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工业的驱动方式
1. 介绍
工业是一种能够自主执行任务的可编程设备，广泛应用于制造和生产领域。
其驱动方式决定了在运行过程中所使用的能源类型以及控制方法。
2. 驱动系统分类
2.1 电气驱动系统
- 直流电机：采用直流电源供给，并通过调节转子磁场实现速度和位置控制。
- 步进电机：根据输入脉冲信号进行精确步长移动，适合需要高精度定位操作。
- AC伺服电机：利用交变频率来改变旋转速度并提供更好的负载承受力。
2.2 液压/气压驱动系统
- 液压传感技术: 利用液体（通常为油）作为媒介，在活塞或缸筒之间施加力量来推送部件运行。
- 气压试验台: 使用空气或其他非腐蚀性、无毒害物质将线性运输装置带到目标位置上去.
3. 控制方法
3 .1 开环控制：
在开环控制下, 系统输出不会影响到控制器的输入。
这种方法简单且成本较低，但对于精确度要求高的应用不太适合。
3.2 闭环控制：
在闭环控制下, 系统输出会通过传感器反馈给控制器进行调整和校正。
这种方法可以提供更好的稳定性和准确性。
4. 驱动方式选择因素
- 负载能力：机械臂所需承受负荷大小。
- 运行速度：工作任务需要多快完成。
- 定位精度: 工业在执行操作时所需达到的位置准确程度.
5. 法律名词及注释
- 相关附件:
1、驱动系统技术规格表
2、电气/液压/气压部件清单
以上是有关工业驱动方式详细介绍，请参考使用。
题目：1、工业串联机器人常用的驱动方式、传动系统、传感器类型，比较2、智能移动机器人的驱动方式、传动系统、传感器类型，比较3、现在机器人的控制系统、控制结构概述：机器人问世已有几十年，但没有一个统一的意见。
原因之一是机器人还在发展，另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。
也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。
美国机器人协会（RIA)：一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机。
美国家标准局：一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业任务或动作的机械装置。
1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人的定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。
日本工业标准局：一种机械装置，在自动控制下，能够完成某些操作或者动作功能。
英国：貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。
中国：我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。
尽管各国定义不同，但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同点：(1) 是一种自动机械装置，可以在无人参与下，自动完成多种操作或动作功能，即具有通用性。
(2)可以再编程，程序流程可变，即具有柔性(适应性）。
机器人是20世纪人类伟大的发明，比尔•盖茨预言：机器人即将重复PC机崛起的道路，彻底改变这个时代的生活方式。
机器人学集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。
驱动方式现代工业机器人的驱动方式主要有三种：气动驱动、液压驱动和电动驱动。
气动驱动机器人气动驱动系统以压缩空气为动力源。
简述机器人的三种驱动方式机器人是一种能够自主行动和执行任务的智能设备。
为了实现机器人的运动和行为，需要采用不同的驱动方式。
目前，常见的机器人驱动方式主要有三种：轮式驱动、腿式驱动和飞行器驱动。
一、轮式驱动轮式驱动是最常见的机器人驱动方式之一。
这种驱动方式类似于汽车的轮子，通过驱动轮子的转动来实现机器人的移动。
轮式驱动具有灵活性高、速度快、适应性强等优点，适用于平坦地面的移动。
一些家庭服务机器人、清洁机器人和工业机器人常常采用轮式驱动方式。
轮式驱动的机器人可以通过控制左右轮子的转速和方向来实现前进、后退、转向等基本运动。
二、腿式驱动腿式驱动是一种仿生学的驱动方式，模拟了生物的步态行走。
腿式驱动的机器人通常具有多个腿部，每个腿部由多个关节连接，通过控制关节的运动来实现机器人的行走。
腿式驱动的机器人具有良好的适应性和稳定性，可以在不平坦的地面上行走。
一些需要在复杂环境中执行任务的机器人，如灾害救援机器人、探险机器人等，常常采用腿式驱动方式。
三、飞行器驱动飞行器驱动是一种通过空气动力学原理实现机器人运动的驱动方式。
飞行器驱动的机器人可以通过螺旋桨或喷气推进器产生升力或推力，实现在空中自由飞行。
飞行器驱动的机器人具有独特的优势，可以快速覆盖大范围的区域，适用于空中巡航、航拍、监测等任务。
无人机是一种常见的飞行器驱动机器人，已经广泛应用于农业、物流、安防等领域。
机器人的驱动方式主要包括轮式驱动、腿式驱动和飞行器驱动。
不同的驱动方式适用于不同的应用场景和任务要求。
轮式驱动适用于平坦地面的移动，腿式驱动适用于复杂环境的行走，飞行器驱动适用于空中飞行。
随着技术的不断进步，机器人的驱动方式将会更加多样化和智能化，为实现更复杂的任务提供更强大的支持。
机器人技术驱动方法随着科技的飞速发展，机器人技术已经深入到我们生活的各个领域，为我们的生活带来了前所未有的便利。
在这篇文章中，我们将探讨机器人技术的驱动方法，以及这些方法如何影响我们的未来。
一、电机驱动电机驱动是机器人技术中最常用的驱动方法之一。
电机驱动通过电动马达来驱动机器人的运动，可以通过调节电机的电压或电流来控制机器人的速度和方向。
这种驱动方法的优点是控制精度高，响应速度快，适用于需要高速运动的机器人。
二、液压驱动液压驱动是通过液压系统来驱动机器人的运动。
液压系统由液压泵、液压缸和控制系统组成。
液压驱动的优点是力量大、稳定性好，适用于需要高负载能力的机器人。
三、气压驱动气压驱动是通过气压系统来驱动机器人的运动。
气压系统由空气压缩机、气压缸和控制系统组成。
气压驱动的优点是速度快、响应灵敏，适用于需要快速反应的机器人。
四、电动-液压驱动电动-液压驱动结合了电机驱动和液压驱动的优点，具有高精度、高负载能力和快速响应的特点。
这种驱动方法通过电动马达来驱动液压泵，将液压油输送到液压缸中，从而驱动机器人的运动。
五、电动-气压驱动电动-气压驱动结合了电机驱动和气压驱动的优点，具有高精度、快速响应和低成本的特点。
这种驱动方法通过电动马达来驱动空气压缩机，将空气输送到气压缸中，从而驱动机器人的运动。
综上所述，机器人技术的驱动方法有多种，每种方法都有其独特的优点和适用范围。
随着技术的不断发展，我们相信未来还会有更多创新的驱动方法出现，为我们的生活带来更多的便利和可能性。
工业机器人直接电驱动技术研究引言随着工业自动化的快速发展，工业机器人已成为现代制造业的重要支柱。
在工业机器人的驱动技术中，直接电驱动技术以其高精度、高速度和高效率等优势，逐渐引起了研究人员的。
本文将重点探讨工业机器人直接电驱动技术的研究现状和应用前景。
研究现状直接电驱动技术是一种通过直接电能输入来驱动机器人运动的技术。
在工业机器人领域，直接电驱动技术主要分为以下几种类型：1、肌肉驱动肌肉驱动是一种通过模仿生物肌肉的电驱动技术。
一目前机器人的主要驱动方式及其特点根据能量转换方式，将驱动器划分为液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动装置。
在选择机器人驱动器时，除了要充分考虑机器人的工作要求，如工作速度、最大搬运物重、驱动功率、驱动平稳性、精度要求外，还应考虑到是否能够在较大的惯性负载条件下，提供足够的加速度以满足作业要求。
A液压驱动特点液压驱动所用的压力为5～320kgf/cm2.a）优点1能够以较小的驱动器输出较大的驱动力或力矩，即获得较大的功率重量比。
2可以把驱动油缸直接做成关节的一部分，故结构简单紧凑，刚性好。
3由于液体的不可压缩性，定位精度比气压驱动高，并可实现任意位置的开停。
4液压驱动调速比较简单和平稳，能在很大调整范围内实现无级调速。
5使用安全阀可简单而有效的防止过载现象发生。
6液压驱动具有润滑性能好、寿命长等特点。
B）缺点1油液容易泄漏。
这不仅影响工作的稳定性与定位精度，而且会造成环境污染。
2因油液粘度随温度而变化，且在高温与低温条件下很难应用。
3因油液中容易混入气泡、水分等，使系统的刚性降低，速度特性及定位精度变坏。
4需配备压力源及复杂的管路系统，因此成本较高。
C)适用范围液压驱动方式大多用于要求输出力较大而运动速度较低的场合。
在机器人液压驱动系统中，近年来以电液伺服系统驱动最具有代表性。
B气压驱动的特点气压驱动在工业机械手中用的较多。
使用的压力通常在0.4-0.6Mpa，最高可达1Mpa。
a）优点1快速性好，这是因为压缩空气的黏性小，流速大，一般压缩空气在管路中流速可达180m/s，而油液在管路中的流速仅为2.5-4.5 m/s。
2气源方便，一般工厂都有压缩空气站供应压缩空气，亦可由空气压缩机取得。
3废气可直接排入大气不会造成污染，因而在任何位置只需一根高压管连接即可工作，所以比液压驱动干净而简单。
4通过调节气量可实现无级变速。
5由于空气的可压缩性，气压驱动系统具有较好的缓冲作用。
6可以把驱动器做成关节的一部分，因而结构简单、刚性好、成本低。
工业机器人的驱动系统分类及特点
液压驱动系统是利用液体的流动和液压元件的作用实现机器人的运动。
其特点是具有较大的推力和扭矩输出，适用于重型机械臂和需要高负载、
高速度运动的场景。
液压驱动系统的优点是工作平稳，噪音小，可靠性高，但其缺点是驱动精度相对较低，成本较高。
电动驱动系统是通过电动机驱动机器人的运动。
常用的电动机包括直
流电动机、交流电动机和步进电动机等。
电动驱动系统的特点是具有较高
的驱动精度和较好的响应性能，适用于需要高精度和灵活性的场景。
电动
驱动系统的优点是体积小，重量轻，能耗低，但其缺点是输出力较小，不
适用于高负载场景。
气动驱动系统是利用气体的压缩和释放来实现机器人的运动。
其特点
是具有快速动作和较大的力矩输出，适用于需要轻量化和快速运动的场景。
气动驱动系统的优点是成本低，可靠性高，但其缺点是运动精度较低，噪
音较大，能耗较高。
除了以上三种主要的驱动系统，还有一些其他新兴的驱动技术在工业
机器人中得到应用，如直线电动机驱动系统、磁悬浮驱动系统等。
这些驱
动技术具有更高的驱动精度和响应速度，能够实现更复杂的运动轨迹和操
作方式。
综上所述，不同的驱动系统适用于不同的工业机器人应用场景。
液压
驱动系统适用于重型和高负载机器人，电动驱动系统适用于需要高精度和
灵活性的场景，气动驱动系统适用于轻量化和快速运动的场景。
随着技术
的不断发展和创新，将有更多新型的驱动系统被应用于工业机器人中，进
一步提升其性能和应用范围。
机器人本体的五大组成
机器人本体包括：驱动系统、机械系统、传感系统、控制系统和系统接口五大部分组成，下面来分类讲一下机器人本体包括哪几部分。
1、机械系统：机器人的机械本体机构基本上分为两大类，一类是操作本体机构，它类似人的手臂和手腕，另一类为移动型本体结构，主要实现移动功能。
2、驱动系统：工业机器人驱动系统又叫伺服单元的作用是使驱动单元驱动关节并带动负载按预定的轨迹运动。
已广泛采用的驱动方式有：液压伺服驱动、电机伺服驱动，气动伺服驱动，市场上主流的伺服电机厂家有安川、三菱、松下等。
3、控制系统：各关节伺服驱动的指令值由主计算机计算后，在各采样周期给出。
机器人通常采用主计算机与关节驱动伺服计算机两级计算机控制，计算机控制系统包括电机驱动软件和轨迹控制软件。
4、传感系统：除了关节伺服驱动系统的位置传感器(称作内部传感器)外，还需要搭配视觉、力觉、触觉、接近等多种类型的传感器(称作外部传感器)。
5、输出/输入系统接口：为了与周边系统及相应操作进行联机与应答，会开放各种通信接口和人机通信装置。
简述工业机器人的驱动方式
工业机器人的驱动方式主要有以下几种：
1.电气驱动：利用各种电动机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动机器人的关节，以获得所需的位置、速度和加速度。
这种驱动方式具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低、驱动效率高等优点，应用最为广泛。
其中，交流伺服电机驱动具有大的转矩质量比和转矩体积比，没有直流打击的电刷和整流子，因而可靠性高，运行时几乎不需要维护，可用在防爆场合，因此在现代机器人中广泛应用。
2.液压驱动：利用液压泵将动力源的机械能转换为压力能，然后通过液压缸和液压马达将压力能转换为机械能，以驱动机器人关节。
3.气动驱动：利用气动泵将气体压力能转换为机械能，然后通过气缸和气马达将机械能转换为驱动力，以驱动机器人关节。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，请查阅专业书籍或咨询专业人士。
工业机器人的驱动系统分类及特点
一、液压驱动系统由于液压技术是一种比较成熟的技术。
它具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点。
适于在承载能力大，惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。
但液压系统需进行能量转换(电能转换成液压能)，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低。
液压系统的液体泄泥会对环境产生污染，工作噪声也较高。
因这些弱点，近年来，在负荷为100kz 以下的机器人中往往被电动系统所取代。
二、气动驱动系统具有速度快、系统结构简单，维修方便、价格低等特点。
适于在中、小负荷的机器人中采用。
但因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械人中，如在上、下料和冲压机器人中应用较多。
三、电动驱动系统由于低惯量，大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的广泛采用，这类驱动系统在机器人中被大量选用。
这类系统不需能量转换，使用方便，控制灵活。
大多数电机后面需安装精密的传动机构。
直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中，成本也较上两种驱动系统的高。
但因这类驱动系统优点比较突出，因此在机器人中被广泛的选用。
简述工业机器人传动系统的主要传动形式及主要区别
工业机器人传动系统的主要传动形式包括：电机驱动、气动驱动和液压驱动。
电机驱动：电机驱动是目前工业机器人最常用的一种传动形式，主要包括直流电机、交流电机和伺服电机等。
气动驱动：气动驱动是指利用压缩空气作为能源，通过气缸、阀门等气动元件来实现工业机器人的运动。
液压驱动：液压驱动是指利用液体作为能源，通过液压缸、液压阀等液压元件来实现工业机器人的运动。
主要区别：
电机驱动的传动系统具有精度高、稳定性好、响应速度快等优点，但需要电源支持，存在散热问题，且电机噪音较大。
气动驱动的传动系统系统具有简单、成本低、可靠性高等优点，但精度不高，输出力矩限制较大，且需准备压缩空气的供应系统。
液压驱动的传动系统具有输出力矩大、运动平稳、环境适应性强，但液压系统成本较高，需要做好油品维护，同时有液压泄漏的风险。
机器人的驱动系统机器人的驱动系统是直接驱使各运动部件动作的机构，对工业机器人的性能和功能影响很大。
工业机器人的动作自由度多，运动速度较快，驱动元件本身大多是安装在活动机架（手臂和转台）上的。
这些特点要求工业机器人驱动系统的设计必须做到外形小、重量轻、工作平稳可靠。
另外，由于工业机器人能任意多点定位，工作程序有能灵活改变，所以在一些比较复杂的机器人中，通常采用伺服系统。
一..驱动方式机器人关节的驱动方式有液压式，气动式和电机式。
二.液压驱动机器人的液压驱动是已有压力的油液作为传递的工作台质。
电动机带动油泵输出压力油，将电动机供给的机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道及一些控制调节装置等进入油缸，推动活塞杆云佛那个，从而使手臂搜索、升降等运动，将油液的压力能又转换成机械能。
手臂在运动是所能克服的摩擦阻力大小，以及夹持式手部夹紧工件时所需保持的握力大小，均与油液的压力和活塞的有效工作面积有关，手臂做各种动作的速度决定于流入密封油缸中油液面积的多少。
（借助于运动着的压力油的体积变化来传递动力液压传动称为容积式液压传动）1.液压系统的组成①油泵：供给液压系统驱动系统压力油，将电动机输出的机械能转换为油液的压力能，用这压力油驱动整个液压系统的工作。
②液动机：是压力油驱动运动部件对外工作的部分。
手臂作直线运动，液动机就是手臂伸缩油缸，也有作回转运动的液动机，一般就作油马达，回转角度小于360°的液动机，一般叫回转油缸（或摆动油缸）。
③控制调节装置：各种阀类，如单向阀，溢流阀，换向阀，节流阀，调速阀，减压阀，顺序阀等。
各起一定的作用，使机器人的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。
④辅助装置：如油箱、滤油器、储能器、管路和管接头以及压力表等。
2.液压驱动系统的特点：①能得到较大的输出力或力矩一般得到20～70公斤/厘米2的油液压力是比较方便的，而通常工厂的压缩空气均为4～6公斤/厘米2。
因此在活塞面积相同的条件下，液压机械手可比气动机械手负荷大得多。
一目前机器人得主要驱动方式及其特点根据能量转换方式,将驱动器划分为液压驱动、气压驱动、电气驱动与新型驱动装置。
在选择机器人驱动器时,除了要充分考虑机器人得工作要求,如工作速度、最大搬运物重、驱动功率、驱动平稳性、精度要求外,还应考虑到就是否能够在较大得惯性负载条件下，提供足够得加速度以满足作业要求.A液压驱动特点液压驱动所用得压力为5~320kｇｆ/cm2、a)优点1能够以较小得驱动器输出较大得驱动力或力矩,即获得较大得功率重量比.2可以把驱动油缸直接做成关节得一部分,故结构简单紧凑，刚性好。
３由于液体得不可压缩性,定位精度比气压驱动高，并可实现任意位置得开停。
4液压驱动调速比较简单与平稳，能在很大调整范围内实现无级调速.5使用安全阀可简单而有效得防止过载现象发生。
6液压驱动具有润滑性能好、寿命长等特点.B）缺点1油液容易泄漏.这不仅影响工作得稳定性与定位精度,而且会造成环境污染。
2因油液粘度随温度而变化,且在高温与低温条件下很难应用。
3因油液中容易混入气泡、水分等,使系统得刚性降低,速度特性及定位精度变坏。
４需配备压力源及复杂得管路系统，因此成本较高。
C)适用范围液压驱动方式大多用于要求输出力较大而运动速度较低得场合。
在机器人液压驱动系统中,近年来以电液伺服系统驱动最具有代表性。
Ｂ气压驱动得特点气压驱动在工业机械手中用得较多.使用得压力通常在0、4-０、6Mpa,最高可达１Mpa。
a)优点1快速性好,这就是因为压缩空气得黏性小,流速大，一般压缩空气在管路中流速可达18０m/ｓ,而油液在管路中得流速仅为2、5—４、5m/s.2气源方便,一般工厂都有压缩空气站供应压缩空气，亦可由空气压缩机取得。
3废气可直接排入大气不会造成污染，因而在任何位置只需一根高压管连接即可工作，所以比液压驱动干净而简单。
4通过调节气量可实现无级变速。
5由于空气得可压缩性,气压驱动系统具有较好得缓冲作用。
6可以把驱动器做成关节得一部分,因而结构简单、刚性好、成本低.b)缺点1因为工作压力偏低,所以功率重量比小、驱动装置体积大。
题目 1、工业串联机器人常用的驱动方式、传动系统、传感器类型 比较2、智能移动机器人的驱动方式、传动系统、传感器类型 比较3、现在机器人的控制系统、控制结构概述机器人问世已有几十年 但没有一个统一的意见。
原因之一是机器人还在发展 另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念 成为一个难以回答的哲学问题。
也许正是由于机器人定义的模糊 才给了人们充分的想象和创造空间。
美国机器人协会 RIA) 一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的 通过程序动作来执行各种任务 并具有编程能力的多功能操作机。
美国家标准局 一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业任务或动作的机械装置。
1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人的定义 “工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能 能完成各种作业的可编程操作机。
日本工业标准局 一种机械装置 在自动控制下 能够完成某些操作或者动作功能。
英国 貌似人的自动机 具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。
中国 我国科学家对机器人的定义是 “机器人是一种自动化的机器 这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力 如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力 是一种具有高度灵活性的自动化机器”。
尽管各国定义不同 但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同点 (1) 是一种自动机械装置 可以在无人参与下 自动完成多种操作或动作功能 即具有通用性。
(2)可以再编程 程序流程可变 即具有柔性(适应性 。
机器人是20世纪人类伟大的发明 比尔•盖茨预言 机器人即将重复PC机崛起的道路 彻底改变这个时代的生活方式。
机器人学集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果 代表了机电一体化的最高成就 是当代科学技术发展最活跃的领域之一。
概述驱动方式现代工业机器人的驱动方式主要有三种 气动驱动、液压驱动和电动驱动。
气动驱动机器人气动驱动系统以压缩空气为动力源。
气动驱动机器人具有气源方便 系统结构简单 动作快速灵活 不污染环境以及维护方便、价格便宜、适合在恶劣工况 高温、有毒、多粉尘 条件下工作等特点。
常用于冲床上下料 小零件装配、食品包装及电子元件输送等作业中。
由于气体可压缩 遇阻时具有容让性 因此也常用作机器人手爪的驱动源。
气动驱动系统的组成1 气源 气动机器人可直接使用工厂压缩空气站的气源 或自行设置气源一般气体压力约0.5~0.7MPa 流量200~500L/h。
2 控制调节元件 包括气动阀、快速排气阀、调压器、制动器、限位器等3 辅助元件与装置 包括分水过滤器以及油雾器和调压器做成组装式结构称为气动三联件。
4 气动动力机构 机器人中用的是直线气缸和摆动气缸。
5 制动器 由于气缸活塞的速度较高因此要求机器人准确定位时 需采用制动器。
制动方式有反压制动。
制动装置制动。
6 限位器 包括限位开关 接触式和非接触式 及限位挡块式锁紧结构。
液压驱动在机器人的发展过程中 液压驱动是较早被采用的驱动方式。
世界上首先问世的商品化机器人尤尼美特就是液压机器人。
液压驱动主要用于中大型机器人和有防爆要求的机器人。
液压驱动的组成1.油源 通常把油箱、滤油器、压力表等构成单元称为油源。
通过电机带动油泵把油箱中的低压油变成高压油 供给液压执行机构。
机器人液压系统的油液工作压力一般是7~14MPa。
2.执行机构 液压系统的执行机构分为直线油箱和回转油箱。
机器人运动部件的直线运动和回转运动绝大多数都是直接用直线缸和回转缸驱动产生 叫做直接驱动方式 有时由于结构安排的需要也可以用转换产生回转或直线运动3.控制调节原件 有溢流阀 电磁阀 单向阀 节流阀等。
4.辅助元件 蓄能器等。
电动驱动系统1.电动驱动系统的组成电动驱动系统的主要组成部分有位置比较控制器 速度比较控制器,信号和功率放大器,驱动电机,减速器,以及构成闭环伺服驱动系统不可缺少的位置和速度检测 反馈 部分,对于采用步进电机的驱动系统, 则没有反馈环节,构成的是开环系统。
2.机器人常用驱动电抓的特点和应用范围工业机器人常用驱动电机分为三大类 直流伺服电机, 交流伺服电机, 步进电机。
直流伺服电机的控制电路较简单, 系统价格较低廉, 但电机电刷有磨损, 需定时调整及更换, 既麻烦又影响性能, 电刷还能产生火花, 易引爆可燃物质 如漆雾、粉尘等 ,有时不够安全。
交流伺服电机结构较简单, 无电刷,运行安全可靠, 但控制电路较复杂, 系统价格较高,步进电机是以电脉冲便其转子产生转角, 控制电路较简单, 也不需要检测反馈环节, 因此价格较低廉, 但步进电机的功率不大、不适用于大负荷的机器人。
工业机器人驱动电机功率的远择要考虑两方面的因素 一是在最高速度、最大负荷条件下所需的动力, 二是在规定时间内能使负荷加、减速至规定值所需的动力, 通常更多的是根据后者来选定。
传动机构机器人传动机构的基本要求(1) 结构紧凑 即同比体积最小、重量最轻(2) 传动刚度大 即承受扭矩时角度变形要小 以提高整机的固有领率 降低整机的低频振动(3) 回差小 即由正转到反转时空行程要小 以得到较高的位置控制精度(4) 寿命长、价格低。
类型齿轮传动、谐波传动、行星传动 RV 、涡轮传动、链传动、齿形带传动、钢带传动、钢绳传动、连杆及摇块传动、滚动螺旋传动、齿轮齿条传动等其中腰关节最常用谐波传动、齿轮/蜗轮传动 臂关节最常用谐波传动、RV摆线针轮行星传动和滚动螺旋传动。
腕关节最常用齿轮传动、谐波传动、同步带传动和纲绳传动。
1.齿轮传动 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
2.谐波传动 谐波传动是利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递。
谐波传动通常由三个基本构件组成 包括一个有内齿的刚轮 一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有柔性滚动轴承的波发生器。
柔轮的外齿数扫与刚轮的内齿数。
在波发生器转动时相应与长轴方向的柔轮外齿正好完全啮入刚轮的内齿 在短轴方向 则外齿全脱开内齿。
当刚轮固定 波发生器发生转动时 柔轮的外齿将依次啮入和啮出刚轮的内齿 柔轮齿圈上的任意一点的径向位移将呈近似于余弦波形的变化 所以这种传动称为谐波传动。
3.行星传动 行星齿轮传动的主要特点是体积小 承载能力大 工作平稳 但大功率高速行星齿轮传动结构较复杂 要求制造精度高。
行星齿轮传动中有些类型效率高 但传动比不大。
另一些类型则传动比可以很大 但效率较低 用它们作减速器时 其效率随传动比的增大而减小 作增速器时则有可能产生自锁。
常见行星齿轮传动的类型和性能见附表[常见行星齿轮传动的类型和性能]。
差动轮系可以把两个给定运动合成起来 也可把一个给定运动按照要求分解成两个基本件的运动。
汽车差速器就是分解运动的例子。
行星齿轮传动应用广泛 并可与无级变速器、液力耦合器和液力变矩器等联合使用 进一步扩大使用范围。
4.涡轮传动 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成 一般蜗杆为主动件。
蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分 分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。
蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆 即蜗杆转一周 蜗轮转过一齿 若蜗杆上有两条螺旋线 就称为双头蜗杆 即蜗杆转一周 蜗轮转过两个齿。
5.链传动 链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。
6.齿形带传动 带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。
根据传动原理的不同 有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。
6.钢带传动 刚带传动具有运动准确、耐高温、耐冲击、无噪音寿命持久结构简单 使用方便价格便宜等一系列优点7.钢绳传动 钢丝绳传动是简单有效的传动方式。
其典型的应用是采用多股钢丝绳缠绕在两个传动轮上 钢丝绳端部固定在大轮上 应用多股钢丝绳传递转矩。
8.螺旋传动 利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。
主要用于将旋转运动转换成直线运动 将转矩转换成推力。
传感器目前机器人只具有视觉、听觉、和触觉 这些感觉是通过相应的传感器得到的。
传感器按一定的规律实现信号检测并将被测量通过变送器变成另外一种物理量。
传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路组成。
如图机器人用的传感器可分为检测内部状态信息传感器和检测外部对象和外部环境状态的外部信息传感器。
内部信息传感器包括检测位置、速度、力、力矩、温度以及异常变化的传感器。
外部信息传感器包括视觉传感器、触觉传感器、力觉传感器接近觉传感器家、角度传感器等。
1.电位器电位器是一种典型的位置传感器 可分直线型 测量位移 和旋转性 测量角度 。
电位器由环状或棒状电阻丝和滑动片组成。
分为导电塑料、线绕式 混合式等滑片型和磁阻式、光标式等非接触式。
2.测速发电机测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置。
他利用发电机原理 把机械转速变换成电压信号 其输出电压与输入的转速成正比关系。
3.光学编码器光学编码器是一种通过广电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或者数字量的传感器。
光电编码器是一种在伺服控制系统中应用非常广泛的高精度的位移传感器。
通常分为增量式和绝对式。
4.触觉传感器用于机器人中模仿触觉功能的传感器。
按照所采用的敏感元件的不同可分为压阻、电容、按照功能大致可分为触觉传感器、力-力矩传感器、压觉传感器和滑觉传感器5.力-力矩传感器力和力矩传感器是用来检测设备内部力或与外部环境相互作用力为目的的。
力不是直接可测量的物理量 而是通过其他物理量间接测量出来的。
其测试方法包括a通过检测物体弹性变形测量力。
b通过检测物体压电效应测量力。
c通过检测物体压磁效应测量力。
d采用电动机、液压马达驱动的设备可以通过检测电动机电流及液压马达油压等方法测量力或转矩。
e装有速度加速度传感器装置的设备 可以通过速度与加速度的测量推出测量力。
6.滑觉传感器滑觉传感器是检测垂直加压方向力和位移的传感器如图1用用手爪抓取处于水平位置的物体时 手爪对物体施加水平压力 如果压力较小垂直方向作用的重力会克服这个压力使物体下滑。
7.接近传感器机器人应用的接近传感器主要有 磁力式、红外线式、超声波式等类型的测距传感器。
8.视觉传感器机器人视觉系统的重要特点是数据量大且要求处理速度快。
实用的机器人视觉系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括 景物和距离传感器、照明和光学系统、视频信号数字化设备、视频信号快速处理器、计算机及其外设、机器人或机械手及其控制器。
软件部分包括 计算机系统软件、机器人视觉处理算法、机器人控制软件。
