(1)气压驱动:使用压力通常在0.4~O.6Mpa,最高可达1Mpa。
气压驱动主要
优点是气源方便(一般工厂都由压缩空气站供应压缩空气),驱动系统具有缓冲作用,结构简单,成本低,可以在高温、粉尘等恶劣的环境中工作。
气压驱动的缺点是功率质量比小,装置体积大,同时由于空气的可压缩性使得机器人在任意定位时,位姿精度不高。
适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。
(2)液压驱动:液压驱动系统用2~15Mpa的油液驱动机器人,体积较气压驱动
小,功率质量比大,驱动平稳,且系统的固有效率高,快速性好,同时液压驱动调速比较简单,能在很大范围内实现无级调速。
用电液伺服控制液体流量和运动方向时,可以使机器人的轨迹重复性提高。
液压驱动的缺点是易漏油,这不仅影响工作稳定性和定位精度,而且污染环境。
液压驱动多用于要求输出力较大,运动速度较低的场合。
(3)电气驱动:电气驱动是利用各种电机产生的力或转矩,直接或经过减速机
构去驱动负载,减少了由电能变为压力能的中间环节,直接获得要求的机器人运动。
由于电气驱动具有易于控制,运动精度高,响应快,使用方便,信号监测、传递和处理方便,成本低廉,驱动效率高,不污染环境等诸多优点,电气驱动已经成为最普遍,应用最多的驱动方式,90年代后生产的机器人大多数采用这种驱动方式。
液压驱动:能够提供较大的驱动压力和功率,具有结构简单、性能稳定等特点,
液压伺服驱动系统响应速度快,可达到较高的定位精度和刚度,但油路系统复杂,工作性能受环境影响较大,移动性能差,且易造成泄漏现象,常用于要求提供较大驱动力矩、对移动性能要求差的特大功率机器人系统中。
气动系统具有结构简单、动作迅速,可在恶劣的环境中工作,但气动装置也存在噪声问题,只适用于精度要求不高的点位系统中.
电机驱动:具有精度高、控制准确、响应迅速等优点。
步进电机的优点是无需位置反馈就可实现开环位置控
制,控制较简单,但按机器人所需驱动力矩直接选出的步进电机尺寸和重量
都很大,在结构上难以满足要求。
而如果在转矩较小的电机后面加减速器,
虽然可以放大力矩,但输出转速降低,在响应速度上难以满足机器人的要求,因此不宜选用步进电机。
小惯量直流电机的转速较高、响应速度快、结构结凑、过载能力也强,通过位置反馈可以实现较高精度。
直流电机:一般与减速器和光电编码器集成在一起,构成伺服机组,用户可以
根据需要的减速比和输出力矩选则不同的规格。
驱动电机选用直流力矩电机,这是因为直流力矩电机具有优越的速度调节控制性能,具体来说,直流力矩电机具有以下优点:
(1)具有较大的转矩,用以克服转动装置的摩擦阻力和负载转矩。
(2)调速范围宽,而且运行速度平稳。
(3)具有快速响应能力,可以适应复杂的速度变化。
(4)电机的负载特性硬,有较大的过载能力,可以确保运行速度不受
负载冲击的影响。
液压驱动:采用液压驱动系统可以在运行过程中实现大范围的无级调速,调速
范围可达1-2000。
操作控制方便、省力,易于实现自动控制、中远程距离控制、过载保护,除此之外,液压传动突出的优点还有单位质量输出功率大。
在同等输出功率条件下具有体积小、质量轻、运动惯性小、动态性能好的特点。
在传动过程中,能量需经两次转换,传动效率偏低,而且由于振动介质的可压缩性和泄漏等因素的影响,不能严格保证定比传动。
液压传动性能对温度比较敏感,不能在
高温下工作,采用石油及液压油作传动介质时还需注意防火问题。
气压驱动:气压驱动系统的工作介质为压缩性大的气体。
这种能源供应方式简
单,非常适合用于空间要求严格和重量限制苛刻的场合,系统没有回收管路,可做到体积小、成本低、操作方便和容易保养;还适合于那些温度高,温度场变化较大的环境或对防火、防爆等有严格要求的场合。
其缺点是排气时有噪声,不适合精度要求高的驱动控制。
电气驱动:电气驱动是利用各种电机产生的力或转矩,直接或经过减速机构去
驱动负载,减少了由电能变为压力能的中间环节,直接获得要求的机构运动。
由于电气驱动具有易于控制,运动精度高,响应快,使用方便,信号的监测、传递和处理方便,成本低廉、驱动效率高、不污染环境等诸多优点。
对直流有刷电动机来说,其缺点是电动机换向有火花,对环境的防爆性能比较差。
而对交流电动机来说,其缺点是不允许阻转,阻转容易造成电机烧坏。
外骨骼系统用于康复,作为动力源液压显然是不合适的,因为它有污染。
气缸虽然清洁无污染,而且结构简单重量轻,但是外骨骼带动人体运动,重要的是它可以按照操作者不同的命令到达不同的位置,气缸的行程是不可控的,在工作时它只有两个位置,要么在行程零点,要么在行程最大处,所以气缸作为外骨骼的动力源也是不合适的,而
电机可以根据不同的命令到达不同的位置,最适合作为外骨骼的动力源__
直流电机:调速性能好。
所谓“调速性能”,是指电动机在一定负载的条件下,
根据需要,人为地改变电动机的转速。
直流电动机可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级调速,而且调速范围较宽。
起动力矩大。
可以均匀而经济地实现转速调节。
因此,凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械,例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等,都用直流直流电动机电动机拖动。
直流电动机调速控制装置是一种采用晶闸管半控桥模块和集成元件制造的新型调速装置,它与同类分立元件制造的调速装置相比,具有结构紧凑、接线简单,体积小,重量轻,性能可靠等优点。