机器人驱动方式分类

机器人驱动按动力源分为三大类：液压驱动、气压驱动、电气驱动；工业机器人绝大多数采用电气驱动，液压多用于重载，气动多用于简易点位执行。下面对比原理、性能、优缺点、适用对象。

1. 液压驱动

能量：电能→液压泵→压力油→液压缸 / 液压马达输出力和力矩

优点

功率密度极高，输出力 / 扭矩大，可以做重载；

刚性好、抗负载冲击；

低速运行平稳，调速范围宽。

缺点

有油泄漏、污染；

需要泵站、管路，系统体积大；

维护复杂，油温变化影响精度；

响应速度一般，不宜极高节拍；

噪音大。

适用：重载机械手、大型工程机械机器人、重型搬运机器人；老式大型关节机器人。

现在主流工业机器人很少用液压，多用于吨位级重载设备。

2. 气压驱动

能量：压缩空气→气缸 / 气动马达做功

优点

介质易得，成本低，结构简单；

动作快，安全防爆；

过载有自保护（压缩空气可压缩）。

缺点

空气可压缩，定位精度差、刚性差，难以精准伺服；

输出压力有限，出力中等；

有排气噪音；不能长时间保持负载。

适用：点位简单动作，搬运夹具、简易上下料；大量用于直角机器人、SCARA 末端执行器；很少用作机器人关节主驱动。

3. 电气驱动（工业机器人主流）

电能直接转换为机械能，分为：步进电机驱动、伺服电机驱动；伺服又分交流伺服、直流伺服。

3‑1 步进电机驱动

原理：脉冲信号控制，每来一个脉冲走固定角度，开环居多。

优点：控制简单，成本低，不需要编码器反馈也可定位。

缺点：开环丢步风险；高速力矩下降；动态响应一般；精度受步距角限制。

适用：低要求直角坐标机器人、小型输送机构，不用于 SCARA、六轴机器人关节。

3‑2 直流伺服驱动（有刷 / 无刷）

有刷直流伺服：结构简单，换向器有磨损，寿命受限；老设备使用。

无刷直流伺服 (BLDC)：寿命长、体积小，多用于小型轻载机器人、协作机器人。

3‑3 交流伺服驱动（现在工业机器人标配）

分为永磁同步交流伺服（主流）、感应异步伺服。

优点

力矩大、响应快，闭环控制，定位重复精度高；

调速范围极宽，动态性能好；

清洁无泄漏，维护量小；

可实现力矩、速度、位置三种模式。

缺点：成本高；需要伺服驱动器；过载能力短时。

应用：六轴关节、SCARA、Delta、龙门直角机器人几乎全部使用永磁同步交流伺服电机，搭配减速器。