機器人電機控制原理——庫卡機器人

運動操控與機器人密切相關。工業運用中的機器人有必要透過由多款電機所構成的致動器才能自行移動，以履行使命或透過機器手臂抓取工具。

　　機器人的運動操控體系通常由電機操控器、電機驅動、電機本體(多為伺服電機)組成。電機操控器具有智能運算功用，并可傳送指令以驅動電機。驅動可提供增壓電流，依據操控器指令以驅動電機。電機可以直接移動機器人，也可經過傳動體系或鏈條體系讓機器人移動。

機器人電機控制原理——庫卡機器人

　　輸出類型

　　移動機器人往往用于探索大范圍面積的土地，并可以運用各種螺旋槳、機器腳、輪子、軌道或機器臂移動。例如各種NI展現渠道，包括VINI、VolksBot與Isadora。這些機器人分別運用了全向輪(Mecanum wheel)、一般輪以及機器手臂。而針對嵌入式操控，則可經過NI CompactRIO等嵌入式渠道，并整合實時操控器與FPGA。CompactRIO亦包括可重裝備機箱，可以容納多樣化的I/O裝備，包括傳感器輸入與電機操控。

　　伺服電機操控原理及其類型

　　伺服電機是機器人運用中常見的一種電機，其根本操控原理是運用操控回路、結合必要的電機反應，然后幫忙電機進入所需的狀況，如位置與速度等。由于伺服電機有必要經過操控回路了解現在狀況，因而其穩定性高于步進電機。

　　伺服電機有不同種類——帶刷式與無刷式。有刷伺服電機與無刷伺服電機之間的差異在于其通訊機制。伺服電機的工作原理是依據反向磁力，從而移動或樹立轉矩。***簡略的比如有固定磁場與旋轉磁場。只需改動流過磁場的電流方向，即可變更磁極，并讓磁極(轉子)開端旋轉。變更線圈的電流方向，即所謂的“換相”(commutation)。

　　有刷伺服電機

　　有刷伺服電機(brushed motor)的操控原理即是經過機械式電刷，改動電機線圈中的電流。由于有刷電機能改動流入的電流方向，因而可由直流電源(DC)供電。有刷伺服電機可分為2組零件：

　　電機機殼即具有場磁鐵(Field magnet)，即定子(Stator)

　　轉子(Rotor)是由線圈所構成，中間具有鐵制中心，并銜接至電流變換器

　　電刷則接觸電流變換器，將電流導入線圈中。在運用一段時間之后，電刷即或許磨耗并對體系發生摩擦力；但在無刷伺服電機中則不會發生此種狀況。

　　無刷伺服電機

　　大多數的無刷伺服電機均運用交流電源(AC)。無刷伺服電機的操控原理是將鐵制中心置于外部。當轉子成為暫時性的磁鐵，定子則成為繞鐵線圈。外部電路的電流將會在既定的轉子位置進行回轉。所以，此款伺服電機是由交流電所驅動的。當然亦有無刷DC伺服電機。這些電機一般均具有某些電子切換電路，可針對流入的DC進行變換。無刷伺服電機的價位較高，但較無磨損問題。

　　步進電機

　　在機器人運動運用中，步進電機不如伺服電機普及，但仍為電機的重要典范，并且運用方式較為簡易。與伺服電機比較，步進電機的速度較慢亦較為***。步進電機中具有一系列內建的無刷齒(Brushless teeth)，可在電流經過而改動電磁電荷后，由下一組刷齒拉動轉子，前一組刷齒推動轉子，然后為步進電機通電。

　　相較于伺服電機，由于步進電機可經過刷齒的數量(即等于所移動的距離)從而***進行操控，因而一般狀況下并不需要反應。但或許因為障礙物而遺失刷齒，因而可用編碼器做為反應。

　　運動操控器與軟件架構

　　許多制造商均樹立了自家的驅動體系，以操控機器人。在考慮機器人運用中的運動操控體系時，可先了解初階的網狀循環。

　　至于機器人使命規劃的較高階功用，則是讓機器人的舉動到達***終的方針。它或許是以單一指令囊括多組方針，或可讓機器人進入特定位置。若機器人采用遙控(Tele-operated)架構，那么這些指令***或許經過銜接板外(off-board)的計算機而傳送的，并且可在此人為操作選擇機器人的后續動作或行為。在完全自動化的機器人中，依據決議計劃用算法的不同，使命規劃亦或許直接在板上履行。

　　在規劃途徑時，往往會發生“我應該如何到目的地以完結此使命？”或是“我應如何讓機器手臂移動到該位置？”等問題。而此種問題均可由機器人運動操控器完結。

　　一旦清楚目的地與跋涉速度之后，伺服電機操控器將宣布操控信號(PWM或電流等)至實際的電機驅動，使其得以到達目的地。一般均以PID建構操控功用。另請留意，此刻亦應建置安全性功用。舉例來說，若高速跋涉中的機器人在現在的途徑上偵測到人類，則應宣布緊急信號以中止電機或馬上煞車。

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機器人電機控制原理——庫卡機器人

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