功能是接收来自传感器的检测信号，根据要求执行操作，驱动机械臂中的各个电动机，就像人依赖关节去进行活动，机器人的运动控制离不开传感器。机器人的内部传感器信号被用来反映机械臂关节的实际运动状态，机器人的外部传感器信号被用来检测工作环境的变化，所以机器人的神经与大脑组合起来才能成一个完整的机器人控制系统。

2、四大构成

执行机构：伺服电机或步进电机；

驱动机构：伺服或者步进驱动器；

控制机构：运动控制器，做路径和电机联动的算法运算控制；

控制方式：有固定执行动作方式的，那就编好固定参数的程序给运动控制器；如果有加视觉系统或者其他传感器的，根据传感器信号，就编好不固定参数的程序给运动控制器。

机器人控制器是工业机器人最为核心的零部件之一，一般由四个部分组成：输入、输出、控制元件和算法。在一个简易的机器人系统里，分别对应的原件是：

输入：传感器，包含声呐、红外、摄像头、陀螺仪、加速度计、罗盘等；

输出：控制元件，一般是电机；

控制算法：控制板，从小到单片机，大到微机来实现；

控制目标：比如机器人的路径跟踪。

二、工业机器人常用的电机类型

1、伺服电机

伺服电机是在工业机器人中用来控制角度、线速度以及位置的另一个重要部件。微控制器发出的电信号决定了运动量，从而决定了伺服轴所需要的位置。伺服电机的位置通常通过接收来自微控制器的PWM信号来进行控制。伺服电机虽然是一种高速电机，但成本比较高，并且不能准确地进行控制旋转。

2、步进电机

步进电机将电脉冲信号转化为转轴角位移，当驱动器接收到脉冲信号，驱动步进电机转动相应的角度。在机械臂控制过程中，通过调节脉冲个数来控制电机旋转角度，并与行星减速器相配合驱动机械臂关节；同时也可以通过调节脉冲频率来控制关节旋转的速度与加速度，完成对末端执行器与各关节的轨迹规划。根据转子与定子的不同类型可将步进电机分为永磁式、反应式与混合式。

3、直流电机

输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

文章来源：知乎

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