驱动装置的分类方法

1.直线驱动机构

机器人采用的直线驱动方式包括直角坐标结构的x、y、z向驱动，圆柱坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动，以及极坐标结构的径向伸缩驱动。直线运动可以直接由气缸或液压缸和活塞产生，也可以采用齿轮齿条、丝杠、螺母等传动元件把旋转运动转换成直线运动。

2.旋转驱动机构

多数普通电机和伺服电机都能够直接产生旋转运动，但其输出力矩比所需要的力矩小，转速比所需要的转速高。因此，需要采用各种齿轮链、皮带传动装置或其他运动传动机构，把较高的转速转换成较低的转速，并获得较大的力矩。有时也采用直线液压缸或直线气缸作为动力源，这就需要把直线运动转换成旋转运动。这种运动的传递和转换必须高效率地完成，并且不能有损于机器人系统所需要的特性，特别是定位精度、重复精度和可靠性。运动的传递和转换可以选择下面的方式。

3.直线驱动和旋转驱动的选用和制动

1）驱动方式的选用

在廉价的计算机问世以前，控制旋转运动的主要困难之一是计算量大，所以，当时认为采用直线驱动方式比较好。直流伺服电机是一种较理想的旋转驱动元件，但需要通过较昂贵的伺服功率放大器来进行精确的控制。今天，电机驱动和控制的费用已经大大地降低，大功率晶体管已经广泛使用，只需采用几个晶体管就可以驱动一台大功率伺服电机。同样，微型计算机的价格也越来越便宜，计算机费用在机器人总费用中所占的比例大大降低，有些机器人在每个关节或自由度中都采用一个微处理器。(www.xing528.com)

由于上述原因，许多机器人公司在制造和设计新机器人时，都选用了旋转关节。然而也有许多情况采用直线驱动更为合适，因此，直线气缸仍是目前所有驱动装置中最廉价的动力源，凡能够使用直线气缸的地方，还是应该选用它。另外，有些要求精度高的地方也要选用直线驱动。

2）制动器

许多机器人的机械臂都需要在各关节处安装制动器，其作用是：在机器人停止工作时，保持机械臂的位置不变；在电源发生故障时，保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞。假如齿轮链、谐波齿轮机构和滚珠丝杠等元件的质量较高，一般其摩擦力都很小，在驱动器停止工作的时候，它们是不能承受负载的。如果不采用某种外部固定装置，如制动器、夹紧器或止挡装置等，一旦电源关闭，机器人的各个部件就会在重力的作用下滑落。因此，机器人设计制动装置是十分必要的。

制动器通常是按失效抱闸方式工作的，即要松开制动器就必须接通电源，否则，各关节不能产生相对运动。这种方式的主要目的是在电源出现故障时起保护作用，其缺点是在工作期间要不断通电使制动器松开。假如需要的话，也可以采用一种省电的方法，其原理是：需要各关节运动时，先接通电源，松开制动器，然后接通另一电源，驱动一个挡销将制动器锁在放松状态。这样，所需要的电力仅仅是把挡销放到位所花费的电力。

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振动，保证在承载条件下仍具有较高的定位精度。在许多实际应用中，许多机器人都采用了制动器。