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机器人关节

从测量位置到控制用途,理解电机侧、负载侧和双编码器反馈。

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机器人关节把电机、传动、轴承、驱动与位置测量放进有限空间。讨论编码器之前,先说明它测的是电机轴、减速器输出轴,还是其他运动部件:位置不同,反馈能观察到的问题也不同。

一个关节不只有一项精度指标

电机换相关注转子电角度,位置控制还涉及传动比、回差、弹性与负载。两处编码器提供两处位置观测;把角度差进一步解释成扭矩,需要机械关系和标定依据。芯片参数不能直接代表关节定位结果。

本专题汇集器件、安装、伺服与关节应用文章。阅读供应链或结构分析时,留意公开事实、结构假设与产品实证之间的区别。

双编码器的差值先对齐,再解释

把电机角按减速比i换到输出侧,并统一方向和零点后,才能讨论差值d=θ负载−θ电机/i。两路还应对应同一有效时刻,否则运动中的时间差也会进入d。

这个差值可以用于研究传动变形,但不能直接改名为扭矩。只有在相应线性弹性模型、刚度与标定条件成立时,才有τ≈K·d这样的估算;回差、摩擦、温度和非线性弹性需要另行处理。上述关系是模型说明,不代表某款关节已具备扭矩测量能力。

参考资料