Файл: Создание электронного учебного курса Разработка, моделирование и программирование мехатронных устройств.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.11.2023

Просмотров: 44

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение П 1. Электродвигатели постоянного тока,

используемые в промышленных роботах


Pн,

н,

nн,

nxx,

kм.

(13.9)

    1. Выбор передаточных механизмов. Основным назначением передаточного механизма является согласование скорости вала двигателя (высокой) со скоростью исполнительного звена (низкой).

Во вращательной кинематической паре передача

вращательного движения s вала

двигателя Дs

движению qs

к вращательному исполнительного

звена ИЗ осуществляется посредством редуктора с

передаточным числом is

(рис.13.2).

Из условия согласования номинальной скорости двигателя

ɺsн = sн

с максимальной скоростью

(qɺsп) max звена вытекает формула

для передаточного числа редуктора:

is

sн .

(qɺsп) max

(13.10)

В поступательной кинематической паре передача

вращательного движения s вала двигателя к поступательному

перемещению

qs исполнительного звена может осуществляться

разными видами механизмов: передача типа «винт - гайка», зубчато - реечная передача, и т.п. Для определенности будем рассматривать зубчато - реечную передачу (рис.13.3), в которой Rs – радиус

зубчатого колеса передачи; is – передаточное число редуктора. Из

условия согласования скоростей

sн = is(qɺsп )max / Rs

следует

соотношение для, так называемого, передаточного параметра передачи:

is

Rs

sн , (qɺsп) max

(13.11)

в котором одним из параметров, is

или Rs, следует задаться.

предусматривается.

Заметим, что более подробная детализация задачи выбора передаточных механизмов, чем расчеты по формулам (13.10) (13.11), в курсовой работе не

    1. Проверка двигателей по моменту. Электродвигатели, используемые в приводных механизмах роботов, обладают, как правило, большим значением коэффициента перегрузки по моменту

k max

м н

(4 12)

(13.12)

Поэтому часто именно по величине параметра

kм , а не по

мощности (Psп )max , производится окончательный выбор двигателя.

При вычислении максимального программного момента

двигателя

( sп )max

будем, для простоты, пренебрегать составляющей

момента, идущего на преодоление сил инерции элементов передаточного механизма. Тогда имеем:

а) для вращательной кинематической пары

( sп

) max

1

sпis

(Qдsп

) max;

(13.13)

б) для поступательной кинематической пары

( sп

) max

R s

sпis

(Qдsп

) max.

(13.14)

По результатам сравнения отношения

kм ( sп )max / н с

каталожным значением двигателя.

kм делается вывод о пригодности выбранного

В случае, если двигатель имеет большой запас по моменту,

выбирается двигатель меньшей мощности. Попытки заканчиваются

при достижении kм

значения, близкого к каталожному.



  1. ВЫБОР МИКРОКОНТРОЛЛЕРА



Сегодня существует множество уже готовых контроллерных плат с размещенными на них микроконтроллерами и средствами загрузки программ. Такие платы предназначены как для оценки работы с микроконтроллером (называются оценочными платами), так могут работать и в рамках законченного устройства.

Рассмотрим несколько популярных решений, базирующихся на микроконтроллерах известных производителей.
NodeMCU (ESP8266)

П лата, на которой установлен микроконтроллерный модуль ESP8266 с процессором Tensilica Xtensa L106, работающим на частоте 80 МГц (можно разогнать до 160 МГц). Плата имеет 4 мегабайта Flash-памяти. Размер NodeMCU всего 6 х 3 см. NodeMCU умеет работать с локальной сетью или с интернетом через Wi-Fi. Программы загружаются через разъем Micro USB на плате. Наличие интерфейса UART-USB позволяет легко подключить плату к компьютеру. NodeMCU может программироваться на языке Си. Существует множество прошивок, дающих возможность писать программы для ESP8266 на языках высокого уровня: Lua, MicroPython, JavaScript, Basic, Лисп. Кроме того, написаны специальные прошивки для интернета вещей и домашней автоматизации. NodeMCU часто используется для создания систем умного дома или роботов, управляемых на расстоянии.
Arduino Uno R3

П лата из семейства Arduino, ориентированного на непрофессиональных пользователей. Программирование встроенного микроконтроллера ATmega328 от Atmel производится на специальном языке Arduino с помощью бесплатной среды программирования Arduino IDE. Uno R3 имеет 32 КБ памяти для программ, 2 КБ ОЗУ и 1 КБ энергонезависимой памяти EEPROM. Программы для Arduino называются скетчами. При загрузке скетча используется Загрузчик Arduino — небольшая программа, заранее загруженная в микроконтроллер на плате. Запрограммировать Arduino Uno R3 можно просто подключив плату к компьютеру обычным USB-кабелем. Для китайских клонов Arduino необходимо установить драйвер CH340.

S TM8S-Discovery
Официальная отладочная плата от STMicroelectronics с 8-разрядным микроконтроллером STM8S105C6T6. Имеет 32 КБ Flash-памяти для программ, 2 КБ оперативной памяти, 1 КБ энергонезависимой памяти EEPROM; пользовательский светодиод и сенсорные кнопки, а также удобную макетную площадку для монтажа дополнительных элементов схемы. В плату интегрирован программатор/отладчик ST-Link, позволяющий загружать программы в память микроконтроллера, подключив плату к порту USB. Программатор может быть легко отделен от платы, а плата может использоваться в законченном устройстве.


S TM32VL-Discovery
Мощная отладочная плата от ST имеет на борту программатор/отладчик ST-LINK и производительный 32-разрядный ARM-микроконтроллер STM32F100RBT со 128 КБ Flash-памяти и 8 КБ ОЗУ. На плате присутствуют два пользовательских светодиода и кнопка. Часто рекомендуется в качестве начального средства для знакомства с ARM-микроконтроллерами на ядре Cortex-M3.

MSP430 LaunchPad
П лата от Texas Instruments для быстрого знакомства с 16-разрядными микроконтроллерами MSP430. Поставляется с установленным микроконтроллером MSP430G2553 (16 КБ Flash-памяти для программ, 512 Байт ОЗУ) и дополнительным MSP430G2452. Для составления программ на языке Си можно использовать бесплатную Code Composer Studio от производителя платы. Кроме того, существует бесплатная ардуиноподобная среда Energia. В своей работе я буду использовать этот микроконтроллер.


ПРИЛОЖЕНИЯ




Приложение П 1. Электродвигатели постоянного тока,

используемые в промышленных роботах







Тип
Номинальный момент
Номинальная мощность
Номинальная частота

вращения
Скорость холостого

хода

Перегрузка по моменту

Масса

Нм
кВт
об/мин
об/мин
-
кг

1
2
3
4
5
6
7

ДП-35
0,06
0,025
4000
5000
3,6
0,9

ДП-40
0,09
0,04
4250
5000
4,5
1,1

ДП-50
0,14
0,06
4080
5000
5,8
2,0

ДП-60
0,21
0,09
4080
5000
7,5
2,0

ДПУ-160
0,5
0,18
3440
5000
5
13,0

ДПУ-200
1,7
0,55
3100
5000
5
18,0

ДПУ-240
3,5
1,1
3000
5000
5
23,0

ДКI-1,7
1,7
0,17
955
1200
4,1
12,7

ДКI-2,3
2,3
0,23
955
1200
4,1
15,5

ДКI-3,5
3,5
0,35
955
1200
5,2
18,2

ДКI-5,2
5,2
0,52
955
1200
6
23,7

ПБВ-100М
7,16
0,75
1000
1200
9
29

ПБВ-100
10,5
1,1
1000
1200
9
35

ПБВ112
14
1,1
750
860
9
45

ПБВ-112М
17,5
1,1
600
870
10
51

ПБВ-114
21
1,1
500
780
10
57

СМУ-180
0,57
0,18
3000
3500
7,8
7,5

СМУ-370
1,18
0,37
3000
3500
7,8
10,5

СМУ-750
2,38
0,75
3000
3500
8,2
17

СМУ-1200
3,82
1,2
3000
3500
8,5
20

СМУ-1500
4,78
1,5
3000
3500
8,7
25

СМУ-2200
7,0
2,2
3000
3500
9,5
28

СМУ-4000
12,7
4,0
3000
3500
10
52

СМУ-5500
17,5
5,5
3000
3500
11,5
55

90S-A
10
2,5
2390
2870
11,2
32

90M-A
13
3,25
2390
2870
11,2
36

90L-A
17
4,25
2390
2870
11,3
38

112S-A
21
4,2
2390
2870
11,5
55

112M-A
28
5,6
1910
2390
11,5
62

112L-A
42
8,4
1910
2390
11,8
76

160S-A
56
11,2
1910
2390
11,8
147

160M-A
85
17,0
1910
2390
11,8
165

160L-A
125
22,5
1720
2480
12,5
182

Смотрите также файлы