机器人常用的驱动方式有哪些?

精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 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 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。 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。 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。 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。 使用安全阀可简单而有效的防止过载现象发生。 液压驱动具有润滑性能好、寿命长等特点。 B)缺点 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。 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。 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。 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 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。 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。 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。 通过调节气量可实现无级变速。 由于空气的可压缩性,气压驱动系统具有较好的缓冲作用。 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。 缺点 因为工作压力偏低,所以功率重量比小、驱动装置体积大。 基于气体的可压缩性,气压驱动很难保证较高的定位精度。 使用后的压缩空气向大气排放时,会产生噪声。 因压缩空气含冷凝水,使得气压系统易锈蚀,在低温下易结 冰。 C 电气驱动的特点 电气驱动是利用各种电动机产生力和力矩, 直接或经过机械传动 去驱动执行机构, 以获得机器人的各种运动。 因为省去了中间能量转 换的过程,所以比液压及气动驱动效率高,使用方便且成本低。电气 驱动大致可分为普通电机驱动、步进电机驱动和直线电机驱动三类。 普通电机驱动的特点 普通电机包括交流电机、 直流电机及伺服电机。 交流电机一般不 能进行调速或难以进行无级调速, 即使是多速电机, 也只能进行有限 的有级调速。直流电机能够实现无级调速,但直流电源价格较高,因 而限制了它在大功率机器人上的应用。 步进电机驱动的特点 步进电机驱动的速度和位移大小, 可由电气控制系统发出的脉冲 数加以控制。 由于步进电机的位移量与脉冲数严格成正比, 故步进电 精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 精选文库 精选文库 -- -- PAGE # 机驱动可以达到较高的重复定位精度, 但是,但是步进电机速度不能 太高,控制系统也比较复杂。 (c)直线电机驱动的特点 直线电机结构简单、 成本低,其动作速度与行程主要取决于其定 子与转子的长度,反接制动时,定位精度较低,必须增设缓冲及定位 机构。 D 新型驱动装置的特点 随着机器人技术的发展, 出现了利用新工作原理制造的新型的驱 动器,如磁致伸缩驱动器、压电驱动器、静电驱动器、形状记忆合金 驱动器、超声波驱动器、人工肌肉、光驱动器等。 a) 磁致伸缩驱动器 磁性体的外部一旦加上磁场, 则磁性体的外形尺寸发生变化 (焦 耳效应),这种现象称为磁致伸缩现象。此时,如果磁性体在磁化方 向的长度增大, 则称为正磁致伸缩; 如果磁性体在磁化方向的长度减 少,则称为负磁致伸缩。从外部对磁性体施加压力,则磁性体的磁化 状态会发生变化(维拉利效应) ,则称为逆磁致伸缩现象。这种驱动 器主要用于微小驱动场合。 b) 压电驱动器 压电材料是一种当它受到力作用时其表面上出现与外力成比例 电荷的材料,又称压电陶瓷。反过来,把电场加到压电材料上,则压 电材料产生应变, 输出力或变位。利用这一特性可以制成压电驱动器, 这种驱动器可以达到驱动亚微米级的精度。 c)静电驱动器 静电驱动器利用电荷间的吸力和排斥力互相作用顺序驱

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技术参数是不同工业机器人之间差距的直接表现形式,不同的机器人技术参数特点不同,对应了它们不同的应用范围,工业机器人是高精密的现代机械设备,参数众多,企业挑选工业机器人的时候应该着重注意哪些参数呢?

下面就跟着小编一起看看工业机器人值得关注的7大技术参数。

自 由度可以用机器人的轴数进行解释,机器人的轴数越多,自由度就越多,机械结构运动的灵活性就越大,通用性强。但是自由度增多,使得机械臂结构变得复杂,会降低机器人的刚性。当机械臂上自由度多于完成工作所需要的自由度时,多余的自由度就可以为机器人提供一定的避障能力。目前大部分机器人都具有3~6个自由度,可以根据实际工作的复杂程度和障碍进行选择。

驱 动方式主要指的是关节执行器的动力源形式,一般有液压驱动、气压驱动、电气驱动,不同的驱动方式有各自的优势和特点,根据自身实际工作的需求进行选择,现在比较常用的是电气驱动的方式。液压驱动的主要优点在于可以以较小的驱动器输出较大的驱动力,缺点是油料容易泄露,污染环境;气压驱动主要优点是具有较好的缓冲作用,可以实现无级变速,缺点是噪声大;电气驱动的优点是驱动效率高,使用方便,而且成本较低。

机 器人的控制方式也被称为控制轴的方式,主要是用来控制机器人运动轨迹,一般来说,控制方式有两种:一种是伺服控制,另一种是非伺服控制。伺服控制方式有可以细分为连续轨迹控制类和点位控制类。与非伺服控制机器人相比,伺服控制机器人具有较大的记忆储存空间,可以储存较多点位地址,可以使运行过程更加复杂平稳。

工 作速度指的是机器人在合理的工作载荷之下,匀速运动的过程中,机械接口中心或者工具中心点在单位时间内转动的角度或者移动的距离。简单来说,最大工作速度愈高,其工作效率就愈高。但是,工作速度就要花费更多的时间加速或减速,或者对工业机器人的最大加速率或最大减速率的要求就更高。

工 作空间指的是机器人操作机正常工作时,末端执行器坐标系的原点能在空间活动的最大范围,或者说该点可以到达所有点所占的空间体积。工作空间范围的大小不仅与机器人各连杆的尺寸有关,而且与机器人的总体结构形式有关。工作空间的形状和大小是十分重要的,机器人在执行某作业时可能会因存在手部不能到达的盲区(deadzone)而不能完成任务。

机 器人在规定的性能范围内工作时,机器人腕部所能承受的最大负载量。工作载荷不仅取决于负载的质量,而且与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。为保证安全,将工作载荷这一技术指标确定为高速运行时的承载能力。通常,工作载荷不仅指负载质量,也包括机器人末端执行器的质量。

7.工作精度、重复精度和分辨率

简单来说机器人的工作精度是指每次机器人定位一个位置产生的误差,重复精度是机器人反复定位一个位置产生误差的均值,而分辨率则是指机器人的每个轴能够实现的最小的移动距离或者最小的转动角度。这三个参数共同作用于机器人的工作精确度。

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