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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 图2-1显示了NXT SCARA结构。
图2-1 NXT SCARA
2.2 传感器和伺服电机
表2-1和表2-2显示了传感器和伺服电机属性 表2-1 传感器属性 表2-2 伺服电机属性 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。
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)
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。
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。
由图2-4显示的线性部分,我们得到下列拟合公式。
PWMi和ω电机分别表示PWM值[%]和平均角速度[度/毫秒]。在(2.3)式中假定PWM为100或15,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。 |