工业机器人的分类及驱动

工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称，是一种多关节机械手或多自由度的机器装置，通过编程或示教等方式，可以拥有一定的自动性，依靠自身的动力能源和控制能力，实现各种加工制造功能，替代人类完成繁重、重复、有害等各方面的工作。工业机器人目前已被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

工业机器人根据其智能水平的不同可分为三种类型：

(1) 传感器类型

　　也称为受控机器人。机器人的身体上没有智能单元，只有执行器和传感机构。它具有利用传感器信息(包括视觉、听觉、触觉、接近度、力和红外线、超声波和激光等)来处理传感器信息，实现控制和操作的能力。它由外部计算机控制，外部计算机上有一个智能处理单元，对被控机器人采集到的各种信息和机器人自身的各种姿态和轨迹进行处理，然后发出控制指令来指挥机器人的动作，机器人世界杯小组赛中使用的机器人属于此类。

(2) 互动型

　　机器人通过计算机系统与操作者或程序员进行人机对话，实现对机器人的控制和操作。虽然它具有一些处理和决策功能，可以独立实现轨迹规划和简单避障等一些功能，但也受制于外部控制。

(3) 自主型

　　机器人经过设计和生产，可以在各种环境下自动完成各种拟人化任务，无需人工干预。自主机器人具有感知、处理、决策、执行等模块，可以像自主人一样自主移动和处理问题。机器人世界杯中型比赛使用的机器人属于此类。完全自主的移动机器人最重要的特点是其自主性和适应性。自主性是指它可以在一定环境中完全自主地执行某些任务，而无需依赖任何外部控制。适应性是指能够实时识别和测量周围物体，根据环境变化调整自身参数，调整行动策略，处理突发事件。交互性也是自主机器人的一个重要特征。机器人可以与人、外部环境以及其他机器人进行信息交流。由于全自主移动机器人涉及驱动控制、传感器数据融合、图像处理、模式识别、神经网络等多个方面的研究，可以综合反映一个国家的制造水平和人工智能水平。因此，许多国家都非常重视全自主移动机器人的研究。

作为工业机器人的核心部件——驱动系统，因为对控制要求的精准，所采用的电动机也种类多种多样。工业机器人用电机包括三种：一般的直流电机，伺服电机，步进电机。

　　1.直流电机輸出或键入为直流电源能的转动电机，称之为直流电机。它是能完成直流电能和机械能相互之间转化的电机。当它作电动机运作时是直流电动机，将电磁能转化为机械能;作发电机运作时是直流电发电机，将机械能变换为电磁能。

　　2.伺服电机又被称为实行电动机。在全自动控制技术中，作为实行元器件，把所得到的信号转化成电动机轴上的角速度或角速度輸出。分成直流电和交流伺服电机两类，其主要特点是，当讯号电流为零时无转动状况，转速比伴随着扭矩的提高而均速降低。

　　3.步进电机是将脉冲讯号转换为角速度或线移动的开环控制元器件。在非超重的情形下，电机的转速比，终止的地方只在于脉冲的频次和脉冲数，而没受负荷变动的危害，即给电机加一个差分信号，电机则掉转一个步距角。这一线性相关的存有，再加上步进电机仅有规律性的偏差而无积累偏差等特性。