這里講的普通電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，減速電機(jī)，伺服電機(jī)指的是直流電的微型電機(jī)，平常我們接觸到的也以直流電的居多。電機(jī)的學(xué)問(wèn)很深，本文只是大致講一下制作機(jī)器人常用的各種電機(jī)。 電機(jī)，俗稱(chēng)“馬達(dá)”，是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，在電路中用字母“M”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“D”）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。

普通直流電機(jī)

普通電機(jī)是我們平時(shí)間的比較多的電機(jī)，電動(dòng)玩具，刮胡刀等里面都有。一般只有兩個(gè)引腳，用電池的正負(fù)極接上兩個(gè)引腳就會(huì)轉(zhuǎn)起來(lái)，然后電池的正負(fù)極再相反的接在兩引腳上電機(jī)也會(huì)向反轉(zhuǎn)。這種電機(jī)有轉(zhuǎn)速過(guò)快，扭力過(guò)小的特點(diǎn)，一般不直接用在智能小車(chē)上。 當(dāng)直流電源通過(guò)電刷向電樞繞組供電時(shí)，電樞表面的N極下導(dǎo)體可以流過(guò)相同方向的電流，根據(jù)左手定則導(dǎo)體將受到逆時(shí)針?lè)较虻牧刈饔?。電樞表面S極下部分導(dǎo)體也流過(guò)相同方向的電流，同樣根據(jù)左手定則導(dǎo)體也將受到逆時(shí)針?lè)较虻牧刈饔?。這樣，整個(gè)電樞繞組即轉(zhuǎn)子將按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，輸入的直流電能就轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子軸上輸出的機(jī)械能。由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子：基座，主磁極，換向極，電刷裝置等；轉(zhuǎn)子（電樞）：電樞鐵心，電樞繞組，換向器，轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等。 直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī)。因其良好的調(diào)速性能而在電力拖動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為永磁、他勵(lì)和自勵(lì)3類(lèi)，其中自勵(lì)又分為并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)3種。

減速電機(jī)

減速電機(jī)就是普通電機(jī)加上了減速箱，這樣便降低了轉(zhuǎn)速，增加了扭力，使得普通電機(jī)有的更廣泛的使用空間。 這種集成體通常也可稱(chēng)為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)，通常由專(zhuān)業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等。使用減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間。第二次世界大戰(zhàn)后，軍事電子裝備的迅速發(fā)展促進(jìn)了美國(guó)、蘇聯(lián)等國(guó)家微型減速電機(jī)，直流減速電機(jī)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。隨著減速電機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了減速電機(jī)，也有一批企業(yè)進(jìn)入到了減速電機(jī)行業(yè)。 當(dāng)前，在世界微型減速電機(jī)和直流減速電機(jī)市場(chǎng)上，德、法、英、美、中、韓等國(guó)保持領(lǐng)先水平。中國(guó)微型減速電機(jī)以及直流減速電機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)建于20世紀(jì)50年代，從為滿(mǎn)足武器裝備配套需要開(kāi)始，歷經(jīng)仿制、自行設(shè)計(jì)、研究開(kāi)發(fā)、規(guī)模制造階段，已形成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、規(guī)模化生產(chǎn)、關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵材料、專(zhuān)用制造設(shè)備、測(cè)試儀器等配套完整、國(guó)際化程度不斷提高的產(chǎn)業(yè)體系。 減速電機(jī)一般都是用智能小車(chē)上，而對(duì)于電機(jī)的控制一般都用H橋方案，L298芯片就是這種原理。 而調(diào)速一般采用PWM（脈寬調(diào)制）機(jī)制，單片機(jī)利用定時(shí)器控制產(chǎn)生占空比可變的 PWM 波或者直接硬件PWM輸出不同大小的波形來(lái)控制小車(chē)整體速度。

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)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(hào)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(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

伺服電機(jī)

伺服電機(jī)又稱(chēng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

伺服電機(jī)主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。

直流伺服電機(jī)又分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），而且會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。