市面上各式各样的机器人席卷而来,有的长相呆萌、有的曼妙火辣,有的甚至智商堪比人类,但是在剥离机器人华丽的的外表后,里面就是一大堆的电机与传感器,而机器人内使用的电机其中就包括直流电机,它是移动机器人主要的轮驱动体。
直流电机是通过两个磁场的相互作用产生旋转。定子通过永磁体或受激励电磁铁产生一个固定磁场,转子由一系列电磁体构成,当电流通过其中一个绕组时会产生一个磁场。对有刷直流电机而言,转子上的换向器和定子的电刷在电机旋转时为每个绕组供给电能。通电转子绕组与定子磁体有相反极性,因而相互吸引,使转子转动至与定子磁场对准的位置。当转子到达对准位置时,电刷通过换向器为下一组绕阻供电,从而使转子维持旋转运动。
机器人内使用的直流电机是移动机器人主要的轮驱动体,今天就给大家普及一下相关直流电机的构造、特征以及基本原理。
直流电机构造电枢电机(armature,motor), 永久磁石(permanent magnet, 域磁石), 电刷(brush), 轴承电机外壳等。
电刷: 供应电流
换向器(Commutator): 电流转换供应电流到多电枢板上
电枢: 产生旋转力和组织电机的体转的电磁石
轴承:建立定子的旋转组织,一般用滚珠轴承和滑动轴承
永久磁石: 给电枢板磁力,产生在电枢产生的电磁力生产旋转力
其他 :外壳, 前后盖子.. 提供保护电机组织
直流电机有如下所示特征:
启动转矩大
对于负载的电压及电流,旋转特性是直线的比例
良好的输出效率
调速方便(可无极限调速)
运行稳定,转矩和转速容易控制
换相器需经常维护
电刷极易磨损,必须经常更换
噪音比交流电机大
直流电机的基本原理包括: Faraday法则(法拉第法则)、弗来铭(Fleming)右手法则和左手法测等(具体查看掌握主动科技《GP-SmartCar 程序设计》)
注:本文选自掌握主动科技出版《GP-SmartCar 程序设计》,第二章节。本书为掌握主动科技自主研发的SmartCar智能小车配套教材。欢迎大家留言探讨。