机器人关节控制硬件知识——伺服电机、驱动器、控制器

2025-04-18 09:37:16 · Daoler摩擦垫片

伺服电机：在自动控制系统中，伺服电机作为执行元件，将所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。机器人的每个关节运动都依赖伺服电机驱动，以实现多自由度的运动。驱动器：驱动器负责接收控制指令并驱动伺服电机。

伺服电机：在自动控制系统中，伺服电机作为执行元件，将所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。机器人的每个关节运动都依赖伺服电机驱动，以实现多自由度的运动。
驱动器：驱动器负责接收控制指令并驱动伺服电机。它通常具有多种控制模式，如转矩（电流）、转速和位置，通过不同模式的选择可以实现各种运动控制。驱动器内部包括电机，为驱动器提供动力来源，通过电能转化为机械能，提供所需的扭矩和转速。此外，驱动器还包含联轴器和减速器等部件，这些部件作为连接动力源和执行终端的中间机构，具有匹配转速和传递转矩的作用。
控制器：控制器是机器人系统的核心，负责发出动作指令信号给驱动器。它主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，以及操作顺序和动作的时间等。控制器通过工业总线或直接给出脉冲/方向信号，实现对驱动器的控制，从而实现复杂的运动，如复杂的轨迹规划和多轴联动。

伺服控制单元，即，经由闭环控制方式达到一个机械系统的位置，扭矩，速度或加速度的控制，是自动控制系统中的执行单元，是把上位控制器的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

1. 控制器：动作指令信号的输出装置。

2. 驱动器：接收控制指令，并驱动马达的装置。

3. 伺服马达：驱动控制对象、并检出状态的装置。

控制器(controller)主要是发控制指令给驱动器的(通过工业总线或直接给pluse/direction信号),用以实现比较复杂的运动,比如复杂的轨迹规划,多轴联动。

驱动器(driver)可以驱动单个电机运动,一般具有三种控制模式,转矩(电流),转速和位置.可以通过不同模式的选择实现比较简单的运动控制。

驱动器直接驱动电机，而控制器需要通过驱动器间接控制电机

以零差云控的一体化关节为例：

编码器分辨率和单圈位置反馈

编码器分辨率是指轴转一圈所输出的位置数，例如模组的输出端（负载端）分辨率为 19Bit，

即一圈输出的位置数是 2 19 ；19Bit 分辨率的单圈位置反馈是 0~524287，在 0 的位置往反方向

运动会从 0 跳变到 524287，在 524287 位置往正方向运动会从 524287 跳变到 0。

计算单圈角度对应编码器位置（19Bit）：角度 ÷ 360 × 524288

例如 20°的位置对应编码器位置为 20 ÷ 360 × 524288

位置反馈如下：

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