《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課件-第6章

第6章機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及傳感系統(tǒng)6.1電機(jī)6.2液壓驅(qū)動(dòng)6.3氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)6.4新型驅(qū)動(dòng)6.5傳感器

6.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)

1.永磁電機(jī)和電磁電機(jī)

永磁電機(jī)的永磁體一直存在恒定強(qiáng)度的磁場(chǎng),不需要靠電流維持,因此,其發(fā)熱較少,但缺點(diǎn)是永磁體可能會(huì)因損傷而失磁導(dǎo)致無(wú)法工作。

電磁電機(jī)是帶軟鐵芯和磁圈的電機(jī),依靠電流產(chǎn)生磁場(chǎng),可以通過(guò)調(diào)節(jié)電流來(lái)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度,缺點(diǎn)是產(chǎn)生熱量較多。

2.直流電機(jī)和交流電機(jī)

此處從速度和散熱兩個(gè)角度來(lái)分析直流電機(jī)和交流電機(jī)的區(qū)別。電機(jī)的散熱是影響電機(jī)性能的主要因素,熱量主要來(lái)源于電流流過(guò)繞組的電阻產(chǎn)生的熱量、鐵耗(包括渦流損

耗和磁滯損耗)的熱量、摩擦損耗的熱量、電刷損耗的熱量、短路電流損耗的熱量等。

直流電機(jī)是通過(guò)改變直流電機(jī)線(xiàn)圈繞組中的電流來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)子的速度的。當(dāng)電流增加(或減小)時(shí),在轉(zhuǎn)子上負(fù)載相同的情況下,轉(zhuǎn)子速度也隨之增加(或減小)。

直流電機(jī)是由靜止不動(dòng)的定子部分和運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子部分組成的。定子由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成,它的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐,由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵芯、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成,它的主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。直流電機(jī)的主要熱量來(lái)源于電流流過(guò)時(shí)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的熱量,通常借助空氣的絕緣特性,通過(guò)氣隙、永久磁體、電機(jī)機(jī)體向周?chē)h(huán)境散熱。

交流電機(jī)的速度是供電的交流電源頻率的函數(shù)。交流電源頻率是不變的,因此交流電機(jī)的速度一般不變。交流電機(jī)也由定子和轉(zhuǎn)子組成,其轉(zhuǎn)子是永久磁體,定子上纏繞著繞

組,因此,主要熱來(lái)源是定子中產(chǎn)生的熱量,交流電機(jī)通過(guò)機(jī)體直接傳導(dǎo)到空氣中來(lái)散熱。由于交流電機(jī)在熱傳送中沒(méi)有氣隙存在,總的熱傳導(dǎo)系數(shù)比較高,因此交流電機(jī)可以承受相當(dāng)大的電流而正常工作。

3.有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)

有刷電機(jī)是依靠電刷和換向器來(lái)實(shí)現(xiàn)換向的,電刷的磨損程度決定著電刷的壽命,因此需要不斷維護(hù)。無(wú)刷電機(jī)是采用電子開(kāi)關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷來(lái)?yè)Q向的

電機(jī),具有可靠性高、無(wú)換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。

4.伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)

為了增加電機(jī)力矩而保持期望的速度,則必須給轉(zhuǎn)子、定子或同時(shí)給兩者增加電壓(或電流),電機(jī)的轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢(shì)不變而力矩增加。伺服電機(jī)是通過(guò)改變電機(jī)的電壓或電

流來(lái)維持轉(zhuǎn)速/力矩平衡的一種電機(jī)。伺服電機(jī)需要反饋裝置為控制器發(fā)送電機(jī)的角度和速度信號(hào),如編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器電位器和轉(zhuǎn)速計(jì)等傳感器。

伺服電機(jī)有交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)兩種。

交流伺服電機(jī)的定子在鐵芯中放置了空間互成90°的兩相繞組,一組為兩端施加恒定激磁電壓的激磁繞組,另一組為兩端施加控制電壓的控制繞組。當(dāng)定子繞組加上電壓后,伺服電動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)任意一個(gè)繞組上所加的電壓反相時(shí),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就發(fā)生改變,電機(jī)的方向也隨之發(fā)生改變。伺服電機(jī)中無(wú)電刷和換向器,工作可靠、維護(hù)和保養(yǎng)要求低,并且其慣量小易于提高系統(tǒng)速度。

直流伺服電機(jī)指直流有刷伺服電機(jī),其具有電機(jī)體積小、重量輕、響應(yīng)快、速度高、慣量小、轉(zhuǎn)動(dòng)平滑、易于實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn),但其制造困難、制造成本高、維護(hù)不方便(換碳

刷)、產(chǎn)生電磁干擾等不足限制了其使用范圍。

步進(jìn)電機(jī)的工作原理為當(dāng)給定子線(xiàn)圈通電時(shí),永磁轉(zhuǎn)子將旋轉(zhuǎn)至與定子磁場(chǎng)一致的方向,切斷當(dāng)前定子線(xiàn)圈中的電流對(duì)下一組線(xiàn)圈通電,轉(zhuǎn)子將再次轉(zhuǎn)到和新磁場(chǎng)方向一致的

方向。每次旋轉(zhuǎn)的角度等于步距角,在[0,180]之間,通過(guò)不斷接通或關(guān)斷使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)(如圖6-1所示)。

圖6-1步進(jìn)電機(jī)的工作原理

為了增加步進(jìn)電機(jī)的精度,需要在轉(zhuǎn)子和定子上加工數(shù)量不同的齒,如轉(zhuǎn)子上50個(gè)齒,定子上40個(gè)齒,這將產(chǎn)生1.8°的步距角,即每轉(zhuǎn)步進(jìn)200步,計(jì)算如下:

下面對(duì)常見(jiàn)的步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行比較,可為選型做參考。

(1)矩頻特性。

(2)控制精度。

(3)過(guò)載能力。

(4)運(yùn)行控制。

(5)電機(jī)速度響應(yīng)。

6.2液壓驅(qū)動(dòng)

液壓驅(qū)動(dòng)是指利用液體壓縮產(chǎn)生力來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和負(fù)載的運(yùn)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的液壓動(dòng)力裝置稱(chēng)為液壓缸。液壓缸是通過(guò)做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將液壓能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量的液壓執(zhí)行元件,包括直線(xiàn)液壓缸和旋轉(zhuǎn)液壓缸兩類(lèi)。

1.直線(xiàn)液壓缸

直線(xiàn)液壓缸輸出的力為

式中,A代表活塞的有效面積,p為工作壓強(qiáng)。

2.旋轉(zhuǎn)液壓缸

旋轉(zhuǎn)液壓缸輸出的力矩為

式中,p是液體壓強(qiáng),t是旋轉(zhuǎn)液壓缸的厚度或?qū)挾?r1和r2是旋轉(zhuǎn)液壓缸的內(nèi)徑和外徑,dA是液壓缸的元面積。

對(duì)于液壓缸的位移和速度控制,可通過(guò)控制流入液壓缸的液體容量來(lái)控制總位移,可控制液體流入速度來(lái)控制活塞速度,其控制模型可表示如下:

在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中液體的流量dV為

液體容量Q為

因此,期望位移dx為

式中,d表示旋轉(zhuǎn)液壓缸的直徑。

6.3氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)

氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)是指利用壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)或旋轉(zhuǎn)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。與液壓驅(qū)動(dòng)相比,氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的功率重量比要低很多。在氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,壓縮空氣和驅(qū)動(dòng)器是分離的,系統(tǒng)的慣性負(fù)載低,而且有干凈、節(jié)能、便于安裝、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、類(lèi)型多樣化等優(yōu)勢(shì),但控制氣缸的精確位置很難。

氣缸只能對(duì)該關(guān)節(jié)賦予一定的初值,即只能全程伸開(kāi)或全程收縮,但不能控制它在兩個(gè)極限之間的位置,兩個(gè)關(guān)節(jié)只能在它的運(yùn)動(dòng)極限內(nèi)定位,因此,定義氣缸為1/2自由度。

氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括真空吸盤(pán)(或抓取末端)、真空發(fā)生器、電磁閥、氣缸等部分。真空吸盤(pán)原理和氣動(dòng)抓取原理分別如圖6-2和圖6-3所示。真空發(fā)生器用于產(chǎn)生負(fù)壓,電磁閥用于控制氣體狀態(tài)。

圖6-2真空吸盤(pán)原理

圖6-3氣動(dòng)抓取原理

1.真空發(fā)生器

真空發(fā)生器是指利用正壓氣源產(chǎn)生負(fù)壓的真空元器件,它的外形如圖6-4所示。真空發(fā)生器的工作原理為:利用噴管高速?lài)娚鋲嚎s空氣,在噴管出口形成射流,產(chǎn)生卷吸流動(dòng)。

根據(jù)流速與壓強(qiáng)的關(guān)系(伯努利效應(yīng)),當(dāng)某處流速增大時(shí),該處的壓強(qiáng)就相應(yīng)減小,當(dāng)壓強(qiáng)減少到低于周?chē)鷫簭?qiáng)時(shí),周?chē)牧黧w被吸而向該處流入,即產(chǎn)生卷吸作用。在卷吸作用下,噴管出口周?chē)目諝獠粩嗟乇晃?使吸附腔內(nèi)的壓力降至大氣壓以下,形成一定的真空度。

圖6-4真空發(fā)生器

2.電磁閥

電磁閥是指利用電磁控制流體或氣體流動(dòng)方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件,其外形如圖6-5所示,也是電氣控制部分、氣動(dòng)執(zhí)行部分的接口以及氣源系統(tǒng)的接口元件,需要配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制。電磁閥的工作原理為:電磁閥里有密閉的腔,在不同位置開(kāi)有通孔,每個(gè)孔連接不同的氣管,腔中間是活塞,兩面是兩塊電磁鐵,當(dāng)一面磁鐵線(xiàn)圈通電時(shí),閥體就會(huì)被吸引,即可通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉排氣孔,而進(jìn)氣孔是常開(kāi)的,氣體就會(huì)進(jìn)入不同的排氣管,然后通過(guò)氣的壓力來(lái)推動(dòng)氣缸的活塞,活塞又帶動(dòng)活塞桿,活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

圖6-5電磁閥

電磁閥接口型號(hào)是以英制管螺紋的大小來(lái)定義的,常見(jiàn)電磁閥接口參數(shù)如表6-1所示。

電磁閥的類(lèi)型有以下幾種:

(1)二位二通:二位指通電開(kāi),斷電關(guān);二通指一個(gè)進(jìn)氣孔,一個(gè)出氣孔,用于真空發(fā)生器。

(2)二位三通:二位指通電開(kāi),斷電關(guān);三通指一個(gè)進(jìn)氣孔,一個(gè)出氣孔,一個(gè)排氣孔(用于連接消聲器),用于控制單作用的氣缸。

(3)二位五通:二位指通電開(kāi),斷電關(guān);五通指一個(gè)進(jìn)氣孔,兩個(gè)出氣孔(一個(gè)常開(kāi)孔,一個(gè)常閉孔,通電切換,斷電復(fù)位),兩個(gè)排氣口(用于連接消聲器),用于控制雙作用的氣缸。

電磁閥選型應(yīng)該依次遵循安全性、可靠性、適用性、經(jīng)濟(jì)性四大原則。具體選型方法如下:

(1)接口方式。按照現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)徑尺寸或流量要求來(lái)確定通徑尺寸。通常尺寸內(nèi)徑大于50mm時(shí)要選擇法蘭接口,小于50mm時(shí)則可根據(jù)用戶(hù)需要自由選擇。

(2)電氣特性。根據(jù)電壓規(guī)格應(yīng)盡量?jī)?yōu)先選用AC220V和DC24V,且便于電氣控制的電磁閥。

(3)工作時(shí)間。根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)選擇常閉、常開(kāi)或可持續(xù)通電的電磁閥。

3.氣動(dòng)配套部件

氣動(dòng)系統(tǒng)需要各種與之相配套的部件,包括接頭、消聲器、節(jié)流閥、吸盤(pán)、吸盤(pán)支架等。

1)接頭

接頭以自鎖式氣動(dòng)接頭為主,自鎖式氣動(dòng)接頭是指用于固定氣管的快插接頭,其規(guī)格用氣管的外徑來(lái)表示,單位為mm。常用的外徑范圍是4~16mm。接頭包含直插、直角、

隔板直通、三插叉T型三通、Y型三通變徑、十字型四通氣管、五通等類(lèi)型,如圖6-6所示。接頭的標(biāo)識(shí)常用“接頭型號(hào)+氣管外徑”來(lái)區(qū)分,如PM12代表隔板直通接頭,氣管外徑為12mm。

圖6-6-自鎖式氣動(dòng)接頭

2)消聲器

由于氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥排氣時(shí)聲音很大,會(huì)影響設(shè)備操作員的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè),因此引入了消聲器部件,如圖6-7所示。電磁閥消聲器不僅可以有效減少噪聲,還可以防止環(huán)境中的灰塵等細(xì)小顆粒進(jìn)入電磁閥造成電磁閥閥芯阻塞,從而降低電磁閥的使用壽命。

圖6-7消聲器

3)節(jié)流閥

節(jié)流閥是通過(guò)改變節(jié)流截面或節(jié)流長(zhǎng)度以調(diào)節(jié)流體/氣體流量的閥門(mén),通常用管內(nèi)徑和螺紋來(lái)定義,如某廠家制造的節(jié)流閥的型號(hào)為SL6-03,表示節(jié)流閥接頭插管內(nèi)徑為6mm,螺紋尺寸為3分(1分等于3.715mm)。常見(jiàn)節(jié)流閥外形如圖6-8所示。

圖6-8節(jié)流閥

4)吸盤(pán)

吸盤(pán)是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的主要部件,其外形如圖6-9所示,用于吸附各種目標(biāo)。根據(jù)吸附樣式的不同,吸盤(pán)可分為平形、帶肋平形、風(fēng)琴形和深形吸盤(pán)。平形吸盤(pán)用于吸附工件表面平整且不易變形的表面目標(biāo);帶肋平形吸盤(pán)用于吸附工件表面易于變形的目標(biāo);風(fēng)琴形吸盤(pán)用于吸附工件表面沒(méi)有安裝緩沖空間或表面傾斜的目標(biāo);深形吸盤(pán)用于吸附工件表面是曲面的目標(biāo)。

圖6-9吸盤(pán)

5)吸盤(pán)支架

吸盤(pán)支架是用于支撐吸盤(pán)的鋼制結(jié)構(gòu),其外形如圖6-10所示。為了選用合適的支架,需要標(biāo)識(shí)吸盤(pán)支架的參數(shù)。

圖6-10吸盤(pán)支架

4.氣缸

氣缸是利用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種末端執(zhí)行器,是將壓縮氣體的壓力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件,由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封桿等組成,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、過(guò)程控制等領(lǐng)域。氣缸的運(yùn)動(dòng)包括往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)兩類(lèi)。

氣缸執(zhí)行元件的動(dòng)作是通過(guò)電磁閥控制進(jìn)氣/出氣的方向來(lái)達(dá)到控制的目標(biāo),通過(guò)氣缸的移動(dòng)驅(qū)使物料到達(dá)相應(yīng)位置,通過(guò)切換交換進(jìn)/出氣的方向來(lái)改變氣缸的伸出/縮回運(yùn)

動(dòng),并利用氣缸兩側(cè)的磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)氣缸是否運(yùn)動(dòng)到機(jī)械極限位置。氣缸的工作原理如圖6-11所示。

圖6-11氣缸的工作原理

1)手指氣缸

手指氣缸是指利用壓縮空氣作為動(dòng)力,進(jìn)行夾取或抓取工件的執(zhí)行裝置,其外形如圖6-12所示。

圖6-12手指氣缸

2)導(dǎo)桿氣缸

導(dǎo)桿氣缸是活塞桿與氣缸為一體的機(jī)械結(jié)構(gòu),包括雙杠導(dǎo)桿氣缸和三軸三桿帶導(dǎo)桿氣缸等,其外形如圖6-13所示。圖6-13導(dǎo)桿氣缸

3)旋轉(zhuǎn)氣缸

旋轉(zhuǎn)氣缸是進(jìn)排氣導(dǎo)管和導(dǎo)氣頭固定而氣缸本體可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的一種氣缸,是引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬部件,由導(dǎo)氣頭、缸體、活塞及活塞桿組成,其外形如圖6-14所示。

圖6-14旋轉(zhuǎn)氣缸

4)無(wú)桿氣缸

無(wú)桿氣缸是為設(shè)備集成節(jié)省空間而設(shè)計(jì)的一種氣缸,它是利用活塞以直接或間接的方式連接外界執(zhí)行機(jī)構(gòu),使其跟隨活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸。無(wú)桿氣缸分為磁性無(wú)桿氣缸與

機(jī)械式無(wú)桿氣缸。與無(wú)桿氣缸相比,有桿氣缸占安裝空間較大,且有較大撓度(撓度是指在受力或非均勻溫度變化時(shí),桿件軸線(xiàn)在垂直于軸線(xiàn)方向的線(xiàn)位移或板殼中面在垂直于中面

方向的線(xiàn)位移),影響氣缸位置精度及穩(wěn)定性。無(wú)桿氣缸沒(méi)有伸出活塞桿,其位置輸出主要是以滑臺(tái)的形式,因此也稱(chēng)為受限滑臺(tái)氣缸,在行程較長(zhǎng)時(shí)經(jīng)常使用,其外形如圖6-15所示。

圖6-15無(wú)桿氣缸(受限滑臺(tái)氣缸)

5)迷你氣缸

迷你氣缸結(jié)構(gòu)尺寸緊湊,可節(jié)省安裝空間,滿(mǎn)足高頻率的工業(yè)應(yīng)用,其外形如圖6-16所示。

圖6-16-迷你氣缸

總之,應(yīng)根據(jù)工作要求和條件,正確選擇氣缸類(lèi)型。如果要求氣缸到達(dá)行程終端無(wú)沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲,則應(yīng)選擇緩沖氣缸;如果要求重量輕,則應(yīng)選輕型缸;如果要求安裝空間窄且行程短,則可選薄型缸;如果有橫向負(fù)載,則可選帶導(dǎo)桿氣缸;如果要求制動(dòng)精度高,則應(yīng)選鎖緊氣缸;如果不允許活塞桿旋轉(zhuǎn),則可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸;如果是用于高溫環(huán)境下,則選用耐熱氣缸;如果在有腐蝕環(huán)境下,則需選用耐腐蝕氣缸;如果在有灰塵等惡劣環(huán)境下,則需要活塞桿伸出端安裝防塵罩;如果要求無(wú)污染,需要選用無(wú)給油或無(wú)油潤(rùn)滑氣缸等。

一般情況下,應(yīng)采用固定式氣缸。當(dāng)需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí),應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸;當(dāng)要求活塞桿除直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)外,還需做圓弧擺動(dòng)時(shí),則選用軸銷(xiāo)式氣缸;有特殊要求時(shí),應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。

活塞的運(yùn)動(dòng)速度主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小。氣缸運(yùn)動(dòng)速度一般為50~800mm/s。對(duì)高速運(yùn)動(dòng)氣缸,應(yīng)選擇大內(nèi)徑的進(jìn)氣管道;

當(dāng)負(fù)載有變化時(shí),為了得到緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度,可選用帶節(jié)流裝置的氣缸,則較易實(shí)現(xiàn)速度控制;如果要求行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),為了避免沖擊,應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸。

6.4新型驅(qū)動(dòng)

新型驅(qū)動(dòng)是利用新型材料而設(shè)計(jì)的具有電機(jī)性能的裝置,如磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器電機(jī)、形狀記憶金屬和電活性聚合物。

將稀土超磁材料放置在磁鐵附件上,這種材料就會(huì)發(fā)生微小的形變,這種現(xiàn)象稱(chēng)為超磁致伸縮效應(yīng)。利用這種超磁致伸縮效應(yīng)研制的電機(jī)為磁致伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)。為了使驅(qū)動(dòng)器

工作,需將磁性線(xiàn)圈包圍的磁致伸縮棒的兩端固定在兩個(gè)支架上,當(dāng)磁場(chǎng)改變時(shí),會(huì)導(dǎo)致棒收縮或伸展,從而使其中一個(gè)架子相對(duì)于另一個(gè)架子產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。

利用形狀記憶金屬特性研制的電機(jī)也是比較前沿的一種新型電機(jī)。形狀記憶金屬是一種特殊的鈦鎳合金,也稱(chēng)為生物金屬,當(dāng)該類(lèi)金屬達(dá)到特定溫度時(shí),合金的晶格結(jié)構(gòu)從馬

氏體狀態(tài)變化到奧氏體狀態(tài),其長(zhǎng)度會(huì)縮短4%。據(jù)研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)改變合金成分可人為設(shè)計(jì)合金的特定溫度。但該類(lèi)金屬的變形僅發(fā)生在一個(gè)很小的溫度范圍內(nèi),除了開(kāi)關(guān)情況外,很難精確控制變形和位移,但該類(lèi)金屬應(yīng)用于末端執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)中時(shí),不僅能夠減少電機(jī)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器等機(jī)構(gòu),而且可以可做到簡(jiǎn)單和小巧。

6.5傳感器

傳感器是能感受外界信息,并將其按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)化成可用信號(hào)的裝置,它由敏感元件和轉(zhuǎn)化元件組成。傳感器感受到被測(cè)量的信息時(shí),將這些信息按一定規(guī)律變換成電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求,是控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、系統(tǒng)化、智能化的重要裝置。

1.光電式傳感器

光電式傳感器是利用光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)變化的原理來(lái)檢測(cè)物體有無(wú)的裝置。當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí),光電開(kāi)