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舵机驱动原理?

发布时间:2023-10-13 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅

一、舵机驱动原理?

舵机是一种常用于控制角度位置的电机,其驱动原理基于PWM(脉宽调制)信号。下面详细介绍舵机的驱动原理:

1. 脉宽调制(PWM)信号:PWM信号是一种矩形波信号,通过调节脉冲的高电平时间来控制信号的占空比。通常,脉冲的周期为20毫秒(ms),高电平时间(也称为脉宽)在0.5~2.5毫秒范围内。

2. 脉宽对应角度:舵机根据接收到的PWM信号来确定要转动的角度。通常情况下,0.5毫秒的脉宽对应舵机的最小角度,2.5毫秒的脉宽对应舵机的最大角度,1.5毫秒的脉宽对应舵机的中间角度。

3. 控制电路:舵机驱动电路通常由控制芯片和驱动电源组成。控制芯片负责接收外部控制信号,并产生相应的PWM信号输出。驱动电源为舵机提供所需的电力。

4. 反馈信号:一些高级舵机还具有反馈功能,可通过返回的信号数据来确定舵机的角度。这种反馈信号可以用于实现精确的位置控制。

当收到PWM信号后,舵机的驱动电路会根据脉宽的值来控制电机的转动方向和速度。具体操作步骤如下:

- 当脉宽为0.5毫秒时,电机会向一个极限角度方向转动。

- 当脉宽为1.5毫秒时,电机会停止转动,保持在中间位置。

- 当脉宽为2.5毫秒时,电机会向另一个极限角度方向转动。

通过调节PWM信号的脉宽,可以实现对舵机角度的精确控制。这使得舵机在机器人、遥控模型、机械臂等领域中得到广泛应用。

二、怎样制作机器人

制作机器人的方法如下:

1.确定机器人设计目标

在制作机器人之前,首先需要明确机器人的设计目标,包括机器人的外观形态、功能模块、使用场景等。通常情况下,机器人的设计目标需要考虑到机器人的实用性、可靠性以及用户的需求。

2.机械设计

机器人的机械设计包括机器人的结构设计、材料选择、装配方式等方面。其中,机器人的结构设计是比较关键的一环,需要根据机器人的设计目标确定机器人的驱动方式、关节数目、传动机构等参数,并进行结构设计优化,提高机器人的稳定性和精度。

3.电路设计

机器人的电路设计主要包括电源部分、控制部分和传感器部分。其中,电源部分需要选择合适的电源供应和保护电路。

控制部分需要根据机器人的驱动方式选择合适的电机驱动模块、编码器以及控制器,实现机器人的运动控制;传感器部分需要根据咐档机器人的需求选择合适的传感器模块,如温度传感器、光电传感器等。

4.编程

机器人的编程是实现机器人功能的重要一环。需要根据机器人的控制器和驱动模块编写相应的程序,并进行调试和优化,确保机器人能够完成预期的功能。通常情况下,机器人的编程需要掌握相应的编程语言和开发工具,如C++、Python等。

5.测试和优化

在机器人制作完成后,需要对机器人进行测试和优化,确保机器人能够正常工作并满足设计目标。在测试过程中,需要检查机器人的各个部件是否正常运作,是否存在故障和设计缺陷,如果有需要进行相应的优化迹空和改进。

6.总结

制衡州乱作机器人是一个复杂而又充满挑战的过程,需要涉及到多个领域的技术知识和实践经验。在制作机器人的过程中,需要注重细节和技术细节,不断学习和提高自己的技术储备,才能够制作出符合设计要求的机器人。

三、小米扫地机器人频繁报错误10?

小米扫地机器人错误18有两种可能:1)风机吸水或者吸入异物导致风机损坏。2)机器主板风机驱动电路损坏导致风机不转。该机器风机是无刷电机驱动,进水主控电路板会损坏。风机属于高转速低扭矩,忘记安装垃瞎旅圾盒过滤片的情况让用导致异物吸入卡住扇叶导致电机堵转电流异常机器报错。有动燃渣手能力的自己交叉排磨段凳除锁定故障,没有动手能力的用户联系售后或者智电之家解决。

小米扫地机器人错误18有两种可能:1)风机吸水或者吸入异物导致风机损坏。2)机器瞎旅主板风机驱动电路损坏导致风机不转。该机器风机是无刷电机驱动,进水主控电路板会损坏。风机属于高转速低扭矩,忘记安装垃圾盒过滤片的情况让用导致异物吸入卡住扇叶导致电机磨段凳堵转电流异常机器报错。有动手能力的自己燃渣交叉排除锁定故障,没有动手能力的用户联系售后或者智电之家解决。

那可能是系统出现了故障,也或者是进水了。

四、教学机器人的硬件选择设计

本机器人控制器采用“主控器+伺服控制器”的形势。伺服控制器负责完成单关节的位置闭环,在机器人控制中,要求运动平稳无超调,所以伺服控制器的运算任务很繁重。主控制器主要完成除伺服控制器所作的位置闭环以外的所有工作,包括上位机命令接收,机器人状态监视、显示,根据一定的控制算法实现空间轨迹插补以及传感器信息综合处理等工作。所以主控制器的任务也很繁重。 系统的功率放大部分以LMD18200为核心。LMD18200是美国国家半导体公司推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件,同一芯片上集成了四个DMOS管,组成一个标准的H型驱动桥,外接很少的器件就可以完成直流电机的驱动。它瞬间驱动电流可达6A,正常工作电流可达3A,无“shot-through”电流。LMD18200提供双极性驱动方式和单极性驱动方式[4]。由于双极性电流波动大,功率损耗较大,所以系统中采用单极性驱动。

具体的接口电路如图2所示(本机器人采用3个全方位正交轮,通过3个轮子配合,机器人可以完成任意方向的运动,限于篇幅图中只画出一个轮子的相关电路),LM629根据PID控制算法在PWM引脚输出占空比变化但频率固定的PWM信号,通过光电隔离加到LMD18200的5脚,这个PWM信号的占空比通过LMD18200可调节电机速度,LM629的DIR脚的高低电平可控制电机的正反转。为了减少功率电源部分对控制器部分的影响,这两个信号的连接都通过了光电隔离器件TLP521,如图2所示。引脚2、10接直流电机电枢,正转时电流的方向从引脚2流到引脚10;反转时相反。此电路驱动功率大,稳定性好,实现方便,体积小,安全可靠。 为了增加系统的可靠性,减少功率电路对弱电的干扰,系统中使用2组不共地的电源。S3C44B0X最小系统使用的3.3V电源和光电编码器使用的5V电源为1组,24V的功率电源以及LMD18200用的5伏电源为一组。两个电源之间的信号传输通过光电隔离器件TLP521隔离。编码器信号以及LM629的时钟信号都经过施密特触发器整形。另外使用了S3C44B0X本身的WDT模块。

为了减少系统的功耗,主要采取了以下措施(1):主控制器将未使用的外围模块如SPI、定时器1、I2C等关闭;(2):主控制器控制机器人在到达指定位置而没有新的任务(通过串口接收)之前控制LMD18200进入刹车状态,这时LMD18200脚4置逻辑高电平、脚5置逻辑低电平,H桥中所有晶体管关断,每个输出端只有约1.5mA的偏流;(3):主控制执行完(2)中的步骤后进入空闲模式,其各个寄存器的值可以保存,当有新的中断产生时将唤醒主控制器进入正常工作状态。

为了增加系统的可靠性,利用LMD18200的保护功能设计了系统过流过热的保护。LMD18200内部具有过流保护的测量电路,在LMD18200的8脚输出电流取样信号,典型值为377 µA/A[4]。接一个对地电阻R2,通过电阻上的电压和给定的电压比较来监测输出过流情况。LMD18200提供温度报警信号,芯片结温达145℃时,LMD18200的9脚变为低电平。这些保护信号通过光电隔离以后传输给S3C44B0X,实现过热过流的监视。

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