机器人的力气是从哪里来的?
每个机器人都有外来的“动力”来源和精密的传动机构,通过它们产生力并传递力。这些机构统称为驱动机构,其中最关键的是动力的来源,叫做动力源。一般来说,机器人的动力源可以由外部供给,也可以通过内部其他种类的能源经过转换而来。
当你走进工厂,或许会看到许多机器人在不停地工作,有的搬运物料,有的举着焊枪做焊接作业……一些机器人“大力士”一下可提起数吨重的物体,它们不知疲倦地为人类“辛勤”地劳动着。那么机器人的“力气”究竟是从哪里来的呢?
机器人并不像人那样靠肌肉的收缩和弹性产生力,当我们把机器人进行“解剖”以后,发现每个机器人都有外来的“动力”来源和精密的传动机构,通过它们产生力并传递力。这些机构统称为驱动机构,其中最关键的是动力的来源,叫做动力源。
一般来说,机器人的动力源可以由外部供给,也可以通过内部其他种类的能源经过转换而来。常见的驱动机构有三种:一种是靠电动机进行驱动的,称为电气驱动,其电源通常来自外部。另一种是靠压缩空气进行驱动,称为气动式驱动,有的机器人依靠电力在内部产生气动力,也有的机器人靠外部设备提供气动力。还有一种是利用高压油作为工作介质,通过液压进行驱动,液压装置可以装在机器人内部,也可以装在外部。有了这些动力,再经过机构的转换,就能使机器人做各种运动,同时也产生了力,使机器人有力气。
机器人“力气”的大小可以根据机器人的用途进行专门设计和调节。例如,一些机器人固定地做某些重复性的工作,工程师就可以根据需要,设计动力和驱动装置,并进行有效的控制。但也有些机器人工作状况比较复杂’如既要抓石头又要抓鸡蛋,因此手爪用力必须是可调的。工程师就在机器人的手爪上安装了许多测量力的传感器,以测量和控制手爪上的力。
诞生于美国的第一台机器人是液压驱动机器人。一般来说,依靠液压产生的动力可以非常大,有许多“大力士”机器人采用了液压驱动的方式。但用电驱动的形式控制更成熟、更精确,因此许多有精密控制要求的机器人采用电驱动形式。但也有些机器人采用电液驱动,既可产生较大力又易于控制。例如,德国研制的用于飞机清洗的“清洗巨人”是全世界最大的清洗机器人,它的手臂长度有33米,这个庞然大物的力气主要就是靠液压产生的,对它的精密控制是靠电液控制实现的。
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