機器人電動伺服驅動體系是應用各類電動機發生的力矩和力，間接或直接天驅動機器人本體以取得機器人的各類運動的執行機構。
對工業機器人樞紐驅動的電動機，要求有最大功率質量比跟扭矩慣量比、下起動轉矩、低慣量跟較廣闊且滑潤的調速規模。特殊是像機器人末尾執行器(手爪)應采取體積、質量盡量小的電動機，特別是要求快捷相應時，伺服電動機必需存在較下的可靠性跟穩定性，而且存在較大的短時過載才能。這是伺服電動機正在工業機器人中使用的先決條件。
一、機器人對樞紐驅動機電的次要要求
1、快速性
電動機從取得指令旌旗燈號到實現指令所要求的事情形態的工夫應短。相應指令旌旗燈號的工夫愈短，電伺服系統的靈敏性愈高，快捷相應機能愈好，普通是以伺服電動機的電機時間常數的巨細去解釋伺服電動機快捷相應的機能。
2、起動轉矩慣量比大
正在驅動負載的環境下，要求機器人的伺服電動機的起動轉矩年夜，轉動慣量小。
視覺傳感器分揀機器人小型全自動分揀機器人3、節制特性的連續性跟直線性
跟著節制旌旗燈號的變更，電動機的轉速能接連變更，有時借需轉速與節制旌旗燈號成正比或近似成正比。
4、調速規模寬。
能利用于1：1000～10000的調速規模。
5、體積小、質量小、軸向尺寸短。
6、能禁受得起苛刻的運轉前提
可停止非常頻仍的正反向跟減減速運轉，并能正在短時間內蒙受過載。
現階段，因為下起動轉矩、年夜轉矩、低慣量的交、直流伺服電動機正在工業機器人中失掉廣泛應用，普通負載1000N(相稱100kgf)以下的工業機器人大多采取電伺服驅動體系。所采取的樞紐驅動電動機次要是AC伺服電動機，步進電動機跟DC伺服電動機。此中，交換伺服電動機、直流伺服電動機、間接驅動電動機(DD)均采取地位閉環控制，普通使用于高精度、高速度的機器人驅動體系中。步進電動機驅動體系多合用于對精度、速率要求不高的小型簡略單純機器人開環體系中。交換伺服電動機因為采取電子換向，無換向火花，正在易燃易爆情況中失掉了普遍的利用。機器人樞紐驅動電動機的功率規模普通為0.1～10kW。工業機器人驅動體系中所采取的電動機。
兩、機電大抵可細分為以下幾種
1、交換伺服電動機
包羅同步型交換伺服電動機及反應式步進電動機等。
2、直流伺服電動機
包羅小慣量永磁直流伺服電動機、印制繞組直流伺服電動機、年夜慣量永磁直流伺服電動機、空心杯電樞直流伺服電動機。
3、步進電動機
分揀機器人廠家直銷包羅永磁感應步進電動機。
速率傳感器多采取測速發電機跟扭轉變壓器;地位傳感器多用光電碼盤跟扭轉變壓器。近年來，外洋機器人制造廠家曾經正在利用一種散光電碼盤及扭轉變壓器功用為一體的混合式光電地位傳感器，伺服電動機可與地位及速率檢測器、制動器、減速機構構成伺服電動機驅動單位。
機器人驅動體系要求傳動系統空隙小、剛度年夜、輸出扭矩下和減速比年夜。
三、常用的減速機構
1、RV減速機構;
2、諧波減速機器;
3、擺線針輪減速機構;
4、行星齒輪減速機器;
5、無側隙減速機構;
6、蝸輪減速機構;
7、滾珠絲杠機構;
8、金屬帶/齒形減速機構;
快速分揀機器人的價格9、球減速機構。
工業機器人電動機驅動原理如圖所示：
工業機器人電動伺服系統的普通布局為三個閉環控制，即電流環、速率環跟地位環。
現階段外洋許多電動機生產廠家均開辟出與交換伺服電動機相適配的驅動產物，用戶依據本人所需功用側重分歧而取舍分歧的伺服節制方法，普通環境下，交換伺服驅動器，可經由過程對其外部功用參數停止人工設定而實現以下功用：
1、地位節制方法;
2、速率節制方法;
3、轉矩節制方法;
4、地位、速率混淆方法;
5、地位、轉矩混淆方法;
6、速率、轉矩混淆方法;
7、轉矩限定;
8、地位誤差過大報警;
9、速率PID參數設置;
10、速率及加速度前饋參數設置;
11、零漂賠償參數設置;
12、減減速時間設置等。
四、驅動器品種
1、直流伺服電動機驅動器
直流伺服電動機驅動器多采取脈寬調制(PWM)伺服驅動器，經由過程轉變脈沖寬度去轉變減正在電動機電樞兩頭的均勻電壓，從而轉變電動機的轉速。
PWM伺服驅動器存在調速規模寬、低速特性好、相應快、效率高、過載才能強等特色，正在工業機器人中常作為直流伺服電動機驅動器。
2、同步式交換伺服電動機驅動器
同直流伺服電動機驅動體系比擬，同步式交換伺服電動機驅動器存在轉矩轉動慣量比高、無電刷及換向火花等優點，正在工業機器人中失掉廣泛應用。
同步式交換伺服電動機驅動器平常采取電流型脈寬調制(PWM)相逆變器跟存在電流環為內環、速率環為外環的多閉環控制體系，以實現對三相永磁同步伺服電動機的電流節制。依據其事情原理、驅動電流波形跟節制方法的分歧，它又可分為兩種伺服系統：
(1)矩形波電流驅動的永磁交換伺服系統。
(2)正弦波電流驅動的永磁交換伺服系統。
采取矩形波電流驅動的永磁交換伺服電動機稱為無刷直流伺服電動機，采取正弦波電流驅動的永磁交換伺服電動機稱為無刷交換伺服電動機。
3、步進電動機驅動器
步進電動機是將電脈沖旌旗燈號變更為響應的角位移或直線位移的元件，它的角位移跟線位移量與脈沖數成正比。轉速或線速度與脈沖頻次成正比。正在負載才能的規模內，這些關聯沒有果電源電壓、負載巨細、情況前提的顛簸而變更，偏差沒有長時間堆集，步進電動機驅動體系可以正在較寬的規模內，經由過程轉變脈沖頻次去調速，實現快捷起動、正反轉制動。作為一種開環數字控制系統，正在小型機器人中失掉較普遍的使用。但因為其存在過載能力差、調速規模絕對較小、低速運動有脈動、沒有均衡等缺陷，普通只使用于小型或簡易型機器人中。
4、間接驅動
所謂間接驅動(DD)體系，就是電動機與其所驅動的負載間接耦合正在一路，中央沒有存在任何減速機構。
同傳統的電動機伺服驅動比擬，DD驅動削減了減速機構，從而削減了體系傳動進程中減速機構所發生的空隙跟松動，極大地提高了機器人的精度，同時也削減了因為減速機構的摩擦及傳遞轉矩脈動所形成的機器人控制精度降低。而DD驅動因為存在上述優點，以是機器剛性好，可以高速高精度舉措，且存在部件少、布局簡略、簡單維修、可靠性初等特色，正在高精度、高速工業機器人使用中愈來愈惹起人們的正視。
作為DD驅動技巧的關鍵環節是DD電動機及其驅動器。它應存在以下特性：
(1)輸出轉矩年夜：為傳統驅動方法中伺服電動機輸出轉矩的50～100倍。
(2)轉矩脈動小：DD電動機的轉矩脈動可抑制正在輸出轉矩的5%～10%之內。
(3)服從：與采取公道阻抗匹配的電動機(傳統驅動方法下)比擬，DD電動機是正在功率轉換較差的利用前提下事情的。是以，負載越大，越偏向于選用較大的電動機。
現階段，DD電動機次要分為變磁阻型跟變磁阻混合型，有以下兩種布局型式：
(1)單定子布局變磁阻型DD電動機;
(2)中心定子型布局的變磁阻混合型DD電動機。
5、特種驅動器
(1)壓電驅動器
眾所周知，應用壓電元件的電或電致伸縮景象已制造出應變式加速度傳感器跟超聲波傳感器，壓電驅動器應用電場能把幾微米到幾百微米的位移節制正在高于微米級年夜的力，以是壓電驅動器普通用于特別用途的微型機器人體系中。
(2)超聲波電動機
(3)真空電動機
用于超干凈情況下事情的真空機器人，例如用于搬運半導體硅片的超真空機器人等。
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