电动机驱动与液压驱动
1.1工业机器人的系统组成
MMT
三种驱动方式比较：
电气驱动方式:电气驱动所用能源简单，机构速度变化范围大，效率高，速
度和位置精度都很高，且具有使用方便、噪声低和控制灵活的特点。
MMT
【背景知识】 2．机械结构系统
工业机器人的机
械结构系统是工业机 器人为完成各种运动 的机械部件。系统由 骨骼(杆件)和连接它 们的关节(运动副)构 成，具有多个自由度， 主要包括手部、腕部、 臂部、机身等部件， 如右图所示。
2MMT
机械结构系统——手腕
手腕是连接末端执 行器和手臂的部件，它的作 用是调整或改变工件的方位， 因而它具有独立的自由度， 以使机器人——手臂
手臂是机器人执行 机构中重要的部件，它的作 用是将被抓取的工件运送到 给定的位置上。
2MMT
机械结构系统——腰部和基座
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位 置，是机器人获取信息的窗口 。
MMT
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置， 是机器人获取信息的窗口 。
机器人对传感器的要求 ①精度高、重复性好； ② 稳定性和可靠性好； ③ 抗干扰能力强； ④ 质量轻、体积小、安装方便。
MMT
（1)传感器的分类 根据传感器在机器人上应用目的与使用范围的 不同，将其分成两类：内部传感器和外部传感器。 内部传感器：用于检测机器人自身的状态，如： 测量回转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制 其运动的测速计。 外部传感器：用于检测机器人所处的环境和对 象状况，如视觉传感器，可为更高层次的机器人控 制提供大得多的适应能力，也是给工业机器人增加 了自动检测能力。外部传感器可进一步分为末端执 行器传感器和环境传感器。
机器人的主要驱动方式及其特点
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.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.2基于气体的可压缩性，气压驱动很难保证较高的定位精度。
液压泵站的工作原理
液压泵站的工作原理液压泵站是液压系统中的核心部件，它通过将机械能转化为液压能，为液压系统提供动力。
液压泵站主要由液压泵、电动机、油箱、油滤器、油箱加热器、冷却器等组成。
液压泵站的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 液压泵工作原理液压泵是将机械能转化为液压能的装置。
液压泵采用柱塞式、齿轮式、螺杆式等不同类型，根据不同的工作原理，液压泵的结构和工作性能也有所不同。
液压泵通过旋转或往复运动产生一定压力，将液体吸入并通过出口口将液体压力传递至液压系统中。
2. 电动机的作用电动机是液压泵站的动力来源，通过电能转化为机械能，推动液压泵的运转。
电动机的功率大小与液压泵的工作流量和压力有关。
电动机的启动和停止可以通过控制系统实现。
3. 油箱的作用油箱是液压泵站的储油和冷却装置，其主要功能是为液压泵提供油液，并通过冷却器对油液进行冷却。
油箱还具有过滤油液、排除气体和沉淀杂质的功能。
油箱内的油位应保持适当，以确保液压泵正常运转。
4. 油滤器的作用油滤器是液压泵站中的重要组成部分，其作用是过滤油液中的杂质和颗粒物，保持油液的清洁度。
油滤器的选择应根据液压系统的工作要求和油液的粘度来确定，定期更换油滤器可以延长液压泵和液压系统的使用寿命。
5. 油箱加热器和冷却器的作用油箱加热器和冷却器是液压泵站的辅助设备，它们的作用是调节油液的温度，确保液压系统在不同环境温度下正常工作。
油箱加热器可以在低温环境中加热油液，提高油液的流动性；冷却器则可以在高温环境中冷却油液，防止油液过热。
总结起来，液压泵站的工作原理是通过电动机驱动液压泵，将机械能转化为液压能。
液压泵将液体吸入并产生一定压力，通过管路传递至液压系统中。
油箱提供油液，并通过油滤器过滤、冷却器冷却油液，确保液压系统的正常运行。
液压泵站在工程机械、冶金、航空航天等领域广泛应用，为机械装置提供了强大的动力支持。
机器人动力源部分
机器人动力源部分通常由驱动系统和电源组成。
驱动系统负责为机器人的机械结构提供动力，从而使其运动和执行任务。
根据不同的应用场景和需求，有多种类型的驱动系统可供选择。
电气驱动系统：电气驱动系统是最常见的一种驱动方式，它通过电动机将电能转化为机械能，从而驱动机器人运动。
这种驱动方式具有控制精度高、响应速度快、运行稳定等优点。
在工业机器人中，常用的电动机包括直流电机、交流电机和步进电机等。
液压驱动系统：液压驱动系统通过液压油作为传动介质，将液压能转化为机械能，从而驱动机器人运动。
这种驱动方式具有输出力矩大、响应速度快、运行稳定等优点，适用于需要高精度、大负载的运动控制。
在工业机器人中，常用的液压驱动系统包括液压泵、液压阀、液压缸等。
气压驱动系统：气压驱动系统通过压缩空气作为动力源，将气压能转化为机械能，从而驱动机器人运动。
这种驱动方式具有结构简单、维护方便、成本低等优点，适用于需要快速、低负载的运动控制。
在工业机器人中，常用的气压驱动系统包括气缸、气动马达等。
机械驱动系统：机械驱动系统利用机械元件直接传递力和运动，从而驱动机器人运动。
这种驱动方式具有结构简单、直接、响应速度快等优点，适用于需要高精度、低负载的运
动控制。
在工业机器人中，常用的机械驱动系统包括齿轮箱、链条、传动轴等。
总之，根据不同的应用场景和需求，可以选择适合的驱动系统和电源来为机器人的机械结构提供动力。
计量泵的分类有哪些
计量泵是流体输送机械的一种,其突出特点是可以保持与排出压力无关的恒定流量。
使用计量泵可以同时完成输送、计量和调节的功能,从而简化生产工艺流程。
使用多台计量泵,可以将几种介质按准确比例输入工艺流程中进行混合。
由于其自身的突出,计量泵如今已被广泛地应用于石油化工、制药、食品等各工业领域中。
计量泵按液力端结构形式分，可分为柱塞式计量泵和隔膜式计量泵，其中，柱塞式计量泵分为普通有阀泵和无阀泵两种；隔膜式计量泵分为机械隔膜式计量泵、液压隔膜计量泵和波纹管计量泵。
计量泵按驱动形式分，又可分为电磁驱动计量泵和电动机驱动计量泵，此外，还有采用液压驱动、气动等驱动形式的计量泵。
1、柱塞式计量泵：柱塞式计量泵主要分为有阀泵和无阀泵两种。
柱塞式计量泵因其结构简单和耐高温高压等优点而被广泛应用于石油化工领域。
针对高粘度介质在高压力工况下普通柱塞泵的不足，一种无阀旋转柱塞式计量泵受到愈来愈多的重视，被广泛应用于糖浆、巧克力和石油添加剂等高粘度介质的计量添加。
因被计量介质和泵内润滑剂之间无法实现完全隔离这一结构性缺点，柱塞式计量泵在高防污染要求流体输送计量应用中受到诸多限制。
2、隔膜式计量泵：顾名思义，隔膜式计量泵就是在柱塞的前端加上了柔性隔膜，由于隔膜的隔离作用，在结构上真正实现了被输送介质的无泄漏。
这在腐蚀性介质、含固体颗粒介质的输送和高防污染要求的场合非常适用，并且随着高科技的结构设计和新型材料的选用已经大大提高了隔膜的使用寿命，加上复合材料优异的耐腐蚀特性，隔膜式计量泵目前已经成为流体计量应用中的主力泵型。
在隔膜式计量泵家族成员里，又有机械隔膜式计量泵、液压隔膜计量泵和波纹管计量泵三种。
3、电磁驱动计量泵：作为计量泵的一种，电磁驱动式计量泵以电磁铁产生脉动驱动力，省却了电动机和变速机构，使得系统小巧紧凑，是小流量低压计量泵的重要分支。
4、电动机驱动计量泵：作为计量泵的主要泵型，其动力驱动装置是电动机，电动机输出转矩以后经由减速机构减速，再由机械连杆系统带动柱塞或隔膜（活塞）实现往复运动，从而实现被输送流体吸入与排出。
工业机器人的驱动系统分类及特点
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。
概述石油钻机的四种驱动型式
概述石油钻机的四种驱动型式任何一种钻机其传动系坑的基本组成和所担当的任务具有共同性，即都是由并车、倒车、减速增矩、变速变矩及转换方向等几部分构成，将一台或几台驱动机组的动力及运动单独地或统一地传递给各工作机，以满意钻井工作的需要。
目前，石油钻机驱动型式主要有机械驱动、液压驱动、电驱动和混合驱动4种型式。
1)机械驱动型式(1)柴油机直接驱动石油钻机。
柴油机直接驱动就是利用柴油机产生动力，用机械传动来传递功率。
它的主要优点是不受地区限制，具有自持力量；产品系列化后，不同级别钻机可用增加相同机组数目的方法以增加总装功率，这样可削减柴油机品种；在性能上，转速可平稳调整，能防止工作机过载，避开发生设备事故；结构紧凑，体积小，重量轻，便于搬迁移运，适于野外流淌作业。
但作为钻机动力机，它也有不足之处，如扭矩曲线较平坦，适应性系数小，过载力量有限；转速调整范围窄；噪声大，影响工人健康；与电驱动比较，驱动传动效率低，燃料成本贵，维护使用费用比电动机驱动高。
(2)柴油机-液力耦合器驱动石油钻机。
液力传动的工作原理是主动轴经离心泵将能量传给了工作液，工作液又经涡轮将能量传给了从动轴，因此，液体是一种工作介质，通过它在离心泵和涡轮机中的循环流淌实现运动的连续传递和能量的连续转换。
柴油机-液力耦合器驱动的主要优点是：传动严厉，可汲取振动与冲击；涡轮轴可随外载变化而自动变速，可防止工作机过载，即使外载增加导致涡轮制动，动力机仍可以某一转速工作而不灭火。
但耦合器只能在高转速比工况下工作，否则效率过低，功率损失大；只能传递扭矩，不能变矩。
(3)集油机-液力变矩器驱动石油钻机。
柴油机-液力变矩器驱动的主要优点是：随外载变化能自动无级地变速、变矩，驱动绞车时，可明显提高钻机起升工效；使柴油机始终维持在经济合理的工况运行，即使外载增大导致涡轮轴处于制动状态时，柴油机也不会被憋灭火；机组适应外载变化力量大大加强，调速范围变宽；传动平稳严厉，汲取冲击振动，延长了机械设备寿命；削减并车损失。
电动、液动和气动驱动装置的优缺点
电动、液动和气动驱动装置的优缺点阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。
由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。
电动装置的优点：1、适用性较强，不受环境温度影响2、输出转矩范围广3、控制方便，能自由地采用直流、交流、短波、脉冲等各种信号，适于放大、记忆、逻辑判断和计算等工作4、可实现超小型化5、具有机械自锁性6、安装方便7、维护检修方便电动装置的缺点：1、结构复杂2、机械效率低，一般只有25%-60%3、输出转速不能太低或太高4、易受电源电压、频率变化的影响液动装置是用液压力启闭或调节阀门的驱动装置。
它由控制、动力和执行机构三大部分组成。
控制部分由压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等和电气控制系统组成。
动力部分由电动机或气动马达、液压泵、油箱等件构成，是把电动或气动马达旋转轴上的有效功率转变成液压传动的流体压力能。
执行机构有两种，一种是液压缸执行机构，实现往复直线运动；另一种是液压马达执行机构，实现回转运动。
液动装置的优点：1、结构简单，体种小2、输出力大3、容易获得低速或高速，能无级变速4、能远距离自动控制5、由于液压油的黏性而效率较高，有自润滑性能和防锈性能液动装置的缺点：1、油温变化引起油粘度的变化2、液压元件和管道易渗漏3、配管，维修不方便4、不适于对于信号进行各种运算阀门气动装置安全、可靠、成本低，使用维修方便，是阀门驱动结构中的一大分支。
目前气动装置在具有防爆要求的场合应用较多。
阀门气动装置采用气源的工作压较低，一般不大于0.82MPa。
又因结构尺寸不宜过大，因而阀门气动装置的总推力不可能很大。
气动装置的优点：1、结构简单2、气源容易获得3、能得到较高的开关速度4、可安装调速器，使开关速度按需要进行调整5、气体压缩性大，关闭时有弹性气动装置的缺点：1、与液动装置相比结构较大，不适于大口径高压力的阀门2、因气体有压缩性所以速度不易均匀。
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电动机驱动与液压驱动
目前，剪切机很多都是依靠电机或液压缸驱动来剪切。
传统的方式就是能够实现大功率和大的剪切力，剪切速度快，能够可靠的工作，还适合频繁的使用的电动机驱动的方式，但是，成本高，直线式驱动的方式，使设备复杂，占据很大的土地，速度过快容易形成冲击，制造噪声，使机械受损。
采用液压系统驱动的具有简单结构，紧凑的结构的液压剪切机，占地面积小，而且重量轻。
在空行程中，剪切力保持不变，平稳的进行剪切动作。
还能够能够自动防止过载，安全可靠的工作。
在连续作业线上，能够很容易的调控和操作剪切力，方便和其他设备实现集中控制和管理。
但行程次数较低，在剪切力较大时密封也很困难，维修成本比较高是液压驱动的缺点。
因此，电机通常应用在剪切较大型的方坯还有板坯等，剪切力较大，并且工作时间相对长的场合，工作时间较短，剪切较宽、较薄的板材作的场合一般会是液压驱动。
经过对两种驱动方式进行比较，在剪切速度方面，虽然液压驱动的比电机驱动的稍慢些，但完全能满足带钢的切头要求。
相反，电机驱动的剪切速度过于快，刀片在剪切时，受到冲击时容易发生崩裂导致损坏，而液压驱动能够进行平稳的剪切，使刀片的使用寿命增加，所以本设计选择液压驱动的方式。
综上所述，根据本次设计要求，选择液压驱动的下切式斜刀片剪切机。