下图来自一个涉及2DOF绘图臂的项目：
对于这个曲棍球项目，该手臂的一般力学似乎是合适的。它可以绕2D平面移动“手”。我也喜欢两个电机都位于手臂的底部，而不是将第二个电机放在肘部（这会增加手臂的重量并使其变慢）。
踏步机：
我知道踏步机通常都很“慢”。曲棍球。我也知道步进器可以加速，但随后会失去扭矩。步进器需要处理快速来回手臂运动的惯性。
业余伺服器：
我在其他项目中使用了小型伺服器，但是精度很差。大多数人没有办法从外部读取角度，而那些人有噪声信号。我不确定业余伺服系统有多强，以及对于这个项目它们是否足够准确。我知道使用数字伺服器会改善死区问题。
带有外部反馈的直流电动机：
我能想到的控制臂的唯一其他方法是使用带有传感器的直流电动机，例如旋转编码器。我想我需要一个绝对的旋转编码器。但是它们似乎在50-1000美元之间，对于我不确定是否可以解决的解决方案来说，这有点过多。也许有更便宜的电机角度测量解决方案。我可以只使用一个电位计，但是之后我又担心噪音。我所拥有的只是一个钻头，即使齿轮本身价格合理，我也不知道如何安装轴/轴承等。
这意味着如果我需要加速或减速，除非廉价且涉及简单的工具，否则我认为我不能这样做。
对于手臂来说：带外部反馈的直流电动机，伺服器，步进器，还有别的吗？...
哪种方法在速度方面是最好的，哪一种方法更准确？我想知道哪一种成本也会更低，但是我知道那是一个灰色区域。
出于简单性考虑，我倾向于使用伺服器。我可能会尝试使用带滚珠轴承的数字伺服器，希望它们能足够快地移动，但又足够坚固以应付机械臂的惯性。 ，而不是3D打印机xy皮带系统之类的东西。）
#1 楼
伺服机制不是“流行的” RC-Servos（非唯一）。伺服是一种闭环控制，不仅适用于电动机。甚至步进电机也可能不是伺服电机。 RC伺服在大多数情况下是直流有刷电动机，带有减速器和用于位置反馈的电位计以及电子控制。这是常见的RC伺服。它没有滚珠轴承的事实并不能直接导致精度下降，很多高精度产品不使用滚珠轴承，它们的润滑性和强度更高。
通过Gophi（自己的作品）[GFDL（http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html）或CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0（http： //creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0-3.0-2.5-2.0-1.0）]，通过Wikimedia Commons
，因此您可以使用直流电刷，无刷，陡峭的电机，交流感应电动机，并且仍然增加了伺服机构（闭环）。
但是盯着机器人手臂的设计人员的共同点是对电动机和执行器的兴趣很大，而对电动机的关注却很低机械师本身的研究。如果结构非常灵活，那么使用高精度执行器将无济于事。
因此，您需要将臂本身设计为在重量，力，加速度和减速度下（无论是否承受力）都坚固（带滚珠轴承），然后选择尺寸，就可以开始选择执行器。
可以说，极数越多，电动机将获得的转矩越大，速度就越小（这是非常可变）。问题是，如果电动机直接驱动手臂，您将需要高扭矩和较低的速度。如果要进行齿轮传动，则可以使用低极，高速，中到高转矩电动机，并使齿轮箱匹配您的应用的速度和转矩。
评论
$ \ begingroup $
“如果结构非常灵活，那么使用高精度执行器将无济于事。”仔细选择您的单词。在机器人技术中，有许多由高质量电机驱动的柔性机构和结构（例如一些串联的弹性致动器）。通常是由于磁滞，反冲和其他无法建模的非线性摩擦效应而破坏了精度，而不仅仅是“柔韧性”。
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– JJM Driessen
16-10-6在22:28
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当然，这不是我的母语，但是对于该问题的较简单选项，我认为这很清楚。
$ \ endgroup $
–迭戈·纳西门托（Diego C Nascimento）
16-10-6在23:30
#2 楼
每当人们说“伺服电机”时，他们都在谈论飞机模型的方形黑色塑料盒。那不是你想要的。您将看到工业型伺服器。当在电机轴上安装光学编码器时，这些是较大尺寸的DC电机。您不需要绝对位置传感器。您只需要一个正交传感器，就可以保持每个方向的“滴答声”计数。系统中的某个位置有一个“家庭”开关。接通电源后，您将缓慢移动，直到归位开关跳闸，然后计数重置为零。从那里开始数。只要您不错过任何一个，位置就是准确的。
如果您从损坏的喷墨打印机或复印机中抢救零件，成本几乎为零。它们是编码器，光学限位开关以及电机和齿轮的良好来源。旧的直排轮滑鞋是滚珠轴承的良好来源。可以用木头做武器。
路径规划是控制器最难的部分。您需要加速电动机和机械臂，以使X电动机和Y电动机都同时达到各自的目标位置和速度。通常，该解决方案每秒会多次使用反馈来重新计算。
如果您不能使用齿轮或同步带，那么好的驱动系统是将凯夫拉尔纤维或钢丝绳缠绕在从动鼓上，然后再缠绕第二个鼓，然后用弹簧连接绳索的末端。只要您在鼓之间保持弹簧
对于曲棍球2，DOF是不够的。您需要控制X，Y位置以及控制板的角度。除非您使用盘状桨，例如用冰球击打冰球。
评论
$ \ begingroup $
曲棍球使用的设备与常规曲棍球不同。球拍呈圆盘状，几乎没有手柄。这是一个有趣的设计挑战，因为仅仅满足X，Y位置上快速移动的冰球是不够的。您还必须以正确的角度接近冰球，以使其沿所需方向偏转。 2自由度就足够了，但这将变得很困难。
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– MindS1
18-10-1在17:52
#3 楼
Servos并没有真正的冲头力，您提到步进电机已调速但扭矩较低-有许多步进电机正好相反，例如内部具有很高的RPM，但是由于直接安装在马达气缸上的齿轮箱使实际的驱动轴在高扭矩下具有更低的RPM。您没有提到臂是要从A点到B点，还是要像图中的绘图臂一样被完全铰接和控制，您也没有提到控制装置，例如是计算机控制的还是手动的（例如操纵杆）。您也没有提到气动手臂控制的最明显选择，您是否出于特定原因将其排除在外？最后，它必须是手臂还是击球的机制，因为您可以使用简单的x / y轴控制，例如向左/向右/向前/向后前进这是一种在绘图仪打印机中找到的机制，或者是在那些您必须抓住玩具的街机中控制起重机臂的机械装置！ X和Y相遇的伺服系统可以控制撞击圆盘的表面角度，从而提供更大的控制力和精度。如果您对我有更具体的要求，我会尽力给出更具体的答案！祝你好运。评论
$ \ begingroup $
您好，欢迎来到Stackexchange。请注意，这是一个问答网站，而不是论坛。除非要弄清楚问答，否则不鼓励进行讨论（尽管在聊天室中也可以）。我问这个问题是因为我不确定RPM与扭矩之间的权衡，两者都很重要。虽然关于运动的路径很重要。另外，我没有提到通过操纵杆或计算机进行控制，因为它们确实是同一回事。我认为这与电机的选择无关。还要注意，我的问题的最后一句话说我不需要X / Y皮带系统！
$ \ endgroup $
–
16-10-7在19:30
$ \ begingroup $
“ Servos并没有真正的强大冲击力”，这在总体上是不正确的。伺服系统具有各种不同的尺寸和强度。由于对于所讨论的任务可能需要反馈和封闭的控制回路，因此解决方案将始终有效地始终是一种或多种伺服电动机。
$ \ endgroup $
–弯曲单元22
16-10-8在17:49
评论
您使用的伺服器比较笼统，而且制造不良。尝试使用更高转速的全旋转金属齿轮伺服器。您说：“我也知道步进器可以加速，但随后会失去扭矩。”通常，使电动机齿轮传动会增加转矩并降低速度。而且步进电机可以非常快。
@NomadMaker-电动机可以在任一方向上齿轮传动。 “换档”意味着提高速度。 “减速”是指增加扭矩。在曲棍球（运动）的背景下，我说的是步进器“很慢”。也许如果我投入足够的钱，它既快速又强大，但是我没有看到价格低于50美元的快速步进机。我还读到它们被驱动得越快，它们所能提供的扭矩就越小。
您应该提出价格限制。考虑到曲棍球桌可能会非常昂贵，因此我认为这个项目在那个领域也不会超出成本。
@NomadMaker-价格问题被提到。我在Craigslist上花了20美元买了一个冰球桌，有些甚至免费。