现代社会，人们的生产劳动，离不开各种各样的电机。涉及到了非常多的领域，包括航空、煤矿、水电等。电机的作用无法被替代。同时，电机的使用、保养和维护，都变得越来越重要。 当今时代，随着移动机器人行业飞速发展，轮毂伺服电机的应用也愈发广泛，其防护等级的提升也愈发必要。 轮毂伺服电机的转子及定子大多采用磁性铁（硅钢）制成，在潮湿的环境下极易腐蚀。同时，为了优化扭矩，电机旋转齿和非旋转齿之间的间隙保持在0.05mm左右。 当电机运转时，这些转子齿槽会变热，温度通常高到足以将电机中的任何水变成蒸汽。蒸汽具有腐蚀性，因此转子齿中的磁性铁生锈的速度比平时快。一旦锈填满了0.05mm的气隙、转子和定子轮齿开始摩擦，这会消除电机的有效扭矩，并使磁性铁松动。

减速机又叫减速器，是一种相对精密的机械装置。它是电机和机械之间的一个齿轮组，用于降低动力传输的速度。那电机什么情况下要配减速机呢？一般有以下两种情况： 一. 在伺服电机的转速要求非常低的情况下。如转速要达到10rpm，，同时要求满转矩输出，且长时间工作的话，仅靠伺服电机本身是无法胜任，就需要配减速机。 二. 在变频器要求转速较低，且扭矩要求比较大的情况下，也可以通过减速机来实现。 减速电机是一种相对精密的机械，它种类繁多，型号不同，用途不同。根据传动类型，可分为齿轮减速电机、蜗轮减速电机和行星齿轮减速电机。

一体化步进电机,也简称为“一体机”,是集成了“步进电机+步进驱动器”功能的轻便结构。 一体化步进电机的结构组成： 一体化步进系统由步进电机、反馈系统(选配)、驱动放大器、运动控制器等子系统组成。如果把用户上位机(PC、PLC等)比作公司老板，运动控制器就是高管，驱动放大器就是技工，步进电机就是机床。老板通过某种通讯方式/协议(电话、电报、电邮等)协调数个高管间合作，步进电机区别于其他所有电机的最大优点走步精准而且有力。 一体式步进电机优势： 体积小、性价比高、故障率低、无需匹配电机和驱动控制器，多种控制方式（脉冲和CAN总线可选），使用简单，系统设计和维护方便，大大减少产品开发时间。

1、工作方式不同： 增量型编码器断电后需要回原点，它无法输出轴转动的绝对位置信息，存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位。绝对编码器不需要回原点，它由机械位置确定编码，无需记忆，需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。 2、工作原理不同： 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器，这样的编码器是由光电码盘进行记忆的。绝对编码器在一个特定的旋转周期范围内不会出现重复的信号输出，每个角度的位置编码都是独一无二的。绝对编码器有单圈与多圈之分，而单圈与多圈绝对值编码器的区别，仅仅是在角度位置编码输出量程上的不同而已，前者的量程只有一圈，而后者可以做到多圈旋转位置测量。

无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题，广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器、机器人、医疗设备等各个领域。由于无刷电机没有电刷进行自动换向，因此需要使用电子换向器进行换向。无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。 无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题，广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器、机器人、医疗设备等各个领域。由于无刷电机没有电刷进行自动换向，因此需要使用电子换向器进行换向。无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。 目前，主流的无刷直流电机的控制方式有3种：FOC(又称为矢量变频、磁场矢量定向控制)、方波控制(也称为梯形波控制、120°控制、6步换向控制)和正弦波控制。那么这3种控制方式都各有什么优缺点呢?

伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制服电机的一种控制器,其作用类似千变频器作用干普通交流马达，属干伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制,实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。一、伺服驱动给系统的要求：1、调速范围宽；2、定位精度高；3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性；4、快速响应,无超调。为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。5、低速大转矩,过载能力强。一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。6、可靠性高，要求数控机庆的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。

电机生锈的环境：这种情况通常发生在高温、高湿的使用环境中；高温闷热季节最容易发生；靠近转子的轴承端面生锈，另一端面一般不生锈；发生漆锈的轴承润滑脂具有一种特殊的漆锈味，有时内部生锈比外部严重；漆锈现象的发生大多出现在使用溶剂型绝缘漆的电机，有时使用无溶剂型漆也会发生（烘干时间不足）。 漆锈产生机理： 漆锈产生受内外综合因素的影响，1、电机轴承漆锈是电机定子的绝缘漆发出的酸性分子与潮气一起被润滑脂吸收产生反应造成的。2、与绝缘漆的类型，定子的烘干工艺，电机的保管环境有关。使用氨基或酚基类绝缘漆时，漆在硬化的过程中分子链不稳定会有低分子物质溢出：如甲醛，在温湿度适当的时候，甲醛和潮气中的凝露反应产生甲酸，甲酸会使润滑脂水解，接而腐蚀轴承产生漆锈。 甲醛+水分子（氧基）→甲酸+润滑脂（基础油）→水解→腐蚀生锈。

CAN：最早的现场总线、最广泛应用的现场总线 CANopen：CIA定义的最为成功的CAN应用层协议，在基于CAN的自动化系统中居于领导地位，欧洲标准EN-50325-4 CAN+CANopen：机器自动化（MA）领域最为成功的总线解决方案，在欧美广泛被应用 CAN总线系统解决方案即是利用CAN总线的优点及其特长为机器自动化设备提供高效、可靠、性价比高的解决方案。作为机器自动化领域总线解决方案倡导者，CAN总线系统解决方案更能满足您对性价比的要求。 现场总线（Fieldbus）技术从提出到现在有二十多年了，作为工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，通过模拟变数字实现了不同公司产品间的互操作性问题，使用户有了更大的选择权，尤其它解决了流行几十年的传统系统过于封闭、难以维护的缺点。

低压直流伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速的装置。其主要作用：在封闭的环里面使用，随时把信号传给系统，同时把系统给出的信号来修正自己的运转。低压直流伺服电机包括定子、转子铁芯、电机转轴、电机绕组换向器、电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器，所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。低压直流伺服电机有着良好的速度控制特征，可以在整个速度区内实现平滑控制，几乎没有任何振荡，体积小，高效率，节能省电，低噪音，不发热，长寿命。 伺服电机减速机是利用各级齿轮传动来达到降速的目的，是由各级齿轮组成的，一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

1、步进电机及常见故障 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 步进电动机的最大缺点在于其容易失步。特别是在大负载和速度较高的情况下,失步容易发生,同时功率也不太大。在数控系统中,虽然其种类及规格有多种,结构有所不同,但在运行中常发生起动及运行速度慢、失步现象严重、控制绕组接线错误及运行中常出现绕组短路、开路或击穿等故障。故障出现后影响了数控系统不能正常工作。

定义：减速机是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。减速机的作用降低转速，增加转矩。 简介：减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。分类：减速机在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，是一种相对精密的机械。使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式减速器、分流式减速器和同轴式减速器。

作为世界上最大的制造业国家，我国制造业给世界的贡献接近30%。为了提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被很多企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反应了一个国家工业自动化的水平，我国是全球第一大机器人市场，在机器人产业的发展过程中，伴随着自动化改造热潮的兴起，可以实现自由转向，低速精准运行的工业机器人更具优势。而转运设备智能化的核心就在于平稳、精准、换向自由的运输，而这与麦克纳姆轮是密不可分的。 麦克纳姆轮也叫Mecanum轮，是一种研究较早，也是最为典型的全向轮。1973年瑞士工程师发明了麦克纳姆轮，它主要由轮毂和围绕轮毂的辊子组成。麦克纳姆轮在移动的时候，通过力的作用相互抵消来实现车体的转弯，所以每个轮子的运动方向往往是朝着不同的方向。可前后移动、原地旋转、左右漂移，极为灵敏。也正因为麦克纳姆轮的360度全方位移动的功能，它广泛用于移动机器人、轮椅、叉车。

直流无刷电机作为同步电机的一种，它的转子的转速受到其定子旋转磁场的速度及转子极数的影响。直流无刷电机既具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列的优点，又具有直流电动机运行效率高、调速性能好等诸多的优点。直流无刷电机最重要的部分就是它的控制结构，它的驱动器可以控制转子维持在一定的转速，性能更加的稳定。直流无刷电机是一种利用电子换向的小功率电动机。直流无刷电机广泛应用于现代生产设备、仪器仪表、计算机外围设备和高级家用电器。那么直流无刷电机有哪些性能优点呢？1、直流无刷电机因为具有直流有刷电机的特性，同时驱动器也是频率变化的装置，所以又名直流变频，直流无刷电机的运转效率，低速转矩，转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

伺服电机是机器人应用中常见的一种电机，其基本控制原理是利用控制回路、结合必要的电机反馈，从而协助电机进入所需的状态，如位置与速度等。由于伺服电机必须通过控制回路了解目前状态，因此其稳定性高于步进电机。 伺服电机有不同种类——带刷式与无刷式。有刷伺服电机与无刷伺服电机之间的差异在于其通讯机制。伺服电机的工作原理是根据反向磁力，进而移动或建立转矩。最简单的例子有固定磁场与旋转磁场。只要改变流过磁场的电流方向，即可变更磁极，并让磁极(转子)开始旋转。变更线圈的电流方向，即所谓的“换相”(commutation)。

一、电机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰 在中、小型电机中，气隙一般为0.2mm～1.5mm。气隙大时，要求励磁电流大，从而影响电机的功率因数;气隙太小，转子有可能发生摩擦或碰撞。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛，很容易使电机发热甚至烧毁。如发现轴承磨损应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理，比较简单的处理方法是给端盖镶套。 二、电机的不正常振动或噪音容易引起电机的发热 这种情况属于电机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良、转轴弯曲，端盖、机座、转子不同轴心，紧固件松动或电机安装地基不平、安装不到位造成的，也可能是机械端传递过来的，应针对具体情况排除。 此外，电机的不正常振动还会产生噪声和额外的负荷。　　

作为轮毂电机的使用者，我们肯定是希望轮毂电机的使用效率能大限度的提升，而在轮毂电机运行的过程中，不可避免的会产生损耗，若想提升效率，我们首先就要明白是什么损失掉电机里面的能量. 一、铁耗　　 　 铁耗是电机铁芯和端部铁件的损耗。主要分为“磁滞损耗”和“涡流损耗”两种。 　1、磁滞损耗 　　　变压器内的磁通是在铁芯上活动的，铁芯对磁通具有磁阻，就像导体对电流又电阻一样，也会产生热量，这样的损耗我们就称之为“磁滞损耗”。为了减小磁滞损耗的影响和减小相关的能量损失，从而采用具有低矫顽力和低迟滞损失的铁磁性物质，例如坡莫合金。

温升是电机非常重要的性能指标，是指电机在额定运行状态下绕组温度高出环境温度的数值。对于一台电机，温升是否与电机运行的其他因素有关呢？ 关于电机绝缘等级 绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H和C共7个等级，其极限工作温度分别为90℃、105℃、120℃、130℃、155℃、180℃及180℃以上。 所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点对应的温度值。 根据经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15~20年。如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。所以电机在运行中，环境温度是影响电机寿命的主要因素之一。

人类对人形机器人的想象和希冀由来已久，最早或许可以追溯到1495年达芬奇设计的发条骑士。数百年来，这份对于科技之巅的神往经由《人工智能》、《变形金刚》等文艺作品不断发酵，愈发深入人心。 但人形机器人的梦想逐渐靠近现实，却是最近二十年的事情。 时间倒退至2000年，日本本田公司潜心研发近二十载，隆重推出了世界上第一款真正意义上可以双足行走的机器人——ASIMO。ASIMO身高1.3米，体重48公斤。早期的机器人如果直线行走时突然转向，必须先停下来，看起来比较笨拙。而ASIMO就灵活得多，它可以实时预测下一个动作并提前改变重心，因此可以行走自如，进行诸如“8”字形行走、下台阶、弯腰等各项“复杂”动作。此外，ASIMO还可以握手、挥手，甚至可以随着音乐翩翩起舞。

在机电一体化迅速发展的今天，传感器作为信息反馈装置，对由计算机、信息反馈机构、执行机构所构成的开、闭环系统的控制精度有着极为重要的影响，而编码器是将数字化信息转化成角度、长度等可执行变量的重要工具，如通过光电转换将传感器测得机械几何位移量转换成脉冲量或数字量，旋转编码器将角度、转速等物理量转化成数字脉冲电信号。在机电一体化系统中，编码器具有机构紧凑、安装方便、维护容易的特点，而且工作可靠、精度高、反应快，在自动化领域得到了广泛的应用。本文主要浅谈编码器种类以及编码器在产品中的应用。

一、以定子绕组形成磁极来区分 定子绕组根据电动机的磁极数与绕组分布行程实际磁极数的关系，可分为显极式与庶极式。 1. 显极式绕组：在显极式绕组中，每个（组）线圈行程一个磁极，绕组的线圈（组）数与磁极数相等。 在显极式绕组中，为了要使磁极的极性N和S相互间隔，相邻两个线圈（组）里的电流方向必须相反，即响铃两个线圈（组）的连接方式必须尾端接尾端，首端接首端（电工术语为“尾接尾、头接头”），也即反接串联方式。 2. 庶极式绕组：在庶极式绕组中，每个（组）线圈行程两个磁极，绕组的线圈（组）数为磁极的一半，因为另半数磁极由线圈（组）产生磁极的磁力线共同行程。 在庶极式绕组中，每个线圈（组）所行程的磁极的极性都相同，因而所有线圈（组）里的电流方向都相同，即相邻两个线圈（组）的连接方式应该式尾端接收端（电工术语为“尾接头”），即顺接串联方式。