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机械臂关节扭矩(机械臂力矩)

来源:www.haichao.net  时间:2023-02-03 05:04   点击:217  编辑:admin   手机版

1. 机械臂力矩

你用伺服电机控制,用位置或力矩模式应该都是不错的选择,功率选最高的50W或者100W绰绰有余,或者定制更小的。既然要求这么高,就找军工配套企业的产品吧。但这样一来,可能电机和驱动厂家不是同一个,对问题的出现和解决要有心理准备。

2. 机械臂力矩反馈的实现方法

我做过的都是小东西,分享一下直流电机的经验。

直流有刷电机控制起来相比步进电机更复杂,这也是有刷电机有更好的伺服控制器的原因。

有刷电机的控制应该是由电流->扭力->加速度->速度->位置。

通常的伺服控制里面有电流环、速度环和位置环三环控制系统。位置环主要是规划速度曲线,速度环和电流环进行pid控制。

举个我实际遇到过的例子,控制一个机构旋转,到达限位后断电,通过直流电机完成。可以看做直流电机的位置控制。

使用开环控制,既不加反馈,开始还好,但是时间长了轴承里的滚珠出现了问题,电压3.41v转不动,3.42v会使得转动力量过大,当到达规定限位后和其他机构发生碰撞反弹。

所以你问提高多少倍,我认为有没有反馈是对与错的问题,不是好与坏的问题。

当然,开环控制可以少很多传感器,少处理很多信号,少写很多代码。但是反馈控制是保证稳定的前提。一定要回答你的问题的话,我以为:无穷大。----------------------------------------但是看你提到视觉伺服,我所知道的一些应用,比如串联机械臂即使每一个关节都做了反馈,末端也可能不准,这时就可以用视觉伺服一类的东西反馈末端信息。

这种情况下,我认为(只是个人观点,要想知道具体数据请参考'IEEE最新的论文)应该有两个数量级以上的提高。

都答俩答案了 ^_^

3. 机械臂力矩控制模式

1、开动主机前先装上电动扳手反作用力臂并找准反力臂支撑点。调整扳手四方驱动头并与套在螺母上方的四方套筒相匹配。

2、手动调整扳手液晶屏上控制按钮,将控制仪的扭矩调到拧紧所需要的扭矩值,确定好电动扳手的正反转。

3、按下启动键扳手开始工作,当电动扳手反力臂靠牢支撑时(支点可以是邻近的一只螺栓或其他可作支点的位置)螺栓开始拧紧,当螺栓扭矩达到预定扭矩时,扳手便会自动停止完成拧紧工作。

4、如果遇到反力臂与支撑点卡得太紧不能脱离时,调整正反向开关至反向,点动启动扳机扳手即可取下

4. 机械臂力矩控制接口

力矩(torque):力(F)和力臂(L)的乘积(M)。即:M=F·L。力矩是描述物体转动效果的物理量,物体转动状态发生变化。才肯定受力矩的作用。

  当物体绕固定轴转动时,力矩只有两种可能的方向,所以可用正负号来表示。一般规定:使物体沿逆时针方向转动的力矩为正;使物体沿顺时针方向转动的力矩为负。因此作用于有固定轴的转动物体上的几个力矩的合力矩就等于它们的代数和。这个代数和将决定物体是处于平衡状态,还是非平衡状态。

  在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米(newton-metre),注意不能写成焦耳。焦耳是能量单位,力矩和能量是两个不同的概念。

  在计算力矩问题时,要注意力臂是在垂直转动轴的平面内,从转动轴到力的作用线的垂直距离。力矩是力产生的一种效应。当作用于物体的力的方向线,不通过物体的重心时,对于此物体,就叫受到了偏心力,偏心力的效应是使此物体产生转动及沿力方向移动,产生的转动就叫此力对物体有力矩作用,其值等于力乘上力与物体重心之间的距离。工程单位为KN·m。以上是力矩的实物现象。把这个现象抽象化,引用于工程结构的计算中,就可以将荷载对于结构上某点取力矩,其值等于荷载中心乘该点到荷载方向线的垂直距离。

  力矩有什么用

  力矩的量纲是距离×力;与能量的量纲相同。但是力矩通常用牛顿-米,而不是用焦耳作为单位。力矩的单位由力和力臂的单位决定。

  在物理学里,力矩是一个向量,可以被想象为一个旋转力或角力,导致出旋转运动的改变。

  力对物体产生转动作用的物理量。可分为力对轴的矩和力对点的矩。力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量。

  它是代数量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按右手螺旋定则确定:以右手四指沿分力方向(X轴/Y轴),且掌心面向转轴(X轴/Y轴)而握拳,大拇指方向(Z轴)与该轴正向一致时取正号,反之则取负号。力对点的矩是力对物体产生绕某一点转动作用的物理量。它是矢量,等于力作用点位置矢r和力矢F的矢量积。

  物体在F作用下 ,绕垂直于r与F组成的平面并通过O点的轴转动 。转动作用的大小和转轴的方向取决于F对O点的矩矢M,M=r×F ;M的大小为rFsina ,方向由右手定则确定 。力矩M 在过矩心O的直角坐标轴上的投影为 Mx 、My 、Mz 。可以证明 Mx 、My 、Mz 就是F对x ,y,z轴的矩。力矩的量纲为L2MT -2,其国际制单位为N·m.

  力矩怎么求

  通俗版:就是力乘力臂,力臂就是研究的点到力的垂直距离,力矩的作用方向是用右手延力臂和力的方向握拳,大姆指指向,它于力和力臂所在平面垂直

  力矩=力×力臂

  具体的:

  动力矩=动力×动力臂阻

  力矩=阻力×阻力臂

力矩的计算公式M=F*L式中M是力F对转动轴O的力矩,凡是使物体产生反时针方向转动效果的,定为正力矩,反之为负力矩。单位:在国际单位制中,力矩单位是牛顿*米,简称:牛*米,符号:N*m力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。力矩的单位是牛顿-米。力矩希腊字母是 tau。力矩的概念,起源于阿基米德对杠杆的研究。转动力矩又称为转矩或扭矩。力矩能够使物体改变其旋转运动。推挤或拖拉涉及到作用力 ,而扭转则涉及到力矩。力矩等于径向矢量与作用力的叉积。

5. 机械臂力矩计算

一、定义不同

力矩 (moment of force) 力对物体产生转动作用的物理量。可以分为力对轴的矩和力对点的矩。即:M=LxF。其中L是从转动轴到着力点的距离矢量, F是矢量力,力矩也是矢量。

力臂力的作用线到转动轴的垂直距离。与动力对应的力臂叫动力臂,与阻力对应的力臂叫阻力臂。

二、性质不同

力矩的性质

1、力F对点O的矩,不仅决定于力的大小,同时与矩心的位置有关。矩心的位置不同,力矩随之不同;

2、当力的大小为零或力臂为零时,则力矩为零;

3、力沿其作用线移动时,因为力的大小、方向和力臂均没有改变,所以,力矩不变。

4、相互平衡的两个力对同一点的矩的代数和等于零。

力臂的性质

1、力臂是支点到力的作用线的距离,力臂的数学模型就是点到直线的距离。其中“点”为杠杆的支点;“线”是力的作用线,即通过力的作用点沿力的方向所画的直线。需要引起注意的是:千万不能把力臂理解为“支点到力的作用点的长度”。

2、作用在同一个点上的几个力,若它们的方向不同,那么力臂一般不同。

3、若力的作用线通过支点,那么这个力的力臂就一定为零。

三、应用不同

力矩的应用

力矩的应用是电动机。所谓的力矩电动机是一种扁平型多极永磁直流电动机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。

力臂的应用

自行车从结构上来说是简单机械的组合,驱动时应用力学平衡原理,所以能行走。

1、车把手在转动时是一个省力杠杆,当动力臂大于阻力臂时可以省力。

2、刹车闸在使用时是一个杠杆,当动力臂大于阻力臂时可以省力。

3、脚踏板与大飞轮,小飞轮与后轮组成轮轴装置,当动力作用在轮上可以省力,作用在轴就费力。

钢丝钳是利用省力的杠杆原理制成的。

1、剪口,用力相同时,剪口面积小,可以增大压强剪断铁丝。

2、整把钳是省力杠杆,可以省力。

3、胶把,表面凹凸花纹,可以增大有益摩擦。

4、胶把是绝缘塑胶,可以防止发生触电事故。

6. 机械臂力矩控制

这个的要看体积和重量有没有要求了,如果有要求的话,必须用大力矩电机,如果没有要求,则可以选用电机和减速器配套的减速机!那里有行星式的,蜗轮蜗杆的,直齿斜齿式的,你可以考虑考虑!

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