機器人常用電機解析及區別

　　本文主要討論的是普通電機，減速電機、步進電機，舵機伺服電機指的是直流電的微型電機，平常我們接觸到的也以直流電的居多。電機的學問很深，本文只是為初學者大致講一下制作機器人常用的各種電機。

　　電機，俗稱“馬達”，是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也稱（俗稱馬達），在電路中用字母“M”（舊標準用“D”）表示。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源，發電機在電路中用字母“G”表示。

　　普通電機

　　普通電機是我們平時間的比較多的電機，電動玩具，刮胡刀等里面都有。這種電機有轉速過快，扭力過小的特點，一般只有兩個引腳，用電池的正負極接上兩個引腳就會轉起來，然后電池得正負極再相反的接在兩引腳上電機也會向反轉。

　　玩具車上的普通電機

　　減速電機

　　減速電機就是普通電機加上了減速箱，這樣便降低了轉速，增加了扭力，使得普通電機有的更廣泛的使用空間。

　　微型齒輪減速電機

　　步進電機

　　步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

　　舵機

　　舵機主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構成。其工作原理是由接收機發出訊號給舵機，經由電路板上的IC判斷轉動方向，再驅動無核心馬達開始轉動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經到達定位。位置檢測器其實就是可變電阻，當舵機轉動時電阻值也會隨之改變，藉由檢測電阻值便可知轉動的角度。

　　廠商所提供的舵機規格資料，都會包含外形尺寸（mm）、扭力（kg/cm）、速度（秒/60°）、測試電壓（V）及重量（g）等基本資料。扭力的單位是kg/cm，意思是在擺臂長度1公分處，能吊起幾公斤重的物體。這就是力臂的觀念，因此擺臂長度愈長，則扭力愈小。速度的單位是 sec/60°，意思是舵機轉動60°所需要的時間。

　　伺服電機又稱執行電動機，在自動控制系統中，用作執行元件，把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

　　伺服電機

　　伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉1個脈沖對應的角度，從而實現位移，因為，伺服電機本身具備發出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個角度，都會發出對應數量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環，如此一來，系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很的控制電機的轉動，從而實現的定位，可以達到0.001mm。

　　直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護不方便（換碳刷），產生電磁干擾，對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。