工業機器人的分類及驅動

工業機器人是在工業生產中使用的機器人的總稱，是一種多關節機械手或多自由度的機器裝置，通過編程或示教等方式，可以擁有一定的自動性，依靠自身的動力能源和控制能力，實現各種加工制造功能，替代人類完成繁重、重復、有害等各方面的工作。工業機器人目前已被廣泛應用于電子、物流、化工等各個工業領域之中。

工業機器人根據其智能水平的不同可分為三種類型：

(1) 傳感器類型

　　也稱為受控機器人。機器人的身體上沒有智能單元，只有執行器和傳感機構。它具有利用傳感器信息(包括視覺、聽覺、觸覺、接近度、力和紅外線、超聲波和激光等)來處理傳感器信息，實現控制和操作的能力。它由外部計算機控制，外部計算機上有一個智能處理單元，對被控機器人采集到的各種信息和機器人自身的各種姿態和軌跡進行處理，然后發出控制指令來指揮機器人的動作，機器人世界杯小組賽中使用的機器人屬于此類。

(2) 互動型

　　機器人通過計算機系統與操作者或程序員進行人機對話，實現對機器人的控制和操作。雖然它具有一些處理和決策功能，可以獨立實現軌跡規劃和簡單避障等一些功能，但也受制于外部控制。

(3) 自主型

　　機器人經過設計和生產，可以在各種環境下自動完成各種擬人化任務，無需人工干預。自主機器人具有感知、處理、決策、執行等模塊，可以像自主人一樣自主移動和處理問題。機器人世界杯中型比賽使用的機器人屬于此類。完全自主的移動機器人最重要的特點是其自主性和適應性。自主性是指它可以在一定環境中完全自主地執行某些任務，而無需依賴任何外部控制。適應性是指能夠實時識別和測量周圍物體，根據環境變化調整自身參數，調整行動策略，處理突發事件。交互性也是自主機器人的一個重要特征。機器人可以與人、外部環境以及其他機器人進行信息交流。由于全自主移動機器人涉及驅動控制、傳感器數據融合、圖像處理、模式識別、神經網絡等多個方面的研究，可以綜合反映一個國家的制造水平和人工智能水平。因此，許多國家都非常重視全自主移動機器人的研究。

作為工業機器人的核心部件——驅動系統，因為對控制要求的精準，所采用的電動機也種類多種多樣。工業機器人用電機包括三種：一般的直流電機，伺服電機，步進電機。

　　1.直流電機輸出或鍵入為直流電源能的轉動電機，稱之為直流電機。它是能完成直流電能和機械能相互之間轉化的電機。當它作電動機運作時是直流電動機，將電磁能轉化為機械能;作發電機運作時是直流電發電機，將機械能變換為電磁能。

　　2.伺服電機又被稱為實行電動機。在全自動控制技術中，作為實行元器件，把所得到的信號轉化成電動機軸上的角速度或角速度輸出。分成直流電和交流伺服電機兩類，其主要特點是，當訊號電流為零時無轉動狀況，轉速比伴隨著扭矩的提高而均速降低。

　　3.步進電機是將脈沖訊號轉換為角速度或線移動的開環控制元器件。在非超重的情形下，電機的轉速比，終止的地方只在于脈沖的頻次和脈沖數，而沒受負荷變動的危害，即給電機加一個差分信號，電機則掉轉一個步距角。這一線性相關的存有，再加上步進電機僅有規律性的偏差而無積累偏差等特性。