为开发机器人项目选择执行器

heyjoypaul

机器人与现实世界交互有两个基本步骤第一步是感知周围环境，下一步是根据感知到的数据采取行动，避开障碍物或操纵物体。当谈到环境导航和操纵物体时，机器人开发人员依赖于执行器，这是一种将电子命令转化为现实世界运动的组件。

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当然，针对不同应用的执行器硬件有多种类型和选择，这应该不足为奇。在本 卢森堡电报数据 博客中，我们将回顾机器人中常用的不同类型的执行器，讨论选择它们的一些基本注意事项，并探讨如何将它们与QualenlgiesIn的硬件连接。

执行器的类型
机器人开发人员将五种常见类型的执行器纳入他们的项目中

直流电机具有由不同级别的直流电压驱动的输出轴的电机，主要与移动传动系统一起使用例如履带式车辆。直流电机的输出轴通常安装在小齿轮、正齿轮或其他类型的齿轮上，并且通常连接到电子速度控制器，该控制器设置电机的速度和旋转方向。与其他执行器一样，直流电机有多种尺寸和扭矩处理特性。
伺服一种将直流电机、输出轴和控制电路集成到一个单元中的组件。伺服系统通常提供旋转运动，但可度旋转的连续旋转伺服系统除外。有爱好级和机器人级伺服系统，我们将在本博客后面讨论。
步进电机直流电机和伺服电机的混合体。步进机通常用于D打印机和数控机床，以实现高精度和可重复性，通常较低的扭矩输出就足够了。
线性执行器类似于伺服系统，但通常通过蜗杆传动等线性机构提供线性运动。
螺线管一种特定类型的线性致动器，可以呈现二进制位置即开关、开关等。螺线管通常用于阀门、闩锁和锁等应用，或用于按钮，并且通常由外部微控制器控制。
执行器的方面和注意事项
机器人可以用于多种用途、功能和操作环境，因此在选择执行器时需要考虑很多方面。

给定应用所需的执行器类型取决于机器人的用途和预期功能。例如，直流电机可能与传动系统结合使用以实现移动性，而伺服电机可用于提供关节，例如机械臂中的关节。

一旦决定了执行器的类型，开发人员就应该考虑物理要求和限制。首先要考虑的是执行器本身的物理尺寸和重量，看看它是否适合需要的地方，以及执​​行器和安装它的机构的总重量是否合适。例如，将重型执行器放置在小而弱的机械臂上可能会导致机械臂在自重作用下发生故障。

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图星形伺服喇叭示例，提供多个用于连接控制连杆的安装整体。
另一个需要关注的物理方面是执行器和负责控制它的微控制器上可用的数字接口。例如，伺服系统通常具有三根线，包括地线、电源线和控制信号线。根据执行器的电源要求，您可以直接从微控制器为其供电，而在其他情况下，可能需要从其他地方供电例如，微控制器通常限制在VD左右。功耗通常由执行器提供的扭矩量及其在运行时处理的负载量决定。因此，请务必收集执行器电源要求的规格，因为这将影响机器人电池的使用寿命。

根据其预期用途，开发人员应确保给定的执行器足够强大以完成工作。例如，必须选择直流电机，使其能够为传动系统提供足够的动力，以在操作环境中移动机器人和机器人的负载。如果环境难以导航例如，导致传动系统打滑的泥泞地形，和或机器人的负载变得过重，则在执行器选择期间需要预先考虑这些最坏的情况。



最后，还必须考虑通信协议。许多执行器支持使用脉宽调制(W)的通信，而有些执行器可能支持串行通信。

业余爱好与机器人级伺服系统
值得注意的是，舵机有两个通用等级爱好级和机器人级。这种区别的存在主要是因为无线电控制R爱好行业已经有几十年的时间来开发小型、面向消费者爱好的伺服系统例如，用于遥控汽车，而机器人行业仍然相对较新。

业余爱好级伺服系统的成本相对较低，并且通常比机器人级伺服系统处理更低的有效负载。它们的旋转范围往往有限，并且通常仅支持通过W进行通信。

机器人级伺服系统例如DynaixelAXA机器人执行器比业余级伺服系统具有许多优势。从物理上讲，它们通常提供更大的扭矩并包括多种安装选项。从电子学的角度来看，它们通常可以采用菊花链方式连接，并且可以通过串行数据包通信例如，通过UAR单独寻址。此外，它们通常提供双向通信，将遥测数据发送回微控制器，例如温度读数和负载监控，并提供改变扭矩的能力。

在某些设备上寻找的另一个不错的选择是复杂的微控制器，可以将任务和逻辑卸载到该微控制器，从而释放主控制板来执行更一般的任务。在某些情况下，更复杂的微控制器还支持固件升级。