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设计机械臂时如何计算电机扭矩

发布时间:2024-10-11 05:36:25

① 设计一个承载能力是5kg的6自由度机械臂,第一关节需要多大电机做驱动跪求答案

臂展是多少啊?5Kg×9.8N/Kg×臂展长度×安全系数=电机的驱动,根据这个结果电机选型就可以了。

② 模型机械臂应该选用什么电机才能满足力矩要求

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!

③ 机械臂设计如何确定臂长,底盘,如何计算的

设计思路先确定几臂,再确定工作范围,确定最大的工作负载然后力矩分析。

④ 机械臂重力项力矩提取与辨识

探索机械臂重力与摩擦力项力矩的精准提取与辨识


在人机协作的机械臂中,低速运动时,重力 G(q) 和摩擦力 f(q) 的影响举足轻重,它们在控制力矩中占据主导地位。对于实现零力拖动示教和碰撞检测,精确识别这些力矩至关重要。本文将深入解析这一过程,从理论到实践,一步步揭示重力项力矩的辨识原理和方法。


1. 重力项与摩擦力辨识的重要性


在机械臂低速运行时,忽略惯性、哥氏及向心力的影响,我们得以简化模型,专注于重力和摩擦力的辨识。通过对关节位置 q 的控制,我们可以在关节空间实现‘零力’模式下的拖动示教,同时实时监控力矩,一旦力矩超过阈值,即判断可能的碰撞发生。


此外,精确的重力和摩擦力辨识对于机器人控制器设计至关重要,它们构成力矩前馈控制的基石,确保了操作的稳定性和安全性。


2.1 重力项力矩辨识原理


重力项,作为仅依赖关节位置的函数,其辨识是动力学参数识别的一部分。尽管完整的动力学参数识别过程复杂,但重力和摩擦力的识别相对简化。通过公式(2),我们看到了理论上的表达,然而实际操作中,需要克服摩擦对静止状态下力矩测量的干扰。通过在极小速度下正反通过特定关节,我们得以提取出重力作用力矩,如式(5)所示。


2.2 重力项力矩回归矩阵整理与分离


通过DH参数模型和齐次变换矩阵,以及力矩在不同坐标系间的转换,我们设计了实验,如图1所示的机械臂连杆坐标系。拉格朗日动力学模型中的重力项力矩解析表达式展示了这一过程的深入解析,通过分离线性表达,我们得以进行辨识。


2.3 重力项力矩辨识实践


2.3.1 运动设计:采用快速辨识策略,让目标关节在小范围缓慢运动,同时保持其他关节运动幅度大,避免动力学优化过程。


2.3.2 实验与仿真:通过rtsim软件,我们对关节2进行了辨识实验,并可视化了结果,如图8和图9所示。


2.3.3 离线辨识:利用实验数据,通过最小二乘法提取出重力矩参数,通过广义伪逆矩阵找到最小范数解,如图16所示。


3. 辨识准确性验证


通过对比基于辨识模型的预测力矩与电机电流实际力矩,如图17-20,我们验证了辨识结果的准确性。这些结果为实现零力拖动和碰撞检测提供了坚实的基础。


总结,通过精密的理论分析和实验验证,本文揭示了机械臂重力项力矩辨识的关键步骤,为机器人控制和人机协作提供了有力支持。

⑤ 机械臂设计电机选择

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,功率选最高的内50W或者100W绰绰有余,或者定制更小容的。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。。

⑥ 现在正在设计一个3关节机械臂,提技术指标时,关节末端的位移分辨率如何给出关节最大输出力矩如何算谢

位移分辨率这种提法是错误的,可以说成末端定位精度多少多少mm
例如想定位到空间某一点A:(x,y,z),定位精度为5mm,则以A为球心,半径5mm内的点都是符合精度要求的

定位精度和关节输出例句都应该是根据任务要求确定的,如果任务对关节力矩没有具体要求,则应根据机械臂连杆的重量等确定电机功率、力矩、精度等

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