機器人百科：工業(yè)機器人三大驅(qū)動系統(tǒng)及選用原則

 工業(yè)機器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個工業(yè)領(lǐng)域之中。

工業(yè)機器人的驅(qū)動系統(tǒng)，按動力源可分為液壓，氣動和電動三大類；這三類基本驅(qū)動系統(tǒng)的各有自己的特點，實際應(yīng)用中可根據(jù)需要組合成復(fù)合式的驅(qū)動系統(tǒng)。

液壓驅(qū)動系統(tǒng)

液壓技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)，具有動力大、力(或力矩)與慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實現(xiàn)直接驅(qū)動等特點。適于在承載能力大、慣量大以及在防焊環(huán)境中工作的機器人中應(yīng)用。

不過液壓系統(tǒng)需進行能量轉(zhuǎn)換(電能轉(zhuǎn)換成液壓能)，速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)流調(diào)速，效率比電動驅(qū)動系統(tǒng)低。液壓系統(tǒng)的液體泄泥會對環(huán)境產(chǎn)生污染，工作噪聲也較高。因這些弱點，近年來，在負(fù)荷為100kg以下的機器人中往往被電動系統(tǒng)所取代。

氣動驅(qū)動系統(tǒng)

氣動驅(qū)動系統(tǒng)具有速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、價格低等特點。適于在中、小負(fù)荷的機器人中采用。但因難于實現(xiàn)伺服控制，多用于程序控制的機械人中，如在上、下料和沖壓機器人中應(yīng)用較多。

電動驅(qū)動系統(tǒng)

由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩交、直流伺服電機及其配套的伺服驅(qū)動器（交流變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器）的廣泛采用，這類驅(qū)動系統(tǒng)在機器人中被大量選用。這類系統(tǒng)不需能量轉(zhuǎn)換，使用方便、控制靈活。大多數(shù)電機后面需安裝精密的傳動機構(gòu)。直流有刷電機不能直接用于要求防爆的環(huán)境中，成本也較液壓、氣動兩種驅(qū)動系統(tǒng)高。但因這類驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)點比較突出，因此在機器人中被廣泛的選用。

選用原則

工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計中需要重點考慮控制方式、作業(yè)環(huán)境要求、性價比和機器操作運行速度四方面的內(nèi)容，常見應(yīng)用機器人的選用原則如下。

1、物料搬運(包括上、下料)、沖壓用的有限點位控制的程序控制機器人,低速重負(fù)載的可選用液壓馭動系統(tǒng)；中等負(fù)載的可選用電動驅(qū)動系統(tǒng)；輕負(fù)載、高速的可選用氣動驅(qū)動系統(tǒng)。沖壓機器人多選用氣動驅(qū)動系統(tǒng)。

點焊、弧焊及噴涂作業(yè)機器人中，只需要做任意點位和連續(xù)軌跡控制功能的，需要采用電液或電動伺服驅(qū)動系統(tǒng)。如果是控制精度要求較高，多采用電動伺服驅(qū)動系統(tǒng)；重負(fù)載搬運及防爆噴涂機器人采用電液伺服控制。

2、噴涂機器人, 由于工作環(huán)境需要防爆,多采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)和具有本質(zhì)安全型防爆的交流電動伺服驅(qū)動系統(tǒng)。

水下機器人、核工業(yè)機器人、空間機器人、易燃易爆環(huán)境機器人以及放射性環(huán)境作業(yè)機器人等特種機器人，采用交流伺服驅(qū)動較為妥當(dāng)。

3、點位重復(fù)精度和運行速度（≤4.5m/s）要求較高的裝配機器人,可采用交流、直流或步進電機伺服系統(tǒng)；如果對速度、精度要求更高，則采用直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。