机器人常用的驱动方式有三种:液压驱动、气压驱动和电磁驱动。其中电磁驱动可能比较熟悉,就是电机,包括电动车。前两种液压驱动和气压驱动也是比较常用的,典型的液压驱动就是挖掘机,挖掘机其实就是个大机械臂,这个应该是毋庸置疑的。这里有个视频,说明一下液压驱动挖掘机的原理,可见最后的办法就是改连杆。这里也就是注射器的长度,间接的改变了关节间的角度,达到了控制关节的目的。液压驱动的好处就是能提供大功率,所以常用于大型挖掘机等需要大扭矩的场合。缺点就是维修麻烦,因为液压油容易泄露,不好解决。
气压驱动在三种方式中用的最少,但也有自己的特点。比如功率密度大,适合机构的直线运动。在一些工厂的自动化生产线上可以看到气压驱动的例子。气压驱动的缺点包括噪音比较大,对气封的要求也很高。最近有种手软也是用气压驱动驱动来控制手关闭的。
电磁驱动是目前最主流的,具有环保、控制方便、精度高、维护成本低等优点。相比液压,缺点就是达不到这么大的扭矩。
常用电机(注意这里只介绍最常用的电机,别的电机,但一般不满足,如果可以单独学习的话)是步进电机,刷直流电机,俗称直流电机,最后是无刷直流电机,叫无刷电机。
其中步进电机是比较特殊的电机,控制方式是直接控制电机转子的位置,理论上不能通过控制信号来实现连续控制,但由于能够相对精确的控制位置,所以应用在一些精密仪器上。
具有结构简单、价格低廉的特点,常用于一些电动玩具,不是特别讨论。
无刷直流电机是目前机器人上最常用的电机。
无刷直流电机的特点是功率大,扭矩大,体积小,可通过电信号精确控制扭矩,使无刷直流电机适用于四足机器狗等需扭矩控制的场合。只有无刷直流电机能够满足这些电机的要求,运动控制算法的输出模式是每个关节所需的扭矩。