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設計機械臂時如何計算電機扭矩

發布時間:2024-10-11 05:36:25

① 設計一個承載能力是5kg的6自由度機械臂,第一關節需要多大電機做驅動跪求答案

臂展是多少啊?5Kg×9.8N/Kg×臂展長度×安全系數=電機的驅動,根據這個結果電機選型就可以了。

② 模型機械臂應該選用什麼電機才能滿足力矩要求

這個的要看體積和重量有沒有要求了,如果有要求的話,必須用大力矩電機,如果沒有要求,則可以選用電機和減速器配套的減速機!那裡有行星式的,蝸輪蝸桿的,直齒斜齒式的,你可以考慮考慮!

③ 機械臂設計如何確定臂長,底盤,如何計算的

設計思路先確定幾臂,再確定工作范圍,確定最大的工作負載然後力矩分析。

④ 機械臂重力項力矩提取與辨識

探索機械臂重力與摩擦力項力矩的精準提取與辨識


在人機協作的機械臂中,低速運動時,重力 G(q) 和摩擦力 f(q) 的影響舉足輕重,它們在控制力矩中占據主導地位。對於實現零力拖動示教和碰撞檢測,精確識別這些力矩至關重要。本文將深入解析這一過程,從理論到實踐,一步步揭示重力項力矩的辨識原理和方法。


1. 重力項與摩擦力辨識的重要性


在機械臂低速運行時,忽略慣性、哥氏及向心力的影響,我們得以簡化模型,專注於重力和摩擦力的辨識。通過對關節位置 q 的控制,我們可以在關節空間實現『零力』模式下的拖動示教,同時實時監控力矩,一旦力矩超過閾值,即判斷可能的碰撞發生。


此外,精確的重力和摩擦力辨識對於機器人控制器設計至關重要,它們構成力矩前饋控制的基石,確保了操作的穩定性和安全性。


2.1 重力項力矩辨識原理


重力項,作為僅依賴關節位置的函數,其辨識是動力學參數識別的一部分。盡管完整的動力學參數識別過程復雜,但重力和摩擦力的識別相對簡化。通過公式(2),我們看到了理論上的表達,然而實際操作中,需要克服摩擦對靜止狀態下力矩測量的干擾。通過在極小速度下正反通過特定關節,我們得以提取出重力作用力矩,如式(5)所示。


2.2 重力項力矩回歸矩陣整理與分離


通過DH參數模型和齊次變換矩陣,以及力矩在不同坐標系間的轉換,我們設計了實驗,如圖1所示的機械臂連桿坐標系。拉格朗日動力學模型中的重力項力矩解析表達式展示了這一過程的深入解析,通過分離線性表達,我們得以進行辨識。


2.3 重力項力矩辨識實踐


2.3.1 運動設計:採用快速辨識策略,讓目標關節在小范圍緩慢運動,同時保持其他關節運動幅度大,避免動力學優化過程。


2.3.2 實驗與模擬:通過rtsim軟體,我們對關節2進行了辨識實驗,並可視化了結果,如圖8和圖9所示。


2.3.3 離線辨識:利用實驗數據,通過最小二乘法提取出重力矩參數,通過廣義偽逆矩陣找到最小范數解,如圖16所示。


3. 辨識准確性驗證


通過對比基於辨識模型的預測力矩與電機電流實際力矩,如圖17-20,我們驗證了辨識結果的准確性。這些結果為實現零力拖動和碰撞檢測提供了堅實的基礎。


總結,通過精密的理論分析和實驗驗證,本文揭示了機械臂重力項力矩辨識的關鍵步驟,為機器人控制和人機協作提供了有力支持。

⑤ 機械臂設計電機選擇

你用伺服電機控制,用位置或力矩模式應該都是不錯的選擇,功率選最高的內50W或者100W綽綽有餘,或者定製更小容的。既然要求這么高,就找軍工配套企業的產品吧。但這樣一來,可能電機和驅動廠家不是同一個,對問題的出現和解決要有心理准備。。

⑥ 現在正在設計一個3關節機械臂,提技術指標時,關節末端的位移解析度如何給出關節最大輸出力矩如何算謝

位移解析度這種提法是錯誤的,可以說成末端定位精度多少多少mm
例如想定位到空間某一點A:(x,y,z),定位精度為5mm,則以A為球心,半徑5mm內的點都是符合精度要求的

定位精度和關節輸出例句都應該是根據任務要求確定的,如果任務對關節力矩沒有具體要求,則應根據機械臂連桿的重量等確定電機功率、力矩、精度等

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