工业机器人常用电机驱动系统的分类
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。
第5章5.1机器人驱动系统概述
部的形式 ➢ d)驱动电机安装在关节
内部
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第5章 机器人驱动系统
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❖如图5-2所示，耐磨球轴承，a)普通向心球轴承 b）向心力球轴承 c）四点接触球轴承
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第5章 机器人驱动系统
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（2）移动关节
移动关节由直线运动机构和在整个运动范围内起直 线导向作用的直线导轨部分组成。
❖为了使关节定位准确，制动器必须有足够的定位 精度。制动器应当尽可能地放在系统的驱动输入端， 这样利用传动链速比，能够减小制动器的轻微滑动 所引起的系统移动，保证了在承载条件下仍具有较 高的定位精度。在许多实际应用中机器人都采用了 制动器。
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工业机器人基础
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驱动系统的性能如下： ➢1.刚度和柔性 ➢2.重量、功率-重量
比和工作压强
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第5章 机器人驱动系统
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5.1.1驱动方式
机器人的驱动方式主要分为直接驱动和间接驱动。 两种无论何种方式，都是对机器人关节的驱动。
1.关节与关节驱动
❖机器人中连接运动部分的机构称为关节。关节有 转动型和移动型，分别称为转动关节移动关节。
1-电动机 2-蜗杆 3-臂架 4-丝杠 5-蜗轮 6-箱体 7-华健套 图5.8丝杠螺母传动的手臂升降机构
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第5章 机器人驱动系统
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4 带传动和链传动
❖带传动和链传动用于传递平行轴之间的回转运动， 或把回转运动转换成直线运动，机器人中的带传动 和链传动分别通过带轮或链轮传递回转运动，有时 还用来驱动平行轴之间的小齿轮。
简述工业机器人驱控一体化系统的构成
简述工业机器人驱控一体化系统的构成工业机器人驱控一体化系统是当前技术发展的一个重要方向，主要用于实现自动化生产，广泛应用于工厂汽车制造等行业中。
它是由若干部件组成的，包括机器人驱动系统、机器人传动系统、控制系统和工具系统。
本文将详细介绍这些部件的设计原理、功能特点和应用方式。
一、机器人驱动系统机器人驱动系统是工业机器人最基本的部件，主要实现机器人运动控制，并基于传统的电机驱动技术。
它的功能是向机器人输入命令，控制机器人的运行状态，以实现特定的工作任务。
按照电机驱动方式，机器人驱动系统可以分为触点式电机驱动系统、分循环电机驱动系统和传统电机驱动系统。
触点式电机驱动系统是通过控制继电器来控制电机的输出力矩，具有快速响应和较高的精度；分循环电机驱动系统采用多通道加工技术，可以同时控制多个电机；传统电机驱动系统则使用传动装置，如滑轮、减速机、带轮等来控制电机的转速和扭矩。
二、机器人传动系统机器人传动系统是工业机器人的核心组件，主要用于实现机器人的精确运动控制，它的设计主要包括传动装置及控制装置。
传动装置主要有电机、轴、减速机、传动链、带轮等，根据机器人的工作要求，可以组合使用不同类型的传动装置，实现不同工作任务的完成。
控制装置主要使用传感器、控制器等电子设备，用于控制传动装置的运行，实现机器人运动控制目标。
三、控制系统控制系统是工业机器人的重要部件，它可以按照预设的要求，调整机器人的运动参数，实现机器人的精确运动控制。
控制系统的设计主要有两个方面：一是硬件设计，一般使用微处理器或模拟集成电路来控制机器人的运动参数，实现机器人高效率的运行；二是软件设计，可以使用各种软件语言来编写程序，控制机器人的每一步动作，实现机器人的精确运动控制。
最后，需要说明的是，工业机器人系统的设计不仅仅要考虑传动和控制系统的组合，还要注意机器人的外形和抗腐蚀性。
机器人的外形要求低噪音、低振动、低噪声，抗腐蚀性要求能够长期在各种恶劣环境中安全运行。
工业机器人的结构认知
机身设计成机座 式，这种机器人 可以使独立的、 自成系统的控制 装置，可以随意 安放和搬动。
屈伸式机器人的 臂部可以有大小 臂组成，大小臂 间有相对运动， 成为屈伸臂。
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统
（3）手腕
联接臂部和末端执行器，手腕 确定末端执行器的作业姿态，一般 需要三个自由度，由三个回转关节 组合而成，组合方式多样。
为了提高机器人手部和手腕的操作能力、灵活性和快速反应能力，使机器人能像人手一样进行
各种复杂的作业，必须有一个运动灵活、动作多样的灵巧手，即仿人手。手指的关节通常通过
钢丝绳、记忆合金、人造肌纤维驱动。
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统 有了像人一样的“手指”，就可以做更多细致精确的动作了！它也可以心灵手巧了！
凑，密封问题较大。
结构适当，执行机构可标准化、模拟化， 易实现直接驱动。功率/质量比大，体积小，
结构紧凑，密封问题较小。
伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪 声低，电动机一般需配置减速装置，除DD电 动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封
问题。
安全性
防爆性能较好，用液压油作传动介质，在一定 条件下有火灾危险。
仿人手机器人的动作
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统
多指机器人主要有柔性手和多指灵活手两种。
（a）多关节柔性手
（b）三指灵巧手
（c）四指灵巧手
图2-23 柔性手和多指灵活手
任务一：工业机器人的结构 认知
3. 机器人-环境交互系统
机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的 系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配 单元等；也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件储存装置等集成为一个 去执行复杂任务的功能单元。
工业机器人驱动方式、传动系统、传感器及控制系统
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。
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。
工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求
工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求随着科技发展的进步，工业机器人已经成为工业生产中不可或缺的一部分。
而工业机器人的运动主要依靠电机驱动系统来实现。
电机驱动系统的分类与要求对于工业机器人的运动性能和控制精度至关重要。
本文将对工业机器人常用的电机驱动系统进行分类与要求的介绍。
根据电机驱动系统所采用的控制方式的不同，可以将工业机器人的电机驱动系统分为直接驱动系统和间接驱动系统两种类型。
直接驱动系统是指电机直接连接到机器人的联轴器或关节，通过电机的转动直接驱动机械臂进行运动。
直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、功率传递效率高等优点。
常用的直接驱动系统电机包括直流无刷电机、交流无刷电机和步进电机。
直流无刷电机是直接驱动系统中常用的一种电机类型。
它采用电子换向技术代替了传统的机械换向，具有结构简单、噪音低、转矩稳定等优点。
直流无刷电机在工业机器人中主要用于关节驱动，要求具备较高的控制精度和动态响应能力。
交流无刷电机是一种结构简单、功率密度高的电机，广泛应用于工业机器人的关节驱动系统中。
它具有高速高效、转矩平稳等优点，可以用于实现机械臂的快速准确的运动。
步进电机是一种以固定角度或步距旋转的电机，它具有定位精度高、控制简单、结构简洁等特点。
步进电机常用于需要较高定位精度的工业机器人应用中，如精密装配、液晶面板制造等领域。
间接驱动系统是指电机通过一系列的传动装置（如减速器、传动带等）驱动机械臂的运动。
这种驱动系统可以通过不同的传动机构来实现不同的运动轨迹和速度。
减速器是间接驱动系统中最常用的传动装置。
它可以将电机的高速低扭力输出转换为机械臂所需的低速高扭力输出，从而实现机械臂的精准控制。
减速器的种类繁多，如行星减速器、圆柱齿轮减速器等，不同的减速器适用于不同的机器人应用场景。
除了直接驱动系统和间接驱动系统的分类外，工业机器人的电机驱动系统在实际应用中还有一些共同的要求。
首先是控制精度要求。
工业机器人的控制精度直接关系到其工作的准确性和稳定性。
机器人的常见驱动方式
机器人的常见驱动方式一、直流电机驱动方式直流电机是机器人中常见的一种驱动方式。
直流电机驱动方式具有结构简单、控制方便、响应速度快等优点。
直流电机驱动方式适用于需要较高速度和力矩的机器人应用，例如工业机器人、自动化生产线上的机械臂等。
直流电机的驱动方式主要包括电压控制和电流控制两种方式。
在电压控制方式下，通过改变电压信号来控制电机的转速和方向；在电流控制方式下，通过改变电流信号来控制电机的转矩和速度。
二、步进电机驱动方式步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械旋转的电机，广泛应用于机器人领域。
步进电机驱动方式具有定位精度高、运行平稳、可控性强等优点。
步进电机的驱动方式主要包括全步进驱动和半步进驱动两种方式。
全步进驱动方式下，每个电磁线圈的驱动信号为一个脉冲信号，电机转动时会按照脉冲信号的频率和方向进行步进运动；半步进驱动方式下，每个电磁线圈的驱动信号为两个相位差90度的脉冲信号，电机转动时会按照脉冲信号的频率和方向进行半步步进运动。
三、交流电机驱动方式交流电机是机器人中常见的驱动方式之一。
交流电机驱动方式具有结构简单、成本低廉、可靠性高等优点。
交流电机的驱动方式主要有两种，分别是单相交流电机驱动和三相交流电机驱动。
单相交流电机驱动方式适用于小功率的机器人应用，例如家用机器人、娱乐机器人等。
三相交流电机驱动方式适用于大功率的工业机器人应用，例如焊接机器人、装配机器人等。
交流电机的驱动方式主要通过改变电压和频率来控制电机的转速和扭矩。
四、气动驱动方式气动驱动方式是机器人中常见的一种驱动方式。
气动驱动方式具有力矩大、速度快、反应灵敏等优点。
气动驱动方式适用于需要快速执行力矩较大任务的机器人应用，例如喷涂机器人、装卸机器人等。
气动驱动方式主要通过压缩空气来驱动执行器实现机器人的运动。
气动驱动方式在机器人应用中需要配备气源供应系统、气动执行器和气动控制系统等。
五、液压驱动方式液压驱动方式是机器人中常见的一种驱动方式。
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工业机器人常用电机驱动系统的分类
机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。
对工业机器人关节驱动的电动机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。
特别是像机器人末端执行器（手爪）应采用体积、质量尽可能小的电动机，尤其是要求快速响应时，伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性，并且具有较大的短时过载能力。
这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。
机器人对关节驱动电机的主要要求规纳如下：1、快速性
电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。
响应指令信号的时间愈短，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好，一般是以伺服电动机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。
2、起动转矩惯量比大
在驱动负载的情况下，要求机器人的伺服电动机的起动转矩大，转动惯量小。
3、控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电动机的转速能连
续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。
4、调速范围宽。
能使用于1：1000～10000的调速范围。
5、体积小、质量小、轴向尺寸短。
6、能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，
并能在短时间内承受过载。