Diplomarbeit - Labor für künstliche Intelligenz - Fachhochschule ...

2.1.1 Motoren
2 Grundbestandteile eines Robotes
Motoren sind Maschinen, die zum Bewegen und Antreiben von mechanischen Geräten
verwendet werden. Motoren, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln,
sind einfache Elektromotore, Servomotore und Schrittmotore.
Ein Elektromotor ist ein elektrisches Gerät, das mit Hilfe von magnetischen Feldern
hauptsächlich elektrische in mechanische Arbeit umwandelt. Elektromotoren zeichnen
sich aus durch hohe Zuverlässigkeit, ein günstiges Verhältnis von Leistung bezogen auf
das Gewicht und sehr hohe Wirkungsgrade über einen großen Leistungsbereich.
Ein Servomotor ist ein Elektromotor mit einer Einrichtung zur Bestimmung des zurückgelegten
Drehwinkels. Beispielsweise handelt es sich hier um ein Potentiometer, welches
die aktuelle Ankerstellung an ein elektronisches System liefert. Dieses System vergleicht
den Ist- mit dem Sollwert und regelt gegebenenfalls bis zur Verringerung der Abweichung
nach. Die Vorteile von Servomotoren bei Positionierungsaufgaben sind vor allem
die hohe Dynamik und Präzision.
Ein Schrittmotor ist ein Elektromotor, der in Schritten arbeitet und sehr präzise eine
Position auf dem Umfang seiner Kreisbewegung ansteuern kann. Eingesetzt wird er vor
allem in Druckern und in Laufwerken. Der Vorteil eines Schrittmotors besteht darin,
dass er exakt an einer bestimmten Position angehalten werden kann. Nachteile sind der
hohe Preis und die aufwändige Ansteuerung.
2.1.2 Getriebe
Getriebe dienen zur Übertragung und Umformung von Bewegungen, Energie und Kräften.
Es gibt bei den mechanischen Getrieben die formschlüssigen Getriebe, wozu Zahnradgetriebe,
Schneckengetriebe, Kettengetriebe und Zahnriemengetriebe gehören und die
kraftschlüssigen Getriebe, wie Reibradgetriebe, Riemengetriebe und Wälzkörpergetriebe.
Beim Bau eines AMS werden Getriebe vorwiegend eingesetzt, um die Drehzahl und das
Drehmoment an die Erfordernisse anzupassen. Die folgenden Formeln dienen zur Berechnung
der Getriebe aus den Abbildungen 2.2 und 2.3.
iges = z2 · z4
z1 · z3
iges = i1 · i2
= n1
n4
n1 · z1 = n2 · z2
M4 = M1 · iges
8
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)