机器人编程控制原理
机器人控制原理
机器人控制原理机器人是近年来快速发展的一项新兴技术，它可以模拟人类的行为并完成各种任务。
机器人的控制原理是机器人技术中最核心的部分，它决定了机器人能否准确地执行指令和完成任务。
本文将对机器人控制原理进行详细论述。
一、传感器传感器是机器人控制的重要组成部分，它可以感知外界环境的信息并将其转化为电信号。
常见的机器人传感器包括视觉传感器、声音传感器、触摸传感器等。
视觉传感器可以通过图像识别技术获取环境中的物体信息，从而帮助机器人进行目标定位和导航；声音传感器可以监听周围的声音，识别人类的语音指令并做出相应的反应；触摸传感器可以感知机器人与环境的接触力度，帮助机器人判断是否发生碰撞等。
二、控制算法控制算法是机器人控制的核心部分，它决定了机器人的运动规划和动作执行。
常见的机器人控制算法包括路径规划算法、运动控制算法和姿态控制算法等。
路径规划算法可以根据机器人当前的位置和目标位置，计算出机器人需要走过的最优路径；运动控制算法可以控制机器人的速度和方向，使其按照预定的路径进行移动；姿态控制算法可以调整机器人的身体姿态，使其适应不同的工作环境和任务需求。
三、执行器执行器是机器人控制的执行部分，它负责将控制信号转化为机器人的实际动作。
常见的机器人执行器包括电机、液压缸和气动元件等。
电机是机器人中最常用的执行器之一，它可以将电信号转化为机械动力，驱动机器人的关节进行运动；液压缸和气动元件则通过液压和气压的方式，实现机器人的线性运动或指定动作。
四、控制系统控制系统是机器人控制的总体框架，它包括传感器、控制算法和执行器等多个组成部分。
传感器负责采集环境信息，控制算法根据传感器信息进行运算和决策，执行器将控制信号转化为具体操作。
控制系统可以有不同的架构，比较常见的有中央控制系统和分布式控制系统。
中央控制系统将传感器信息和控制算法集中在一个主要控制器中，决策和指导机器人的运动；分布式控制系统将传感器、控制算法和执行器集成在不同的单元中，各个单元之间通过通信协议进行信息的交换和协同控制。
ev3魔方机器人原理
ev3魔方机器人原理
EV3魔方机器人是一款基于LEGOMindstormsEV3教育套件的机器人，它通过机械结构、电子元件和编程控制实现了各种不同的操作和功能。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 机械结构原理：EV3魔方机器人采用了类似于拼装积木的方式，通过不同的机械结构组装完成机器人的不同部件，包括主控模块、电机模块、传感器模块、构造模块等。
这些模块之间的组合和连接可以实现机器人的运动、感知和反馈等功能。
2. 电子元件原理：EV3魔方机器人包含了多个电子元件，包括
主控模块、电机、传感器、灯光等。
这些元件可以通过电路板和电线连接起来，形成完整的电路系统，并通过编程控制实现各种复杂的操作。
3. 编程控制原理：EV3魔方机器人的编程控制采用了图形化编
程语言EV3软件，通过拖拽和连接不同的程序块实现各种操作和功能。
编程控制的原理主要包括控制流程、变量和数据类型、操作符和表达式等。
总之，EV3魔方机器人的原理涉及了机械结构、电子元件和编程控制等多个方面，这些方面互相配合和协同，才能实现机器人的各种复杂操作和功能。
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机器人控制原理
机器人控制原理机器人控制原理是指通过对机器人的各种部件进行控制，使得机器人能够按照人类设定的程序或者指令来执行各种任务。
机器人控制原理是机器人技术中的核心内容之一，它直接关系到机器人的运动、感知、决策等方面，是机器人能否完成任务的关键。
首先，机器人控制原理涉及到机器人的运动控制。
机器人的运动控制包括轨迹规划、运动学和动力学控制。
轨迹规划是指确定机器人在空间中的路径，使得机器人能够按照规划的路径进行运动。
运动学和动力学控制则是指根据机器人的结构和动力学特性，设计相应的控制算法，实现机器人的运动控制。
这些控制原理保证了机器人能够按照人类设定的路径和速度进行运动，从而完成各种任务。
其次，机器人控制原理还涉及到机器人的感知和定位。
机器人的感知和定位是指机器人通过各种传感器获取周围环境的信息，并根据这些信息确定自身的位置和姿态。
感知和定位是机器人能否准确地感知周围环境，做出正确的决策的基础。
在机器人控制原理中，需要设计相应的感知和定位算法，使得机器人能够准确地感知周围环境，并确定自身的位置和姿态。
此外，机器人控制原理还包括机器人的决策和路径规划。
机器人的决策和路径规划是指机器人根据感知到的环境信息，做出相应的决策，并规划出最优的路径来完成任务。
在机器人控制原理中，需要设计相应的决策和路径规划算法，使得机器人能够根据周围环境的变化，灵活地做出决策，并规划出最优的路径来完成任务。
总的来说，机器人控制原理是机器人能否按照人类的要求来完成各种任务的基础。
它涉及到机器人的运动控制、感知和定位、决策和路径规划等方面，是机器人技术中的核心内容之一。
只有深入理解和应用机器人控制原理，才能够设计出性能优良、功能强大的机器人系统，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
机器人控制算法
机器人控制算法机器人控制算法是指用于控制机器人行为和运动的一系列计算方法和技术。
随着科技的不断进步，机器人在各个领域的应用越来越广泛，控制算法的研究和优化也变得尤为重要。
本文将介绍机器人控制算法的基本原理和常见方法，并探讨其在实际应用中的挑战和发展趋势。
一、机器人控制算法的基本原理机器人控制算法的基本原理是通过对机器人的感知信息进行处理和分析，然后制定相应的控制策略，使机器人能够执行特定的任务。
具体来说，机器人控制算法包括以下几个方面：1. 传感器数据处理：机器人通过各种传感器获取周围环境的信息，如视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
控制算法需要对传感器数据进行处理和分析，提取有用的信息。
2. 运动规划：机器人需要根据任务需求和环境条件，制定合理的运动规划。
运动规划算法可以分为全局规划和局部规划两种。
全局规划是指在整个环境中找到一条最优路径，局部规划是指在已知路径的基础上进行微调。
3. 控制策略设计：根据机器人的任务需求和运动规划，设计相应的控制策略。
控制策略可以包括运动控制、力控制、位置控制等。
4. 运动控制：根据控制策略，对机器人的执行器进行控制，实现期望的运动。
运动控制算法可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指根据预先设定的控制指令进行运动控制，闭环控制是指通过对机器人状态进行反馈，实时调整控制指令。
二、常见的1. PID控制算法：PID控制算法是一种经典的闭环控制算法，通过对机器人的误差进行反馈调整，实现期望的控制效果。
PID控制算法根据误差的比例、积分和微分部分来计算控制指令，具有简单、稳定的特点。
2. 路径规划算法：路径规划算法用于确定机器人在环境中的最优路径。
常见的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra算法、RRT算法等。
这些算法根据环境的地图和机器人的起点、终点，计算出一条最短或最优的路径。
3. 动力学建模和控制算法：动力学建模和控制算法用于描述机器人的运动学和动力学特性，并设计相应的控制策略。
机器人控制程序的开发与实现
机器人控制程序的开发与实现随着科技的不断发展，机器人越来越被人们所重视，并且逐渐成为了现代生活和生产中不可或缺的一部分。
机器人的出现不仅可以提高生产效率，降低生产成本，也可以使人类的工作更加安全，减轻人类的劳动强度。
而要发挥机器人所具备的优势，机器人控制程序的开发与实现就显得尤为重要。
一、机器人控制程序开发的基础知识机器人控制程序开发是从机器人的动力学开始的。
动力学的研究包括了机器人的运动学、静力学、动力学等等。
善于利用运动学关系和动力学原理来描述和计算机器人运动的控制参数，能够更加准确和快速地描述和控制机器人的运动轨迹，为控制程序的开发提供了较为重要的基础。
同时，要掌握基础的控制理论，包括PID控制、LQR控制等。
针对不同的机器人形态和功能要求，需要制定不同的控制策略，以更好地促进控制程序的设计与实现。
二、机器人控制程序开发的过程机器人控制程序开发的过程需要经过多个阶段，一般包括以下几个步骤：1.需求分析：在开发机器人控制程序之前，需要充分了解和分析机器人的形态和功能需求，确定机器人所需要完成的任务，以及机器人在执行任务过程中需要遵循的规则原则。
2.方案设计：针对机器人需求分析和任务完成的规则原则，制定相应的控制策略和方案，包括控制算法的选择、执行路径的优化等等。
3.控制程序编程：根据设计方案，编写机器人控制程序的程序代码。
4.硬件设备调试：为保证机器人控制程序的正常执行，需要进行硬件设备的调试和连接。
5.系统实验：在完成程序编程和硬件设备调试之后，进行系统实验，测试机器人的控制效果是否达到了预期的效果。
三、机器人控制程序开发的难点与应对措施机器人控制程序的开发虽然优点多，但是其开发也存在着不小的难点，其主要表现在以下几个方面：1.机器人本身的多样性：不同的机器人具有不同的形态结构和功能特征，这就要求开发人员需要深入了解机器人的构成和特征，再在此基础上进行控制程序的开发。
2.控制程序的复杂性：机器人的运动是三维甚至多维的，因此，控制程序的编写工作并不简单。
工业机器人控制系统的基本原理
工业机器人控制系统的基本原理1.传感器技术：工业机器人通常配备各种传感器，如摄像头、激光雷达、触觉传感器等，用于获取环境信息和工件位置。
传感器数据通过模拟信号或数字信号传输到控制系统。
2.运动规划：控制系统接收传感器数据后，需要根据任务要求规划机器人的运动轨迹。
运动规划包括路径规划和姿态规划。
路径规划决定机器人应该沿着哪些点移动，姿态规划决定机器人在运动过程中如何旋转和转动。
运动规划通常基于任务的几何形状和机器人的机械结构。
3.运动控制：一旦完成运动规划，控制系统将发送指令给机器人的执行器，如电机和液压缸，以使机器人按照规划轨迹移动。
运动控制需要考虑机器人的动力学特性和环境的限制，以确保安全和高效的运动。
4. 编程：工业机器人的控制系统可以通过编程进行配置和控制。
编程可以使用专门的机器人编程语言，如RoboDK或Karel，也可以使用通用编程语言，如C ++或Python。
程序员可以通过编写程序来定义机器人的动作序列和条件逻辑，实现复杂的任务控制。
5.监控和反馈：控制系统通常配备监控功能，可以实时监测机器人的状态和执行情况。
监控和反馈功能可以通过传感器数据和执行器的反馈信号实现。
通过监控和反馈，控制系统可以识别和纠正运动过程中的问题，保证机器人的稳定性和精度。
6.通信和协作：现代工业机器人通常是一个网络化系统，可以与其他机器人、计算机和外部设备进行通信和协作。
通过通信，机器人可以获取任务参数和指令，并与其他系统进行数据交换。
协作功能允许多个机器人同时工作，共同完成复杂任务。
7.安全性：控制系统需要确保机器人的安全性。
工业机器人通常配备安全装置，如急停按钮、光栅和安全围栏等，用于监测和控制环境安全。
此外，控制系统还需要实现安全算法和策略，以保证机器人在操作过程中不会对人员和设备造成伤害。
以上是工业机器人控制系统的基本原理。
由于工业机器人的种类和应用场景的不同，控制系统的具体实现可能存在差异。
但无论如何，控制系统的目标都是实现高效、精确和安全的机器人操作。
机器人的控制方法与原理
机器人的控制方法与原理机器人的控制方法与原理是现代机器人技术的核心内容之一。
随着科技的进步和人工智能的快速发展，机器人在各个领域中起着越来越重要的作用。
机器人的控制方法和原理决定了机器人的运动、感知和决策能力，对于实现机器人的自主操作具有至关重要的意义。
一、机器人的感知与控制机器人通过感知环境中的信息获取输入数据，然后根据程序进行运算，最终实现对机器人各个部件的控制。
机器人的感知与控制主要包括以下几个方面：1. 传感器：机器人使用各种传感器来感知环境，例如，视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
通过这些传感器的信息反馈，机器人可以获取环境中的物体位置、大小、形状等信息，进而判断应该采取何种动作。
2. 数据处理：机器人利用计算机进行数据处理和分析。
通过对传感器获取的原始数据进行处理和运算，机器人可以识别环境中的物体、计算运动轨迹等。
3. 控制算法：机器人的运动依赖于各个部件的协调工作。
通过控制算法，机器人可以实现运动的规划和控制，例如路径规划、障碍物避开等。
二、机器人的控制方法机器人的控制方法主要分为两种：手动控制和自主控制。
1. 手动控制：手动控制是指通过操纵面板、遥控器或计算机界面等外部设备来操控机器人的动作。
这种控制方法一般适用于较简单的机器人任务，例如工业生产线上的机械臂。
2. 自主控制：自主控制是指机器人根据预先设定的程序和算法自主地进行决策和行动。
这种控制方法要求机器人具备一定的智能和学习能力。
自主控制的机器人可以根据环境变化做出相应的决策，适应各种复杂的工作场景。
三、机器人的控制原理机器人的控制原理是基于控制系统的理论和方法。
控制系统是指通过测量、比较、计算和决策等过程对对象进行控制的系统。
机器人控制系统主要包括以下几个方面：1. 反馈控制：机器人通过对其输出信号和期望值进行比较，从而实现对其行为的调节和纠正。
反馈控制主要通过传感器获取机器人的状态信息，并根据这些信息来调整机器人的动作。
机器人编程入门 学习使用编程语言控制机器人
机器人编程入门学习使用编程语言控制机器人机器人编程入门学习使用编程语言控制机器人机器人已经在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，无论是在生产制造中还是在日常生活中，机器人的运用已经变得常见。
要掌握机器人的操作与控制，学习使用编程语言是必不可少的。
本文将介绍机器人编程入门的基本知识，帮助你学习使用编程语言来控制机器人。
一、什么是机器人编程？机器人编程是通过编程语言给机器人指定一系列的指令，从而使机器人能够完成特定的任务。
编程语言是机器人与人交互的桥梁，通过学习和使用编程语言，我们可以控制机器人的行为、动作和反应。
二、常见的机器人编程语言1. PythonPython是一种高级编程语言，以其简洁、易读和强大的特性而受到广泛的欢迎。
Python的语法简单易懂，是学习编程的入门语言之一。
Python也有许多专门用于机器人编程的库，比如ROS（机器人操作系统）。
2. C/C++C/C++是一种面向过程的编程语言，也是用于机器人编程的常用语言之一。
C++是C语言的扩展，相较于C语言来说，C++更加强大和灵活。
许多机器人开发商选用C/C++作为机器人的编程语言。
3. JavaJava是一种跨平台的、面向对象的编程语言。
它具有广泛的应用领域，包括机器人编程。
Java的特点是易学易用，且具有很强的代码重用能力，适合大规模软件开发。
三、机器人编程的基本原理1. 硬件连接在编写机器人程序之前，首先需要将机器人与电脑或控制器相连接。
这通常涉及到串口通信、蓝牙或Wi-Fi等方式，具体根据机器人的类型和控制方式而定。
2. 编写程序编写机器人程序时，需要了解机器人的硬件结构和控制接口。
你可以通过阅读机器人的文档和使用手册来了解机器人编程的具体要求。
3. 调试测试编写完程序后，需要进行调试和测试。
通过调试和测试，你可以发现和纠正程序中的错误，并确保机器人按照你预期的方式运行。
四、机器人编程实践案例下面是一个简单的机器人编程实践案例，使用Python语言编写一个控制机器人移动的程序。
Java的机器人编程使用Java控制硬件设备
Java的机器人编程使用Java控制硬件设备Java作为一种广泛应用的计算机编程语言，不仅可以用于开发各种软件应用，还可以用于机器人编程。
借助Java的强大功能和丰富的开发库，我们能够利用它来控制硬件设备，实现机器人的自动化操作。
本文将介绍Java机器人编程的基本原理和应用示例。
一、Java机器人编程的基本原理Java机器人编程的基本原理是通过Java语言提供的各种库和API接口，调用硬件设备的驱动程序，实现机器人的各种功能和动作。
Java 机器人编程的主要步骤包括硬件设备的初始化、数据的采集和处理、控制指令的发送和执行等。
下面将详细介绍这些步骤。
1. 硬件设备的初始化在Java机器人编程中，首先需要初始化硬件设备，即与机器人相关的传感器、执行器等。
通过Java提供的硬件接口库，我们可以与硬件设备建立连接，并进行初始化设置，确保机器人与外部世界的交互正常进行。
2. 数据的采集和处理一旦硬件设备初始化完成，接下来就可以开始采集环境数据了。
Java机器人编程可以利用各种传感器获取机器人周围的环境信息，如温度、湿度、声音、光照等。
通过Java提供的数据处理库，我们可以对采集到的数据进行分析、处理和存储，为后续的控制指令提供准确的依据。
3. 控制指令的发送和执行Java机器人编程的核心就是通过控制指令来控制硬件设备和机器人的动作。
通过Java语言的编程特性和API接口，我们可以编写程序代码来发送控制指令，并将其传输给硬件设备，实现机器人自动化操作。
控制指令可以包括移动、抓取、旋转等各种操作，通过Java的语法和库函数，我们可以实现复杂的机器人动作。
二、Java机器人编程的应用示例Java机器人编程可以应用于各种机器人场景，比如工业自动化、无人机控制、智能家居等。
下面将以无人机控制为例，介绍Java机器人编程的应用示例。
假设我们有一架无人机，需要利用Java语言编写控制程序，实现无人机的自主飞行。
首先，我们需要通过Java的硬件接口库初始化无人机，并与其建立连接。
工业机器人原理
工业机器人原理
工业机器人是一种自动化设备，通过程序控制来执行各种生产任务。
其原理主要基于以下几个方面：
1. 传感器技术：工业机器人通常装备了各种传感器，如视觉传感器、力传感器和位置传感器等。
通过这些传感器，机器人可以感知和理解周围环境，获取相关信息。
2. 运动控制系统：工业机器人的运动由运动控制系统控制。
该系统包括电机、减速器、编码器和控制算法等。
通过准确的定位和控制，机器人可以实现高精度和稳定的运动。
3. 编程控制：机器人的任务由预先编写的程序控制。
这些程序可以使用专门的编程语言编写，也可以通过图形化界面进行指令设置。
编程控制使机器人能够执行各种复杂的操作和任务。
4. 机械结构设计：工业机器人的机械结构设计非常重要，直接影响到其运动和操作能力。
机器人通常由关节和链式结构组成，通过这些结构可以使机器人实现多自由度的运动，灵活地适应各种操作环境。
5. 协作与安全技术：随着工业机器人在生产中的广泛应用，协作与安全技术变得越来越重要。
这些技术包括人机协作、安全感知和安全控制等，旨在保护人员免受机器人工作时的潜在风险。
工业机器人原理的研究和发展不断推动着工业自动化的进步。
随着技术的不断革新和突破，工业机器人在各个领域中扮演着越来越重要的角色，为生产带来高效率和高质量。
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机器人编程控制原理第一章机器人系统简介2.1 机器人的运动机构（执行机构）机器人的运动机构是机器人实现对象操作及移动自身功能的载体，可以大体分为操作手（包括臂和手）和移动机构两类。
对机器人的操作手而言，它应该象人的手臂那样，能把（抓持装工具的）手依次伸到预定的操作位置，并保持相应的姿态，完成给定的操作；或者能够以一定速度，沿预定空间曲线移动并保持手的姿态，并在运动过程中完成预定的操作。
移动机构应能将机器人移动到任意位置，并保持预定方位姿势。
为此，它应能实现前进、后退、各方向的转弯等基本移动功能。
在结构上它可以象人、兽、昆虫，具有二足、四足或六足的步行机构，也可以象车或坦克那样采用轮或履带结构2.1.1 机器人的臂结构机器人的臂通常采用关节——连杆链形结构，它由连杆和连杆间的关节组成。
关节，又称运动副，是两个构件组成相对运动的联接。
在关节的约束下，两连杆间只能有简单的相对运动。
机器人中常用的关节主要有两类：(1) 滑动关节(Prismatic joint): 与关节相连的两连杆只能沿滑动轴做直线位移运动，移动的距离是滑动关节的主要变量，滑动轴一般和杆的轴线重合或平行。
(2)转动关节(Revolute joint): 与关节相连的两连杆只能绕关节轴做相对旋转运动，其转动角度是关节的主要变量，转动轴的方向通常与轴线重合或垂直。
杆件和关节的构成方法大致可分为两种：(1) 杆件和手臂串联连接，开链机械手(2) 杆件和手臂串联连接，闭链机械手。
以操作对象为理想刚体为例，物体的位置和姿态各需要3 个独立变量来描述。
我们将确定物体在坐标系中位姿的独立坐标数目称为自由度（DOF（degreeof freedom））。
而机器人的自由度是由有关节数和每个关节所具有的自由度数决定的（每个关节可以有一个或多个自由度，通常为1 个）。
机器人的自由度是独立的单独运动的数目，是表示机器人运动灵活性的尺度。
（由驱动器能产生主动动作的自由度称为主动自由度，不能产生驱动力的自由度称为被动自由度。
通常开链机构仅使用主动自由度）机器人自由度的构成，取决于它应能保证完成与目标作业相适应的动作。
分析可知，为使机器人能任意操纵物体的位姿，至少须6DOF，通常用三个自由度确定手的空间位置（手臂），三个自由度确定手的姿态（手）。
比较而言，人的臂有七个自由度，手有二十个自由度，其中肩3DOF，肘2 DOF，碗2DOF。
这种比6 还多的自由度称为冗余自由度。
人的臂由于有这样的冗余性，在固定手的位置和姿态的情况下，肘的位置不唯一。
因此人的手臂能灵活回避障碍物。
对机器人而言，冗余自由度的设置易于增强运动的灵活性，但由于存在多解，需要在约束条件下寻优，计算量和控制的难度相对增大。
典型的机器人臂结构有以下几种：(1)直角坐标型(Cartesian/rectanglar/gantry) (3P)由三个线性滑动关节组成。
三个关节的滑动方向分别和直角坐标轴x,y,z 平行。
工作空间是个立方体(2)圆柱坐标型(cylindrical)(R2P)由一个转动关节和两个滑动关节组成。
两个滑动关节分别对应于圆柱坐标的径向和垂直方向位置，一个旋转关节对应关于圆柱轴线的转角。
工作区域为矩形截面的旋转体。
(3) 球坐标型(spherical) (2RP)两个转动关节和一个滑动关节分别实现手的左右，上下及前后运动。
工作区域是扇形旋转体。
(4)关节坐标型(articulated/anthropomorphic)(3R)用三个转动关节实现手在工作空间的任意定位。
工作区域是一个旋转体，其截面由转动关节转动行程角所确定的一些弧线构成。
(5)平面关节型SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm)由两个转动关节和一个滑动关节组成。
两个转动关节控制前后，左右运动；滑动关节实现上下运动。
工作区域是截面为矩形的旋转体这里只给出了几种简单的臂结构。
各类型结构的优缺点简要分析如下：直角坐标型结构：三个关节分别沿着直角坐标的三坐标轴移动，几何运动直观，计算简单，便于控制。
该结构刚度好，可得到较高精度。
但机器人所占运行空间大，滑动关节密封性及操作的灵活性差。
多转动关节型：灵活性最强，可以避开一些障碍物到达操作点。
运行所占空间及占地面积小，关节易于密封。
但是关节角与空间位置的关系复杂且相互关联，因此控制计算量大，控制相对复杂。
圆柱坐标型和球坐标型的优缺点介于上述两类结构之间。
平面关节型：结构简单，特别适合小型零件的插接装配。
注：机器人的腕和手（操作器）的结构略2.1.1 机器人的移动机构对机器人移动机构的基本要求是能承受机器人自身重力及操作过程中存在的力和力矩，并保持平衡和具有一定的刚度；具有较高的机动性。
目前移动机构的主要类型有轮式、履带式、足式及其它（如机器鱼，爬壁机器人等），下面对移动机器人的几种典型机构及特点给出简要介绍。
轮式移动机构：轮式移动机构有移动平稳、机动性高、便于操纵等特点。
但只适合在平坦地面运行，不能上下阶梯、越沟。
轮式移动机构一般具有三轮、四轮式两种，其中驱动轮用以驱动机器人运动，控制移动的速度，有时也用以控制移动方向；转向轮用以控制机器人移动方向；小脚轮和自由轮：用以支撑机器人保持平衡，被动地适应机器人转向运动的要求。
几种轮式移动机构。
三轮机构，四轮移动机构，全转向三轮移动机构，每个轮子都同时用作驱动和转向轮，能随时向任意方向做直线运动，这时三轮的轴线均与运动方向垂直。
它也能作任意孤线运动，只要三轮轴线均通过弧线的曲率中心点，就可以作就地转动，以及完成这些运动的组合。
因此，这类机构又称为全方位移动机构。
履带式移动机构这是类似于履带坦克及拖拉机的移动机构，其特点是能在凹凸不平的地面上行走，稳定性好，能跨越障碍物，爬越较大斜坡或阶梯。
但是履带式移动机构运动方向的操纵，由左右履带的速度差值所控制。
因此，转向时必出现滑动，阻力较大，转向半径及中心准确度较差。
有关各种特效的履带移动机构，可参考有关文献。
步行式移动机构步行式移动机构是指采用了类似人、兽或昆虫用脚迈步移动的机构，有两足、四足、六足、八足等移动机构，它们的特点是只需要离散的着地点，能在平地也能在凹凸不平的地面行走；能越过沟、穴等障碍物；能上、下阶梯，具有较高的机动性。
然而步行控制复杂，尤其是对于双足机器人，步行的稳定性不易控制。
除了模仿人的两足步行机构外，还有模仿兽类的四足步行机构，它有四条腿，通常每条腿有三个自由度。
还有模仿昆虫的六足步行机构，它有六条腿，每条腿通常有三个自由度，共18 个自由度。
这些机构能灵活地前进、后退、向左或向右以不同半径转弯以及调整机器人离地高度及倾斜角度等。
2.2 机器人的驱动机构驱动机构通常包括驱动机、减速及传递机构。
2.2.1 驱动机常用于机器人的驱动机有液压、气压和电动驱动机。
液压驱动机的优点是能产生非常大的力（如在280×105 牛顿／米工作压力下，2 厘米直径液压缸就能产生8000 牛顿力）。
力矩-重量比值较高，能以体积小重量轻的驱动器提供较大的驱动力，刚度大。
缺点是：需液压动力源设备，内部漏油及油温影响驱动特性；管理、维修技术要求高，一次性投资较高等。
目前液压执行机构主要用于大型机器人的驱动气压驱动机的优点是：成本低，可靠性高，维修管理容易，无污染，不会失火。
缺点是：难于准确控制速度和位置，出力小，有噪声，易锈蚀等。
一般用于控制要求不高、出力要求不大的场合。
电动驱动机即指电机，它的优点是：便于控制，能实现快速精确的位置和速度控制，信号处理方便，配线容易，比较清洁。
缺点是：力矩一重量比值较低，为得到低速大力矩，需使用减速器，并因减速器存在齿隙而引起一些控制问题。
常用的电机主要有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机三种。
其中直流伺服电机应用最广，这是由于直流伺服电机的机械特性和控制特性好，调速范围宽，起动力矩大，效率高等。
随着电子技术的发展，近年来出现了采用电子换向技术的直流无刷电机，避免了机械换向可能带来的火花问题。
交流伺服电机的电源提供简单，但控制相对复杂。
步进电机直接用脉冲数字信号控制，控制简单，位置控制准确。
但一般效率较低，长期工作有丢步问题。
一般用于小型普及型机器人。
还有一些特殊的驱动方式，如气囊驱动：英国的“Shadow”计划研制的双足步行机器人的传动结构就是采用的气囊肌肉的方式进行驱动。
它具有重量轻，输出力大，柔顺性好等优点；记忆合金驱动器（SMA）：功率重量比大，驱动电压低，无噪音，无污染等优点；压电驱动器：体积小、精度高、响应快、输出力大，可用于微动机器人。
关节的驱动方式有直接驱动方式和间接驱动方式两种。
直接驱动方式是驱动器的输出轴和机器人手臂的关节轴直接相连；这种方式的优点是驱动器和关节之间的机械系统较少，因而能够减少摩擦、间隙等非线性因素的影响，可以做到控制性能比较好。
然而，在另一方面，为了直接驱动手臂的关节，驱动器的输出力矩必须很大，此外，必须考虑手臂的动力学问题。
间接驱动方式是把驱动器的力通过减速器等传递给关节。
大部分机器人的关节是间接驱动。
这种间接驱动，通常其驱动器的输出力矩大大小于驱动关节所需要的力矩，所以必须使用减速器。
2.2.2 减速机构减速机构的目的是把电动机输出的高转速小力矩的运动变换成低转速大力矩的关节旋转运动，或变换成低速驱动力大的关节直线运动。
描述减速机构的基本参数是传动比，又称减速比。
传动比与传动效率定义2.1 传动比i ：输入转速与输出转速之比定义2.2 传动效率η ：输出功率与输入功率之比在忽略传动机构功耗的情况下，输出转速是输入转速的1/ i ，输出力矩是输入力矩的i 倍。
常用的减速机构有两类:旋转减速机构和平移减速机构。
旋转减速机构：一般输入轴由电机带动作高速旋转运动，输出轴作低转速运动。
主要有齿轮减速机构、蜗轮－蜗杆减速机构、行星齿轮减速机构和谐波减速机构等。
齿轮减速机构输入轴与输出轴可以平行（见图2.5(a)）也可以垂直相交（见图2.5(b)），转速比即为输出齿轮的齿数与输入齿轮的齿数之比。
一级齿轮减速比较小，且有齿隙。
为获得大减速比，通常需多级。
蜗轮－蜗杆减速机构用于交错轴间传递运动与力，轴交角通常为90 度。
它有较大的转速比。
有自锁功能（即在外力作用下能自行保持关节位置）。
但其机械效率低(＜60%)，且有齿隙。
行星减速机构由太阳轮S、行星齿轮P、行星轮支架（即转臂）C 和内齿轮A 组成。
太阳轮位于行星减速机构“太阳系”中心，是有外齿的中心轮。
中心轮是指与行星齿轮相啮合，且轴线固定的齿轮。
行星齿轮在转臂的带动下围绕太阳轮做行星运动，行星齿轮既有公转，又有自转。
内齿轮位于行星减速机构的最外侧，是具有内齿的中心轮。
用Z 表示齿数，ω 表示转速，即ZS 表示太阳轮齿数，ZA 表示内齿轮齿数。