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基于模型的NXT SCARA机器手臂设计(2)

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发表于 2012-9-23 22:26:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 旭日东升 于 2012-9-23 22:33 编辑

2   NXT SCARA系统简介
  本章介绍NXT SCARA 结构和传感器/伺服电机。


2.1  结构图
2-1显示了NXT SCARA结构。
02.JPG
2-1 NXT SCARA
2.2 传感器和伺服电机

2-1和表2-2显示了传感器和伺服电机属性
2-1 传感器属性
传感器

输出
单位
数据类型
最大采样时间[1/s]
转动编码器

角度
Deg
int32
1000
按键传感器

/
Int8
1000
2-2 伺服电机属性
伺服电机

输出
单位
数据类型
最大采样时间[1/s]
DC Motor

PWM
%
int8
500
参考文献[1]说明关于直流电动机的许多属性。 一般来说,传感器和伺服电机是相互独立的。



2.3 齿轮传动与转台
为了电机的角度转换成链接杆的角度和减少角速度,NXT SCARA机器的使用齿轮传动和转台。图2-2显示了齿轮之间的链接1和链接2传动的放大图。

03.JPG
我们可以计算连接杆角度θ和马达角度θm齿轮减速比g,通过使用下列方程(θ =θm/ g)

04.JPG
在齿轮之间有反方向间隙情况,有时也被称为齿轮之间的间隙。间隙对跟踪的准确性起到负面的影响,因为它将失去运动时跟反向运动时的接触,这时需要重新建立齿轮的接触。弥补齿轮的接触是必须的。图2-3图示反向间隙的基本概念。在这里,耦合状态表明齿轮是相互耦合的,非耦合状态表明齿轮是分离的。

05.JPG

整个链条的间隙比每个单独齿轮的间隙要大些。
2.4 链接角度和角速度的约束条件
由于NXTSCARA机器人结构上原因,链接角度和链接角速度存在一些约束条件。
最大链接角度
链接1的最大角度是大约90[deg]而链接2的最大角度是大约140[deg]。因此机器手臂可以移动的范围边界是固定的。
最大和最小链接角速度
图2-4显示了电机PWM[%]的实验结果和平均角速度[度/秒]。你应该注意到,如果PWM值低于15%左右,由于链路负载原因,电机不转动。

06.JPG

由图2-4显示的线性部分,我们得到下列拟合公式。
07.JPG

PWMi和ω电机分别表示PWM[]和平均角速度[/毫秒]。在(2.3)式中假定PWM10015,我们可以得到的最大或最小的电机角速度(2.3)。此外,我们可以通过除以(2.2)齿轮减速比g来得到最大和最小的链接角速度。
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发表于 2012-9-24 10:51:20 | 显示全部楼层
太专业了,佩服佩服
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发表于 2012-9-25 18:12:46 | 显示全部楼层
惊现学霸!!
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发表于 2012-9-26 20:19:38 | 显示全部楼层
专业玩家呀
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