5、特种机器人驱动系统、移动机制与传感技术解析

特种机器人驱动系统、移动机制与传感技术解析

1. 机器人手臂驱动与灵巧手

1.1 手臂升降与回转运动结构

机器人手臂的升降与回转运动结构包含多个关键部件，如活塞杆、升降缸体、导向套、齿轮、连接盖、底座、齿条和连接板等。驱动齿条往复运动的活塞缸可由压力油或压缩气体驱动。当活塞液压缸两腔通入压力油时，推动齿条活塞做往复运动，与齿条啮合的齿轮做往复回转运动。由于齿轮、手臂升降缸和连接板通过螺钉连接为一体，连接板与手臂牢固连接，从而实现手臂的回转运动。升降液压缸的活塞杆通过连接盖与底座相连并固定，缸体沿导向套做上下运动，外部配备导向套使得该结构刚性好、传动平稳。

1.2 机器人灵巧手

随着机器人技术发展至智能化阶段，机器人的手从用于搬运物体、组装零件、焊接和喷漆的工业机器人手，逐渐演变得更加灵巧，能够执行如海底救援、握笔书写、演奏乐器和抓取鸡蛋等精细复杂的任务。模仿人类手的多手指灵巧手可提高机器人手的操作能力、灵巧性和快速响应能力，使其能像人类手一样执行各种复杂操作。多手指灵巧手通常有多个手指，每个手指有三个旋转关节，且各关节自由度可独立控制，能模仿人类手指进行多种复杂运动。一般还配备力、视觉、触觉、温度等传感器，不仅可用于抓取各种形状物体和执行类人操作，还能在太空、灾难救援等极端环境中完成人类无法完成的操作。

2. 常见移动机制

2.1 轮式移动机制

轮式移动机制可按轮子数量分类：
- 两轮车辆 ：早期人们尝试用简单廉价的自行车或摩托车进行机器人实验，但两轮车辆的速度和倾斜等物理量测量不准确，且难以获取机器人化所需的简单、廉价且可靠的传感器。此