工业机器人电机驱动

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。

一、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。

目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用，一般负载1000N（相当100kgf）以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机，步进电动机和DC伺服电动机。其中，交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机（DD）均采用位置闭环控制，一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。

二、电机大致可细分为以下几种：

1．交流伺服电动机

包括同步型交流伺服电动机及反应式步进电动机等。

2．直流伺服电动机

包括小惯量永磁直流伺服电动机、印制绕组直流伺服电动机、大惯量永磁直流伺服电动机、空心杯电枢直流伺服电动机。

3．步进电动机

包括永磁感应步进电动机。

速度传感器多采用测速发电机和旋转变压器；位置传感器多用光电码盘和旋转变压器。近年来，国外机器人制造厂家已经在使用一种集光电码盘及旋转变压器功能为一体的混合式光电位置传感器，伺服电动机可与位置及速度检测器、制动器、减速机构组成伺服电动机驱动单元。

机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大。

三、常用的减速机构

1．RV减速机构；

2．谐波减速机械；

3．摆线针轮减速机构；

4．行星齿轮减速机械；

5．无侧隙减速机构；

6．蜗轮减速机构；

7．滚珠丝杠机构；

8．金属带／齿形减速机构；

9．球减速机构。

工业机器人电动机驱动原理如图1所示。

工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。

目前国外许多电动机生产厂家均开发出与交流伺服电动机相适配的驱动产品，用户根据自己所需功能侧重不同而选择不同的伺服控制方式，一般情况下，交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现以下功能：

1．位置控制方式；

2．速度控制方式；

3．转矩控制方式；

4．位置、速度混合方式；

5．位置、转矩混合方式；

6．速度、转矩混合方式；

7．转矩限制；

8．位置偏差过大报警；

9．速度PID参数设置；

10．速度及加速度前馈参数设置；

11．零漂补偿参数设置；

12．加减速时间设置等。

四、驱动器种类

1．直流伺服电动机驱动器

直流伺服电动机驱动器多采用脉宽调制（PWM）伺服驱动器，通过改变脉冲宽度来改变加在电动机电枢两端的平均电压，从而改变电动机的转速。

PWM伺服驱动器具有调速范围宽、低速特性好、响应快、效率高、过载能力强等特点，在工业机器人中常作为直流伺服电动机驱动器。

2．同步式交流伺服电动机驱动器

同直流伺服电动机驱动系统相比，同步式交流伺服电动机驱动器具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。

同步式交流伺服电动机驱动器通常采用电流型脉宽调制（PWM）相逆变器和具有电流环为内环、速度环为外环的多闭环控制系统，以实现对三相永磁同步伺服电动机的电流控制。根据其工作原理、驱动电流波形和控制方式的不同，它又可分为两种伺服系统：

（1）矩形波电流驱动的永磁交流伺服系统。

（2）正弦波电流驱动的永磁交流伺服系统。

采用矩形波电流驱动的永磁交流伺服电动机称为无刷直流伺服电动机，采用正弦波电流驱动的永磁交流伺服电动机称为无刷交流伺服电动机。

3．步进电动机驱动器

步进电动机是将电脉冲信号变换为相应的角位移或直线位移的元件，它的角位移和线位移量与脉冲数成正比。转速或线速度与脉冲频率成正比。在负载能力的范围内，这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的波动而变化，误差不长期积累，步进电动机驱动系统可以在较宽的范围内，通过改变脉冲频率来调速，实现快速起动、正反转制动。作为一种开环数字控制系统，在小型机器人中得到较广泛的应用。但由于其存在过载能力差、调速范围相对较小、低速运动有脉动、不平衡等缺点，一般只应用于小型或简易型机器人中。

步进电动机所用的驱动器，主要包括脉冲发生器、环形分配器和功率放大等几大部分，其原理框图如图2所示。

4．直接驱动

所谓直接驱动（DD）系统，就是电动机与其所驱动的负载直接耦合在一起，中间不存在任何减速机构。

同传统的电动机伺服驱动相比，DD驱动减少了减速机构，从而减少了系统传动过程中减速机构所产生的间隙和松动，极大地提高了机器人的精度，同时也减少了由于减速机构的摩擦及传送转矩脉动所造成的机器人控制精度降低。而DD驱动由于具有上述优点，所以机械刚性好，可以高速高精度动作，且具有部件少、结构简单、容易维修、可靠性高等特点，在高精度、高速工业机器人应用中越来越引起人们的重视。

作为DD驱动技术的关键环节是DD电动机及其驱动器。它应具有以下特性：

（1）输出转矩大：为传统驱动方式中伺服电动机输出转矩的50～100倍。

（2）转矩脉动小： DD电动机的转矩脉动可抑制在输出转矩的5％～10％以内。

（3）效率：与采用合理阻抗匹配的电动机（传统驱动方式下）相比，DD电动机是在功率转换较差的使用条件下工作的。因此，负载越大，越倾向于选用较大的电动机。

目前，DD电动机主要分为变磁阻型和变磁阻混合型，有以下两种结构型式：

（1）双定子结构变磁阻型DD电动机；

（2）中央定子型结构的变磁阻混合型DD电动机。

5．特种驱动器

（1）压电驱动器。

众所周知，利用压电元件的电或电致伸缩现象已制造出应变式加速度传感器和超声波传感器，压电驱动器利用电场能把几微米到几百微米的位移控制在高于微米级大的力，所以压电驱动器一般用于特殊用途的微型机器人系统中。

（2）超声波电动机。

（3）真空电动机。

用于超洁净环境下工作的真空机器人，例如用于搬运半导体硅片的超真空机器人等。

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。

工业机器人下的电机端盖生产线设计docx

工业机器人下的电机端盖生产线设计引言随着智能制造的提出，传统制造业的竞争压力日渐沉重，因此, 制造业的智能化改造是企业发展、提升竞争力的必然趋势。为了节约劳动力成木和提高生产效率，往往在制造业智能化改造中采用工业机器人组建工作站的形式来代替人工操作，使制造的生产效率得到了提高，并且能够稳定产品的生产质量。而冲压生产线的生产环境尤为恶劣，属于劳动密集型行业，因此对其进行智能化改造及设计更为迫切, 而且成效更为明显。 1电机端盖冲压生产线工况分析电机端盖主要由轴承室和定子安装室组成，在工艺上由冲压拉伸和冲压裁剪两个阶段来完成，冲压拉伸在制造过程中主要起到成型的作用，在毛坯成型后由冲床进行冲压裁剪完成电机端盖的制造。一般这两个工艺阶段由1 0个以内的冲压工位来完成，本次设计以第二阶段的冲压裁剪阶段为代表详细说明电机端盖冲压自动生产线的设计流程。在第二阶段的冲压裁剪过程中，主要完成下料、裁边、轴承孔、侧舌、腰型孔的冲压裁剪等工序。由于考虑到电机端盖需要冲凸缘和裁剪边缘，同时为了使废料能够顺利地排出，因此第二阶段的冲压裁剪至少需要两台冲压机床完成上述工序。在电机端盖冲压生产线中, 冲压板料的上料、下料、翻转等工序都需要工位与冲压机床进行衔接。 2冲压自动化生产线设计电机端盖冲压自动生产线应紧紧围绕冲压机床来进行分析设计, 在

保证电机端盖生产质量的前提下尽量提高冲床的生产效率和工作节拍，而其他辅助设备应满足电机端盖的生产工艺和冲床的生产节拍要求。根据电机端盖冲压生产线的工位，在木次设计中由IIS R-II C 4 1 0机器人完成板料的上料、下料等搬运工作，在机器人的末端设计专用的末端执行器作为电机端盖板料的拾取夹具，设计一料仓用来储存上一拉伸工艺处理过的板料，使用翻转机实现电机端盖板料在冲床放置位置上的改变，冲压好的电机端盖通过传送线输送到货架, 总的工作过程由总控室来监督操控。 2. 1IISR-IIC4 1 0型华数机器人 II S R - II C 4 1 0型华数机器人能够搬运的板料质量为1 0 k g、工作半径为1 4 0 0 mm,从而实现不同冲床间板料的上下料搬运。 2 . 2机器人末端执行器工件的拾取放置通过端拾器真空吸盘吸取和打开。端拾器配套有真空吸盘、真空发生器等设备。端拾器主杆长2 0 0 mm左右，吸盘位置可根据工件实际情况进行调整，适合电机端盖板料的拾取。同时, 端拾器的吸盘位置可调，增加了冲压生产线的通用性和柔性。 2 . 3上料仓上料仓采用非标设计，用于放置、输送电机端盖毛坯。在电机端盖的上料过程中采用磁性分离器上料，利用磁性原理将料垛中顶板料边缘抬起，防止拆垛过程中板料粘在一起形成双料装置，然后由机器人从最上而开始取料。 2 . 4翻转机

工业机器人用电机驱动系统

工业机器人用电机驱动系统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。一、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。目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用，一般负载1000N（相当100kgf）以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机，步进电动机和DC伺服电动机。其中，交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机（DD）均采用位置闭环控制，一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。

机器人技术试题及答案课件.doc

第1 章绪论 1、国际标准化组织（ISO）对机器人的定义是什么？国际标准化组织（ISO）给出的机器人定义较为全面和准确，其涵义为：机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能；机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变；机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等；机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人类的干预。 2、工业机器人是如何定义的？工业机器人是指在工业中应用的一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业。且这种操作机可以固定在一个地方，也可以在往复运动的小车上。 3、按几何结构，机器人可分为那几种？直角坐标型圆柱坐标型球坐标型关节坐标型 4、机器人的参考坐标系有哪些？全局参考坐标系关节参考坐标系工具参考坐标系 5、什么是机器人的自由度和工作空间？机器人的自由度（Degree of Freedom, DOF ）是指其末端执行器相对于参考坐标系能够独立运动的数目，但并不包括末端执行器的开合自由度。自由度是机器人的一个重要技术指标，它是由机器人的结构决定的，并直接影响到机器人是否能完成与目标作业相适应的动作。机器人的工作空间（Working Space）是指机器人末端上参考点所能达到的所有空间区域。由于末端执行器的形状尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，工作空间是指不安装末端执行器时的工作区域。第2 章 1、机器人系统由哪三部分组成？答：操作机、驱动器、控制系统 2、什么是机器人的操作机？分为哪几部分？答：机器人的操作机就是通过活动关节（转动关节或移动关节）连接在一起的空间开链机构，主要由手部、腕部、臂部和机座构成。 3、简述机器人手部的作用，其分为哪几类？答：作用：机器人的手部又称为末端执行器，它是机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工件或操持专用工具（如喷枪、扳手、砂轮、焊枪等）进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的最前端。分类：1.机械夹持式手 2.吸附式手 3.专用手 4.灵巧手 4、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两种？各有何典型机构？答：按手爪的运动方式分为回转型和平移型。平移型可分两类：它分为直线式和圆弧式两种。典型机构： a 齿轮齿条式 b 螺母丝杠式 c 凸轮式 d 平行连杆式.回转型典型:a 楔块杠杆式 b 滑槽杠杆式 c 连杆杠杆式 d 齿轮齿条式 e 自重杠杆式 5、机器人吸附式手分为哪两种？各有何特点？答：根据吸附力的产生方法不同，将其分为：气吸式,磁吸式（1）气吸式:气吸式手是利用吸盘内的压力与外界大气压之间形成的压力差来工作的，根据压力差形成的原理不同，可分为：a 挤压排气式 b 气流负压式 c 真空抽气式(2)磁吸式:磁吸式手是利用磁场产生的磁吸力来抓取工件的，因此只能对铁磁性工件起作用（钢、铁等材料在温度超过723℃时就会失去磁性），另外，对不允许有剩磁的工件要禁止使用，所以磁吸式手的使用有一定的局限性。根据磁场产生的方法不同，磁吸式手可分为： a 永磁式 b 励磁式

工业机器人的驱动方式

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。概述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。气动驱动机器人具有气源方便系统结构简单动作快速灵活不污染环境以及维护方便、价格便宜、适合在恶劣工况高温、有毒、多粉尘条件下工作等特点。常用于冲床上下料小零件装配、食品包装及电子元件输送等作业中。由于气体可压缩遇阻时具有容让性因此也常用作机器人手爪的驱动源。气动驱动系统的组成 1 气源气动机器人可直接使用工厂压缩空气站的气源或自行设置气源

机器人与自动化技术

机器人与自动化技术 “机器人、无处不在的屏幕、语音交互，这些都将改变我们看待‘电脑’的方式。一旦看、听、阅读能力得到提升，你就可以以新的方式进行交互。”----比尔?盖茨在某电视节目中，预测未来科技领域的下一件大事时表示：机器人与自动化技术将成为未来发展的一大趋势，可以改变世界！工业机器人的应用，正从汽车工业向一般工业延伸，除了金属加工、食品饮料、塑料橡胶、3C、医药等行业，机器人在风能、太阳能、交通运输、建筑材料、物流甚至废品处理等行业都可以大有作为。当然，即将“改变世界”的机器人不仅仅具有代替人工的价值，在很多人类无法实现的领域也将出现机器人的身影。譬如，派送采矿机器人到月球和小行星上采挖稀土矿，将有望成为现实。而更令比尔?盖茨寄予厚望的是机器人将像“电脑”一样改变人类的生活。日本早稻田大学研究人员推出一种新型仿人型家务机器人。它集安全性、可靠性和灵巧性于一身，还具有仿人脸的外观。在工作时，它将一名男子抱下床，与他聊天并为他准备早餐。由于拥有和成年女性大小相当的灵巧双臂、双手，这种机器人能够用夹子将面包从面包机中取出，而丝毫不弄碎它。英国阿伯丁大学启动了一项新的研究计划，在3年内研发出允许机器人与人类进行交谈，甚至讨论具体决定的系统……。作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。在机器人市场中，目前80%的市场份额仍由跨国公司占有，其中瑞典ABB、日本发那科FANUC、日本安川yaskawa和德国库卡KUKA四大企业则是市场第一梯队的“四大金刚”。其它有瑞士史陶比尔Staubli、德国克鲁斯CLOOS、德国百格拉、德国徕斯、德国斯图加特航空航天自动化集团（STUAA）、意太利瀚博士hanbs、意大利柯马COMAU、英国Auto Tech Robotics等。目前国内生产机器人的企业主要有：中科院沈阳新松机器人自动化股份有限公司、芜湖埃夫特智能装备有限公司、上海新时达机器人有限公司、安川首钢机器人有限公司、哈工大海尔机器人有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、广州数控设备有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司等。 2015年，中国机器人市场需求预计将达35000台，占全球比重16.9％，成为全球规模最大的市场。一、机器人的系统构成由3大部分6个子系统组成。 3大部分是：机械部分、传感部分、控制部分。 6个子系统是：驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人-机交互系统、控制系统。

工业机器人四大家族

工业机器人四大家族全球工业机器人的四大家族——ABB、KUKA、发那科以及日本的安川电机。一、瑞士ABB ABB(Asea Brown Boveri)，是一家瑞士-瑞典的跨国公司，专长于重电机、能源、自动化等领域。在全球一百多国设有分公司或办事处。总公司设于瑞士的苏黎世。 ABB是机器人技术的开拓者和领导者，早在1974年就发明了世界上第一台工业机器人。ABB拥有当今最多种类的机器人产品、技术和服务。目前，ABB机器人业务部的全球装机量已超过16万台，是全球装机量最大的工业机器人供应商。目前，ABB机器人在中国开展了全方位的业务活动，包括制造、研发、销售、工程和服务等，拥有领先的市场份额。ABB机器人业务部在国内研发、制造的产品和系统设备行销全球市场，例如：欧洲沃尔沃汽车发动机生产线、印度TATA汽车机器人弧焊工作站、马来西亚伟创力机器人涂装线等。二、德国kuka 库卡公司最早于1898年由Johann Josef Keller和Jakob Knappich在奥格斯堡建立。最初主要专注于室内及城市照明，但不久就涉足至其它领域(焊接工具及设备，大型容器)，1966年成为欧

洲市政车辆的市场领导者。1973年公司研发了其名为FAMULUS第一台工业机器人。当时库卡公司属Qu[and]t集团旗下，而Qu[and]t家族则于1980年退出。1995 年库卡机器人技术脱离库卡焊接及机器人有限公司独立成立有限公司，与库卡焊接设备有限公司(即后来的库卡系统有限公司)，同属属于库卡股分公司(前身IWKA集团)。现今库卡专注于向工业生产过程提供先进的自动化解决方案。库卡机器人公司总部在德国奥格斯堡。公司主要客户来自汽车制造领域，但在其他工业领域的运用也越来越广泛。包括：系统信息、应用领域、物流运输、食品行业、建筑行业、玻璃制造行业、铸造和锻造业、木材行业、金属加工行业、石材加工等。三、日本发那科 FANUC 公司创建于1956年，1959年首先推出了电液步进电机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入70年代，微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术得到了飞速发展，FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品，一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随时后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家，产品日新月异，年年翻新。四、日本安川电机

机器人的主要驱动方式及其特点教学文案

机器人的主要驱动方式及其特点

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。

机器人技术总结

第一章：机器人按驱动方式分：1、电力驱动2、液压3、气压4、新型:(形状记忆合金、压电效应、磁致伸缩、人工肌肉及光)；按用途分：工业机器人、农业、军事、服务。第二章：机器人系统的基本组成：机械系统、驱动、控制、感知。机器人的自由度：指当确认机器人手部在空间的位置和姿态时所需要的独立运动参数的数目，不包括手部开合自由度。工作空间：机器人的工作范围，它是机器人末端上参考点所能达到的所有空间区域。机器人的精度：1、定位精度（机器人末端操作器的实际位置和目标位置之间的偏差，由机械误差、控制算法误差与系统分辨率等组成）2、重复定位（相同环境、相同条件、相同目标动作、相同命令的条件下，机器人重复运动若干次的位置会在一个平均值附近变化，变化幅度代表重复定位精度）工业机器人的分：一、按坐标形式：1、直角坐标式2、圆柱坐标式3、球坐标式、4、关节坐标式（1、垂直关节坐标2、平面（水平）关节坐标）二、按控制方式分：1、点位控制2、连续轨迹控制三、按编程方式分：1、示教编程2、语言编程四、按机器人的负荷：大型机器人（1-10kN）中型机器人（100-1000N）小型（1-100）超小型（＜1）移动机构：轮式移动机构、履带式移动机构、足式移动机构，步进式移动机构，蠕动式，蛇行式，混合式。不同移动方式适合？室内：轮式，室外：野外：履带式。工业机器人的应用范围：焊接、喷涂、搬运、装配机器人位姿：机器人的手部在空间的位置和姿态（填空）简答：位姿问题包括什么？ 1、正向运动学问题：当给定机器人机构各关节运动变量和构建尺寸参数后，如何确定机器人机构末端手部的位置的姿态的一类问题。 2、反向：当给定机器人手部在基准坐标系的空间位置和姿态参数后，如何确定各关节运动变量和构建尺寸参数的一类问题。正向运动学问题求解（参考ppt计算题）第三章（选）机器人需要的感觉能力：1触觉能2力觉3接近觉4视觉5听觉6嗅觉 P36页分类图机器人的位置传感器：（填、答）光电开关：特点：非接触检测，精度可达0.5mm左右编码器：（选、填）按检测原理分为1光电式2磁场式3感应式4电容式（选、填）按刻度方法及信号输出分为1增量式2绝对式3混合式（答）增量式光电编码器工作原理：光电编码器是利用光电效应原理，将角度、位置、转速等物理量转化为电气信号并加以输出的一种传感器。（答）绝对式编码器特点：

机器人控制技术论文

机器人技术论文机器人技术论文摘要为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制

第1章引言机器人控制的关键技术关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux 上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。第2章机器人PID控制 2.1 PID控制器的组成 PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为u(t)=Kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t，因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)；其中Kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数。它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。 2.2 PID控制器的研究现状虽然有这些缺点，PID控制器是最简单的有时却是最好的控制器。目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。 2.3 PID控制器的不足在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解

工业机器人的驱动方式.资料

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。概述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。气动驱动机器人具有气源方便系统结构简单动作快速灵活不污染环境以及维护方便、价格便宜、适合在恶劣工况高温、有毒、多粉尘条件下工作等特点。常用于冲床上下料小零件装配、食品包装及电子元件输送等作业中。由于气体可压缩遇阻时具有容让性因此也常用作机器人手爪的驱动源。气动驱动系统的组成 1气源气动机器人可直接使用工厂压缩空气站的气源或自行设置气源

工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷A

电机与电气控制2019期末考试试卷A 1．直流电动机的结构可分为静止部分和可旋转部分,其中静止部分称为 ,可旋转部分称为。 2．直流电机的定子在电磁方面是，在机械方面是整个电机的支撑。 3．主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为绕组。 4．直流电机的励磁方式可分为、、和四类。 5．直流电机的换向不良会产生或环火，严重时将烧毁，导致电机不能正常运行，甚至引起事故。 6．变压器是一种常见的静止电气设备，它是利用原理，将某一数值的交变电压变换为的另一数值的交变电压。 7．变压器不但具有变换和变换的作用，还具有变换的作用。 8．某一物理量的实际值与选定的某一同单位的基准值的比值，称为该物理量的或。 9 ．异步电动机是依靠的变化，来调整电动机的，从而使电动机的得到相应的改变，以适用于负载变化的需要来实现新的平衡。 10．是异步电动机的主要特性，它是指电动机的之间的关系。 11．直流伺服电动机两种控制方式：一种称为控制，另种称为控制 12．步进电动机是一种将信号转换成相应的电动机。一、填空题（本题11小题，每空1分，共计30分）

13．低压开关电器主要用作、。 14．熔断器是一种主要用作保护的电器。 15．在三相变压器中，额定电流是指电流。二、计算题（本题3小题，每题10分，共计30分） 1．一台串励直流电动机UN =220V，IN =40A，nN =2000 r/min，电枢总电阻Ra 等于0．50欧姆，假定磁路不饱和，当Ia =20A时，电动机的转速和电磁转矩是多少？ 2．某低压照明变压器U1=380V，I1=0.263A，N1=1010匝，N2=103匝，求二次绕组对应的输出电压U2，输出电流I2。该变压器能否给一个80W且电压相当的低压照明灯供电？

介绍几种机器人驱动芯片(电机)

介绍几种机器人驱动芯片(电机) 注：本文已经投稿至《电子制作》) 在自制机器人的时候，选择一个合适的驱动电路也是非常重要的。最初，通常选用的驱动电路是由晶体管控制继电器来改变电机的转向和进退，这种方法目前仍然适用于大功率电机的驱动，但是对于中小功率的电机则极不经济，因为每个继电器要消耗20~100mA的电力。当然，我们也可以使用组合三极管的方法，但是这种方法制作起来比较麻烦，电路比较复杂，因此，我在此向大家推荐的是采用集成电路的驱动方法：马达专用控制芯片LG9110 芯片特点： ??低静态工作电流； ??宽电源电压范围：2.5V-12V ； ??每通道具有800mA 连续电流输出能力； ??较低的饱和压降； ??TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连CPU ； ??输出内置钳位二极管，适用于感性负载； ??控制和驱动集成于单片IC 之中；

??具备管脚高压保护功能； ??工作温度：0 ℃-80 ℃。描述： LG9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750 ～800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5 ～2.0A ；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。LG9110 被广泛应用于玩具汽车电机驱动、步进电机驱动和开关功率管等电路上。管脚定义： 1 A 路输出管脚、2和3 电源电压、4 B 路输出管脚、5和8 地线、6 A 路输入管脚、7 B 路输入管脚 2、恒压恒流桥式1A驱动芯片L293 图2是其内部逻辑框图图3是其与51单片机连接的电路原理图

工业机器人电机驱动

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。一、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。目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用，一般负载1000N（相当100kgf）以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机，步进电动机和DC伺服电动机。其中，交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机（DD）均采用位置闭环控制，一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。二、电机大致可细分为以下几种： 1．交流伺服电动机包括同步型交流伺服电动机及反应式步进电动机等。 2．直流伺服电动机包括小惯量永磁直流伺服电动机、印制绕组直流伺服电动机、大惯量永磁直流伺服电动机、空心杯电枢直流伺服电动机。 3．步进电动机包括永磁感应步进电动机。速度传感器多采用测速发电机和旋转变压器；位置传感器多用光电码盘和旋转变压器。近年来，国外机器人制造厂家已经在使用一种集光电码盘及旋转变压器功能为一体的混合式光电位置传感器，伺服电动机可与位置及速度检测器、制动器、减速机构组成伺服电动机驱动单元。机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大。三、常用的减速机构 1．RV减速机构； 2．谐波减速机械； 3．摆线针轮减速机构； 4．行星齿轮减速机械；

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。一、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。

工业机器人驱动系统现状与展望

工业机器人驱动系统现状与展望发表时间：2018-10-14T10:42:05.803Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：王增喜 [导读] 摘要：随着我国社会经济发展进步，工业机器人技术不断发展，工业机器人在实际应用中已经从以往的手动操作逐渐发展为半自动化操作，当前已经基本实现全自动化操作。（1.清研华翊（天津）教育科技有限公司天津 300304；2.清华大学天津高端装备研究院天津 300304）摘要：随着我国社会经济发展进步，工业机器人技术不断发展，工业机器人在实际应用中已经从以往的手动操作逐渐发展为半自动化操作，当前已经基本实现全自动化操作。工业机器人的各项操作主要是通过多关节机械手等机构实现，在融入智能化以及自动化理念之后，实现机电一体化，有着非常高的可操作性，将其应用在制造业中，能够满足当前制造行业的发展需要，使生产效率以及生产安全性有显著提高。关键词：工业机器人；驱动系统；现状与展望 1工业机器人的发展 1.1机械结构当前制造业中所应用的机器人已经基本上能够按照预先设定的程序实现半自动化生产，操作人员只需要输入操作指令或者代码，机器人将会执行相应的操作程序，完成生产任务。工业机器人发展最初阶段，主要是模仿人的手臂设计，向其中加入驱动系统以及固定结构，这种工业机器人属于最为原始的机器人。之后随着科学技术的发展，人类的设计理念不断创新和完善，工业机器人设计中逐渐加入了自动化、智能化操作系统。目前制造业生产中所使用的工业机器人有3~6个自由度，驱动系统包含有传动装置以及液压动力装置等，操作系统主要是输入各项运行程序和指令。 1.2理论建设制造业生产过程中所用到的工业机器人操作程序相对较为简单，但是在设计阶段会用到非常多的专业性知识，比如机械原理、线性代数、机电一体化等，另外，悬臂式机器人还需要有动力学以及运动学等方面知识和先进控制方式、轨迹规划等。另外，深海科研以及登月计划等所用到的机器人也都属于工业机器人。 2机器人的驱动方式 2.1传统驱动 2.1.1液压驱动液压驱动是通过将油压泵产生的工作油的压力能转变成的机械能实现力的传递。液压驱动方式具有较高的功率重量比，低速时也能产生很大的驱动力，对于搬运重量大的物体具有很大优势；结构简单，体积小，可减小机器人的整体体积；液压驱动的油液具有不可压缩性，因此该驱动控制性能好，有较高的精度；对于极端恶劣的外部环境，也有很强的适应能力。虽然液压驱动方式具有以上优点，但是容易受液体泄漏的影响，不仅会破坏工作的稳定性，降低控制精度，还会引起环境污染。液压驱动的油液会受环境影响，粘稠度、纯净度等发生变化，进而会影响机器人的正常工作，因此液压驱动大多用于超大功率的机器人系统中。 2.1.2气压驱动气压驱动的工作原理与液压驱动类似，是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递。气压驱动器的结构简单，安全可靠，气源方便，经济性好，空气压缩后不会产生粘性过大的现象，因此气压驱动器能迅速变化，快速性好；气压驱动产生的废气不会污染环境。气压驱动方式通常用于搬运轻的物体和中、小负荷的工业机械手中。任立敏等人设计了一种具备柔性传动能力的气压驱动微型管道机器人，将气压马达作为机器人的外置动力源，与柔性长距离传输技术结合，驱动前端球形机器人在管道内清除污垢，解决了发电厂冷凝器蒸汽回流回路等微型管道的监测和维护问题。谭益松等人设计了一种用于管道清洁的气压驱动机器人，仿照尺蠖式运动，固定前端或后端，中间收缩的方式，完成机器人的前进后退运动，利用气压马达驱动合金刀旋转清理长距离复杂的管道内壁。 2.1.3电气驱动电气驱动是利用各种电动机产生力和力矩，直接或经过机械传动间接去驱动执行机构，以获得机器人的各种运动。电气驱动的成本较低且方便，适合用于大功率机器人。电气驱动又分为三类，交流伺服电机驱动、步进电机驱动和直流伺服电机驱动。直流电机具有无级调速的优点，但经济性差；交流电机一般不能进行无级调速。步进电机的定位精度高，且控制系统更加复杂，且速度不能太高。 2.2新型驱动 2.2.1磁致伸缩驱动磁致伸缩驱动主要是利用了磁致伸缩现象（即磁致伸缩材料磁化状态的改变导致其长度发生微小的变化），主要用于微小的驱动场合。张永顺等人研制了以超磁致伸缩薄膜为驱动器的仿生游动微型机器人，并进行了试验，通过改变驱动频率和磁场的大小，实现了机器人运动速度和运动方向的改变。 2.2.2压电驱动压电驱动器的压电材料是一种当它受到力作用时其表面上出现与外力成比例的电荷的材料，又称压电陶瓷。压电陶瓷具有响应速度快、位移线性好、体积小等优点。李勃等人[15]将压电陶瓷材料作为机器人的驱动功能元件，设计了一个智能化的微型多节蛇行游动机器人，该机器人动作敏捷灵巧，且整个系统体积小、重量轻、精度高。 2.2.3形状记忆合金驱动形状记忆合金（SMA）驱动原理是指一种具有记忆功能的特殊的合金，在受到外力作用时发生形变，当温度达到某一适当值时，该合金能自动恢复到形变前的形状。SMA制成的驱动元件，体积较小，结构简单，易于控制，因此有些研究人员将SMA应用于微型机器人中。魏中国等人介绍了形状记忆合金驱动原理，并分析了国外SMA的研究现状，为中国SMA驱动机器人的研究提供了基础。 2.2.4超声波驱动超声波驱动是利用了超声波的振动特性进行驱动的。超声波振动引起振动物体与移动物体的相对运动产生了摩擦力，以摩擦力作为驱