直流电动机的一些基本概念
直流电动机是机器人技术中最常用的电动机。直流电动机的形状和尺寸多种多样：永磁铁芯，永磁无铁转子，永磁无刷，绕线串联，绕线并联，绕线复合，可变磁阻步进器，永磁步进器和混合式步进电机。
直流电动机表征的另一种方式是电刷型和无刷直流电动机。此特征是指电动机中使用的换向方式，它将来自电池的直流电转换为产生电动机动作所需的交流电。如果用电刷机械地进行这种换向，则在旋转转子的端部的换向片扇形地物理地滑动到连接到电动机端子的固定电刷上。这些类型的电动机是有刷直流电动机。对于无刷电机，通过位置传感器和微处理器控制器将直流电在转子中通过电子方式转换为交流电，因此不需要电刷。
有刷电动机比无刷电动机便宜，并且更常用。与碳刷类型相比，无刷电动机的优势在于它们具有减小的摩擦力，因此使用寿命更长，并且可以更好地控制电动机，此外，无刷电动机产生的射频干扰也更少。但是，无刷电动机也有一些缺点，例如需要更广泛的控制电路以电子方式进行换向。
传统的直流电动机是由线圈和磁铁组成的，它们通过电力产生运动。
直流电动机组件
定子：
定子由永磁体或电磁绕组组成，并在转子周围产生固定磁场，该磁场占据电机的中央部分。
转子(电枢)：
转子由围绕电枢臂的一个或多个电绕组组成。这些绕组在受到外部电流激励时会产生磁场。由该转子磁场产生的磁极被定子磁场产生的相反的磁极吸引并被相似的磁极排斥，这导致转子旋转。
换向器
直流电动机不使用外部电流开关设备，而是使用一个称为换向器的机械连接器，该连接器是通常由铜制成的分段套筒，安装在旋转轴上。电流+/-在电刷的帮助下提供给该换向片。
电刷：
随着电动机的转动，电刷在换向片上滑动，从而通过连接到绕组的换向片在不同的臂中产生可变磁场。因此，当在电刷上施加电压时，会在电机中产生动态磁场。
直流电动机如何工作?
电流通过导线或导线线圈时会产生磁场。该磁场与设置在线圈右侧的永磁体相对。
因此，向上或向下的力取决于右手法则。
当电动机旋转时，电流方向将变为另一个方向。因此，保持电磁力的极性始终与永磁体相对。因此，只要持续提供电力，电动机就保持旋转。
直流电动机的重要特性
当您要在机器人或机电一体化项目中使用直流电动机时，应考虑一些基本属性，例如方向，速度，电压，电流，功率和扭矩。
方向：
直流电动机主要有两个端子，施加电压。当在这些端子之间施加电压时，电动机开始沿一个方向旋转，而当施加电压的极性反转时，旋转方向也将反转。因此，施加电压的极性决定了电动机的方向，而电压幅度决定了电动机的速度。
速度：
电动机的速度，以每分钟的转数(rpm)为单位，取决于所施加的电压和负载。
电压 ：
每个直流电动机都有一个指定的电压，该电压指示使电动机在其正常条件下运行的标称电压或施加的电压。实际上，该标称电压在项目中很重要，因为它表示最大建议电压。
电流：
当电动机以标称电压供电时，电流取决于负载，并随负载而增加。因此，重要的是不要让电动机在过大的负载下运转而使电动机停转。
功率：
电动机的功率是其电压和电流的乘积。
扭矩：
扭矩定义为力乘以距电机轴中心的距离的乘积。
齿轮直流电动机
直流电动机通常以太高的速度和太低的转矩运行。为了将这些电动机用于机器人应用，应改善这些特性。
变速箱用于此目的。将电动机的轴连接到齿轮系会导致齿轮系的输出轴旋转得慢得多，并传递比输入轴大得多的扭矩。轴上装有齿轮箱的DC电动机称为减速机DC电动机，这些电动机最适合用于构建许多业余机器人。
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