產(chǎn)品描述：

移動機(jī)器人比賽是一種高科技對抗活動，各國專家學(xué)者通過移動機(jī)器人競賽，不斷推進(jìn)了在競賽型移動機(jī)器人方面的研究，不斷改進(jìn)機(jī)器人尋址速度和算法研究，試圖讓機(jī)器人更接近智能化，它集高科技、娛樂和比賽于一體，引起了各國的廣泛關(guān)注和極大興趣，從而推動了移動機(jī)器人研究的熱潮。

而智能車以其結(jié)構(gòu)簡單、形式新穎、適合對象面廣、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點在高校教學(xué)、實踐、競賽中備受推崇。鑒于絕大分的智能車載體都是選用直流電機(jī)結(jié)構(gòu)。這次我們推出一款”步進(jìn)電機(jī)智能車“底盤。希望能對移動機(jī)器人教學(xué)、實踐工作提供一些幫助。

1. . 步進(jìn)電機(jī)智能車的優(yōu)勢：

(1) 步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時）；(2)沒有電刷，電機(jī)壽命長；(3) 有較好的位置精度和運(yùn)動的重復(fù)性；(4) 電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，可開環(huán)控制；

而使用普通直流電機(jī)的智能車，定位和轉(zhuǎn)速測量過程中存在自動化水平低、操作復(fù)雜、精度難以保證（要實現(xiàn)精確控制目的，則需要通過編碼器等器件來實現(xiàn)，而且定位精度和編碼器精度直接相關(guān)）。

當(dāng)然直流電機(jī)也有自己的特點：應(yīng)用簡單——通電就轉(zhuǎn)、價格較低——普通的玩具電機(jī)不到1元一只、體積較小——可以安裝到很小的空間里面。所以深得電子愛好者的喜歡。

2. 步進(jìn)電機(jī)的選擇：

步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成（和直流電機(jī)不一樣的是，沒有額定電壓的參數(shù)）。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號便確定下來了。

不是所有的步進(jìn)電機(jī)都可以制作智能車，需要根據(jù)智能車的用途來選擇。一般制作競賽類的機(jī)器人，如迷宮機(jī)器人、巡線機(jī)器人、滅火機(jī)器人等，推薦的步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)如下：兩相四線（方便設(shè)計或選擇驅(qū)動器）、歩距角1.8°（控制精度高）、扭矩>3Kg·cm（載重大）、混合式（相對反應(yīng)式和永磁式步進(jìn)電機(jī)，具有輸出力矩大、動態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對較高）。

混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
（從圖中我們可以看出步進(jìn)電機(jī)遠(yuǎn)比直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以成本也高的多）

可以說步進(jìn)電機(jī)的性能直接決定了“步進(jìn)電機(jī)智能車”的售價。對于售價太低的產(chǎn)品，用戶一定要弄清楚電機(jī)的參數(shù)和性能，否則將會給使用帶來很大的問題，甚至不能使用。

產(chǎn)品簡介：

 這款高轉(zhuǎn)速的三輪車底盤（以后后續(xù)基于該底盤的產(chǎn)品）主要是為高轉(zhuǎn)速、高靈活度的應(yīng)用場合而設(shè)計的。

底盤由兩個1.8°步距角的42步進(jìn)電機(jī)提供動力，最快速度可以達(dá)到100cm/s（在11.1V工作電壓下）。此外步進(jìn)電機(jī)的最大優(yōu)點是，可以精確控制轉(zhuǎn)動的角度，精度在1.8°以上（具體看步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)，細(xì)分越高，精度越高）。這是直流電機(jī)不一樣的地方。

底盤是由兩個電機(jī)和一個萬向輪溝通的三點式結(jié)構(gòu)，這樣就能保證小車在做轉(zhuǎn)彎或原地轉(zhuǎn)圈動作時，小車不會偏離賽道；

小車的車輪內(nèi)部輪轂采用高強(qiáng)度PVC塑料，在壓力下不易變形。外部輪胎采用的是仿汽車輪胎花紋的橡膠。橡膠輪胎內(nèi)部是橡膠墊，充實了車輪，提高了車輪的彈性。橡膠和輪轂連接緊密，沒有其他輪子的輪胎和輪轂之間的相對滑動現(xiàn)象。整個輪子具有大抓地力、高強(qiáng)度等特點。品質(zhì)絕非塑料輪胎所能比擬。在實際使用中，載重20Kg（4驅(qū)車），輪轂不變形；是機(jī)器人智能車制作的最佳選擇。

步進(jìn)電機(jī)固定架由鋁合金材料制成，堅固輕便。小車底盤材料使用的是厚度5mm的材料，更堅固。

固定板上面留有多種固定孔和過線孔，方便用戶固定控制板。

以上特性，使得這款車非常適合用于開發(fā)：迷宮機(jī)器人、滅火機(jī)器人、尋跡機(jī)器人、足球機(jī)器人等產(chǎn)品。

PS.有關(guān)步進(jìn)電機(jī)的更多了解或問題，請看本頁底部的“常見問題”。

N-TB6560-T1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，是基于日本東芝TB6560芯片設(shè)計而成。具有可靠性高，適合工控領(lǐng)域；采用恒流斬波驅(qū)動技術(shù)，電機(jī)工作電流恒定；輸入信號全部光耦隔離，提高步進(jìn)電機(jī)的EMC性能。

產(chǎn)品圖片：

TR3-SM步進(jìn)電機(jī)智能車底盤（1）

TR3-SM步進(jìn)電機(jī)智能車底盤（2）

規(guī)格參數(shù)：

1、車體參數(shù)：

    車體直徑：17cm
    車體高度：6.5cm
    車體速度：≤100cm/s（12V空載狀態(tài)下）
    車體載重：3Kg

2、步進(jìn)電機(jī)參數(shù)：

 這是客戶利用同樣的底盤設(shè)計的智能機(jī)器人

常見問題：

1. 什么是步進(jìn)電機(jī)？

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

2. 步進(jìn)電機(jī)類型及特點？

步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（ＰＭ），反應(yīng)式（ＶＲ）和混合式（ＨＢ）

永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度；
反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國家８０年代已被淘汰。
混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相四相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。

3. 什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE）？

保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。保持轉(zhuǎn)矩越大則電機(jī)帶負(fù)載能力越強(qiáng)。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。

4. 步進(jìn)電機(jī)精度為多少？是否累積？

一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%。步進(jìn)電機(jī)單步的偏差并不會影響到下一步的精度因此步進(jìn)電機(jī)精度不累積。

5. 步進(jìn)電機(jī)為什么會發(fā)熱？

通常見到的各類電機(jī)，內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻，通電會產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說的銅損；如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會產(chǎn)生諧波損耗。鐵心有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。

銅損和鐵損都會以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。

步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降甚至于丟失。因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點；一般來說，磁性材料的退磁點都在攝氏１３０度以上，因此步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏８０－９０度完全正常。

6. 為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降？

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

7. 為什么步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲?

步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。我們建議空載啟動頻率選定為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)的２倍。

8. 如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時的振動和噪聲？

步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服： 
A、如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度。
Ｂ、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的，最簡便的方法。因為細(xì)分型驅(qū)動器電機(jī)的相電流變流較半步型平緩。
Ｃ、換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)，或兩相細(xì)分型步進(jìn)電機(jī)。
Ｄ、換成直流或交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高。
Ｅ、在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。

9. 細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度？ 　　

步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻(xiàn)），其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動，提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能。比如對于步進(jìn)角為1.8度的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，如果細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為４，那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45度，電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45度，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大；細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。