移動機器人內(nèi)部之速度和角速度傳感器,檢測機器人運動速度,分直流式和交流式

速度傳感器用來檢測機器人運動速度，包括身體移動速度和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動速度 等。在用交直流伺服電機作為機器人驅(qū)動元件時，早期一般采用測速發(fā)電機作為 速度的檢測器。它與電動機同軸，電動機轉(zhuǎn)速不同時，輸出的電壓值也不同，其電 壓值就是轉(zhuǎn)動速度。測速發(fā)電機要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關(guān)系，并要求輸 出電壓陡度大，時間及溫度穩(wěn)定性好。測速發(fā)電機一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測速機的勵磁方式可分為他勵式和永磁式兩種，電樞結(jié)構(gòu)有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式，其中帶槽式Z為常用。

如圖4-1-5所示，直流測速發(fā)電機的定子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子是線圈繞組。它的 原理和永久磁鐵的直流發(fā)電機相同，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電壓通過換向器和電刷以直流電 壓的形式輸出，可以測量0～10000r/min 量J的旋轉(zhuǎn)速度，線性度為0 . 1 % 。 此 外，停機時不易產(chǎn)生殘留電壓，因此，它Z適宜作速度傳感器。但是電刷部分是機械接觸，需要注意維修，另外，換向器在切換時產(chǎn)生脈動電壓，使測量精度降低。因 此，現(xiàn)在亦有用無刷直流測速發(fā)電機。

永久磁鐵式交流測速發(fā)電機的構(gòu)造和直流測速發(fā)電機恰好相反，它在轉(zhuǎn)子上 安裝多磁極永久磁鐵，定子線圈輸出與旋轉(zhuǎn)速度成正比的交流電壓。隨著計算機 微電子技術(shù)的進步，現(xiàn)在一般不再專門使用測速發(fā)電機來測量轉(zhuǎn)速，而是通過對位 移進行微分計算來獲得速度值。如利用光電碼盤測量角位移時，在單位時間內(nèi)的 脈沖數(shù)即為速度。