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在移动机器人中，驱动电机的作用是在控制信号(如电压、电流、脉冲等)的作用下，将电能转化为电机轴的角位移、角速度或转矩。)并输出机械能。驱动电机的结构一般包括:底座、外壳、前后端盖、定子总成、转子总成、铁芯、绝缘绕组、电机轴、轴承、换向器、编码器、制动装置等。移动机器人常用的驱动电机主要有DC伺服电机、交流伺服电机和步进电机。下面，我就为大家一一详细介绍:

电机1的基本结构。DC伺服电机DC伺服电机由DC电源供电，包括:普通DC伺服电机、盘式电枢DC伺服电机、空心杯电枢DC伺服电机、无槽电枢DC伺服电机、DC力矩电机等。DC伺服电机的基本工作原理与普通DC电机完全相同，即电枢电流和气隙磁通产生电磁转矩，使DC伺服电机的定子旋转。DC伺服电机通常采用电枢控制方式，即在保持励磁电压不变的情况下，通过改变电枢电压来调节转速:电枢电压越小，转速越低；当电枢电压为零时，电机停止。移动机器人通常自带电池，所以使用的驱动电机主要是DC伺服电机。当DC伺服电机的电压与电池电压不一致时， 有必要借助DC-DC来实现它们之间的适应。DC伺服电机1的结构。普通DC伺服电机普通DC伺服电机的定子为电磁式或永磁式，转子由开槽铁芯和嵌在槽内的电枢绕组组成。普通DC伺服电机负载能力强，堵转转矩大。但由于转子结构复杂、体积大，电机机械惯量大，低速运行稳定性差，控制死区大。2.盘式电枢DC伺服电机盘式电枢DC伺服电机的定子是永磁体，转子是圆盘结构。电枢可分为线绕式(线绕盘式)和印刷电路式(印刷盘式)。该电机结构简单，体积小，转子重量轻，转子的机械惯量小， 但是堵转转矩小。绕线盘电机容量可达几千瓦，印刷盘容量更小。3.空心杯电枢DC伺服电机空心杯电枢DC伺服电机的定子为永磁体，转子以空心杯结构为骨架，电枢绕组放置(或印制)在杯壁上。其电枢绕组可以是绕线绕组或印刷绕组。这种伺服电机以机械惯量极小，控制灵敏度高，几乎没有控制死区，体积可以做得很小很轻而著称。然而，堵转转矩很小，其容量目前还不能做得很大。这是一个微型伺服电机。4.无槽电枢DC伺服电机无槽电枢DC伺服电机与普通DC伺服电机的唯一区别在于其转子铁芯没有开槽， 电枢绕组固定胶粘贴在电枢表面。这种伺服电机具有较大的负载能力、较大的堵转转矩、较大的电机容量和良好的低速稳定性。5.DC扭矩马达DC扭矩马达是一种低速大扭矩马达，无需减速即可。机构可直接拖动负载，实现低速大扭矩平稳运行，即使在转动受阻的情况下也不会爬行，具有较高的稳速精度。因此，它特别适用于那些速度较低且对负载能力有相当要求的场合。DC力矩电机的结构与普通DC伺服电机相同，但其定子主磁极较多，通常采用水平组织。下图显示了用于四足机器人关节的DC力矩电机。DC力矩马达II。交流伺服电机交流伺服电机由交流电源供电， 包括同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。交流伺服电机的结构类似于单相异步电机。在它的定子铁芯中，有两个相间90度的绕组，一个叫励磁绕组，一个叫控制绕组。电机工作时，励磁绕组接单相交流电压，控制绕组接控制信号电压，要求两相电压频率相同。交流伺服电机的转子有两种结构形式:笼形转子和空心杯形转子。交流伺服电机常用于工业机器人，但很少用于移动机器人。1.异步交流伺服电机异步交流伺服电机是指交流感应电机，分为三相和单相、鼠笼式和线绕式，通常采用鼠笼式三相感应电机。其结构简单， 与同容量的DC电机相比，其重量轻1/2。价格只有DC汽车的1/3。缺点是不能实现大范围的平滑调速。2.同步交流伺服电机同步交流伺服电机的定子和异步电机一样，装有对称的三相绕组。转子不同，根据转子结构不同，可分为电磁式和非电磁式。非电磁式可分为磁滞式、永磁式和反应式。滞环和无功同步电动机存在一些缺点，如效率低、功率因数差和制造能力小。永磁体的优点是结构简单、运行可靠、效率高， 但缺点是体积大，启动特性差。交流伺服电机3的结构。步进电机步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电机。结构形式和分类方法很多，按励磁方式一般分为磁阻式、永磁式和混合磁体式三种。按相数可分为单相、两相、三相和多相形式。步进电机的运行性能与其控制方式密切相关。根据其控制方式，步进电机控制系统可分为以下三类:开环控制系统、 闭环控制系统和半闭环控制系统。步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电机。每输入一个脉冲信号，转子就向前旋转一个角度或一步。其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电机也叫脉冲电机。步进电机只有周期误差而没有累积误差，这使得它广泛应用于工业、航空航天、机器人、精密测量等领域。步进电机一般用于对精度和速度要求不高的机器人系统。步进电机的工作原理是当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一个矢量磁场。磁场将驱动转子以一定角度旋转， 使得转子的一对磁场的方向与定子的方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度时，转子也随着磁场旋转一个角度。每输入一次电脉冲，电机就旋转一个角度，向前运动。角位移输出与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电顺序，电机反转。因此，步进电机的旋转可以通过控制脉冲的数量和频率以及电机各相绕组的通电顺序来控制。步进电机的结构那么如何选择合适的电机呢？选择移动机器人的驱动电机没有特定的规则。一般来说，选择什么样的电机在很大程度上取决于负载的物理特性，负载的工作特性， 系统要求和工作环境。移动机器人选择电机要综合考虑以下几点:(1)电机类型的选择:根据移动机器人的电机启动、制动、反转、调速和转矩的要求选择电机类型。(2)确定电机的结构:根据移动机器人使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、防爆等，确定电机的结构。(3)确定电压等级:根据移动机器人电源的电压、电流等参数确定电机的电压等级。(4)确定电机输出转矩:根据负载转矩及其变化范围，减速。机构的减速比决定了电机的输出扭矩。电机的连续转矩是负载转矩的1.2~1.3倍。(5)确定速度范围:根据移动机器人的运行速度和减速度机构减速比和其他性能要求来确定电机的转速范围。(6)确定电机功率:根据电机的输出转矩、转速范围、过载能力等参数，确定电机的额定功率。(7)检查电机转子的转动惯量:负载惯量与电机转子惯量之比应小于5:1。除了以上几点，还需要综合考虑电机运行的可靠性、备件的通用性、安装维护的难易程度、产品的情况。价格，运行费用和维护费用等经济指标，达到安全运行和节能的目的。返回搜狐查看更多负责任的编辑: