形状记忆合金执行装置：利用镍钛合金等材料具有的形状随 温度变化，温度恢复时形状也恢复的形状记忆性质。
运动 控制
卡
端子 板
驱动 器
数字 计算
机
图像 采集
卡
A/D
执行装置（电 机、液压等）
执行机构 （臂、手等）
传感器（视 觉、触觉等）
环境 （控制 对象）
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三种基本驱动系统的主要性能特点
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4.1.3 工业机器人主要的驱动系统
工业机器人主要的驱动系统：电液伺服驱动系统、 气动驱动系统、电动驱动系统。
早期的机械手和机器人中，其操作机多应用连杆 机构中的导杆、滑块、曲柄，多采用液压(气压) 活塞缸(或回转缸)来实现其直线和旋转运动。
随着控制技术的发展，对机器人操作机各部分动 作要求的不断提高，电动机驱动在机器人中应用 日益广泛。
内容
液压驱动
气动驱动
电动驱动
很大, 输出功率 压力范围为:
50～1400N/cm2,
液体的不可压缩性
控制精度较高，
控制性能
可无级调速， 反应灵敏，
可实现连续轨迹控制
大 压力范围为
40～60N/cm2，
最大可达100N/cm2
气体压缩性大， 精度低， 阻尼效果差， 低速不易控制， 难以实现伺服控制
较大
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4.1.2 驱动系统设计的选用原则
一般情况下，各种机器人驱动系统的设计选用原 则：
1）控制方式 2）作业环境要求 3）操作运行速度
在腐蚀性、易燃易爆气体、 放射性物质环境中工作的移 动机器人，一般采用交流伺 服驱动。 如要求在洁净环境中使用， 则多要求采用直接驱动(Direct Drive—DD)电动机驱动系统。
要求具有较高的位 置控制精度，速度 较高的机器人。如 AC 伺 服 喷 涂 机 器 人、点焊机器人、 弧焊机器人、装配
动夹具
机器人等
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4.1.2 驱动系统设计的选用原则
一般情况下，各种机器人驱动系统的设计选用原 则：
1）控制方式 2）作业环境要求 3）操作运行速度
低速重负载时可选用液压驱 动系统； 中等负载时可选用电动驱动 系统； 轻负载时可选用电动驱动系 统； 轻负载、高速时可选用气动 驱动系统
基本驱动类型
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由一般的发动机带动液压泵，液压泵转动形成高压液 流（也就是动力），液压管路将高压液体（一般是液 压油）接到液压马达，是液压马达转动，形成驱动力。
液压驱动
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与液压驱动相似，传动介质不同。利用气 体的抗挤压力来实现力的传递。
气动执行装置的种类：气缸、气动马达。
气动驱动
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电动驱动是一种将电信号转换成角位移或线位 移的驱动方法。比如步进电动机是将电脉冲信号 转化为位移或者是角位移的驱动方法。
电动驱动
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新型执行装置：
压电执行装置：利用在压电陶瓷等材料上施加电压而产生变 形的压电效应。
控制精度高，能精 确定位，反应灵敏。 可实现高速、高精 度的连续轨迹控制， 伺服特性好，控制 系统复杂
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三种基本驱动系统的主要性能特点
内容
液压驱动
气动驱动
电动驱动
响应速度 结构性能 及体积
安全性
很高
较高
很高
执行 机构可标准 化、 执行机构可标准化、伺服电动机易于标
模块化，易实现直接 模块化、易实现直 准化。结构性能好，
驱动,
接驱动
噪声低。电动机一
功率／质量比大， 功率／质量比较大，般需配置减速装置。
体积小，结构紧凑， 体积小，结构紧凑，除 DD 电 动 机 外 ，
密封问题较大
密封问题较小
难以进行直接驱动，
结构紧凑，无密封
问题。
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
防爆性能好，高于 1000kPa(10 个 大 气 压)时应注意设备的 抗压性
4.1 工业机器人驱动系统 4.2 工业机器人控制系统 4.3 工业机器人典型控制方法 4.4 工业机器人控制系统构成 4.5 工业机器人使用的传感器
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4.1 工业机器人驱动系统
4.1.1 驱动系统分类
按动力源划分
液压驱动系统 气动驱动系统 电动驱动系统 复合式驱动系统 新型驱动系统
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4.1.2 驱动系统设计的选用原则
一般情况下，各种机器人驱动系统的设计选用原 则：
1）控制方式 2）作业环境要求 3）操作运行速度
要求其有较高的点位重复精 度和较高的运行速度，通常 在速度相对较低(≤4.5m／s) 情 况下，可采用AC、DC或步进 电动机伺服驱动系统； 在速度、精度要求均很高的 条件下，多采用直接驱动(DD) 电动机驱动系统。
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4.1.2 驱动系统设计的选用原则
一般情况下，各种机器人驱动系统的设计选用原 则：
1）控制方式 2）作业环境要求 3）操作运行速度
从事喷涂作业的工业机器人， 由于工作环境需要防爆，考 虑到其防爆性能，多采用电 液伺服驱动系统和具有本征 防爆的交流电动伺服驱动系 统。
设备自身无爆炸和 火灾危险。直流有 刷电动机换向时有 火花，对环境的防 爆性能较差
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三种基本驱动系统的主要性能特点
内容
液压驱动
气动驱动
电动驱动
对环境的影 响
泄漏对环境有污染
排气时有噪声
很小
效率与成本
效率中等(0.3～0.6)， 液压元件成本较高
效 气 单，源率成方低本便(0低.、15结～构0.简2) ，效成本率高为O.5左右，
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1、电液伺服驱动系统
电液伺服驱动控制系统是由电气信号处理单元与 液压功率输出单元组成的闭环控制系统。
具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、 输出功率大、结构紧凑、功率质量比大等特点， 在机器人驱动系统中得到广泛应用。
维修及使用
方便，但油液对环境 温度有一定要求
方便
较复杂
适用于中小负载， 适用于中小负载，
在工业机器 人中
应用范围
适用于重载、低速驱 动，电液伺服系统适 用于喷涂机器人、重 载点焊机器人和搬运 机器人
快速驱动，精度要 求较低的有限点位 程序控制机器人。 如冲压机器人、机 器人本体的气动平 衡及装配机器人气