2微機(jī)器人發(fā)展中的問題(1)致動(dòng)器的小型化微致動(dòng)器是MEMS最重要的部件，微機(jī)器人是電驅(qū)動(dòng)的。傳動(dòng)系統(tǒng)將電機(jī)的力傳遞給機(jī)器人的關(guān)節(jié)，從而控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，從微型機(jī)器人的發(fā)展來看，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常分為三種，即電驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

微型機(jī)器人具有體積小、重量輕、推重比大、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)。按大小可分為兩類:第一類是納微米大小的機(jī)器人，一般由外力驅(qū)動(dòng)，主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。第二種是微厘米大小的機(jī)器人，體積略大，可以承載通信、控制、監(jiān)控等負(fù)載，可以按照預(yù)先編程的路線點(diǎn)前進(jìn)，在人工監(jiān)督下完成任務(wù)。本文只研究了微厘米級(jí)的微型機(jī)器人，可用于中大型機(jī)器人和無人平臺(tái)難以部署的環(huán)境，如構(gòu)建大規(guī)模分布式秘密監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、檢測(cè)窄間隙環(huán)境、監(jiān)控精密制造過程等。

由于自然界中的生物具有一些人類無法比擬的功能，近年來，利用自然生物的運(yùn)動(dòng)行為和某些功能來設(shè)計(jì)機(jī)器人并實(shí)現(xiàn)其柔性控制，引起了機(jī)器人學(xué)者的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)很多高校和科研院所都開展了微型仿生機(jī)器人的研究。上海交通大學(xué)根據(jù)仿生學(xué)原理，利用六組平行平面四桿機(jī)構(gòu)、微型DC電機(jī)和相應(yīng)的減速增扭機(jī)構(gòu)，研制了微型六足仿生機(jī)器人。

具有良好的可操作性。該機(jī)器人長(zhǎng)30毫米，寬40毫米，高20毫米，重613克，行走速度達(dá)到3毫米/秒。將鐘藝的livescience機(jī)器人與人類結(jié)合起來并不是什么新鮮事。人類通過機(jī)器不斷提高他們的生活能力，從內(nèi)置在他們體內(nèi)的起搏器到機(jī)器人假肢，許多人依靠它們獲得更好的生活。如果反過來呢？如果給機(jī)器人裝上人體組織或者其他細(xì)胞，讓機(jī)器人可以更接近人類呢？一般來說，機(jī)器人被稱為“Cybs”。他們是完全冰冷的機(jī)械個(gè)體，而那些結(jié)合了生物結(jié)構(gòu)的則被稱為“生物混血兒”。他們有更多的生命。

11月29日發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人學(xué)雜志》上的一份新的研究摘要表示，一個(gè)由國(guó)際科學(xué)家和工程師組成的機(jī)器人研究小組宣布，機(jī)器人領(lǐng)域正式進(jìn)入“設(shè)計(jì)原理和組件的深度革命”階段。意大利比薩圣安娜高等研究院BioRoboticsInstitute的主要作者LeonardoRicotti表示，“現(xiàn)在我們可以進(jìn)一步將機(jī)器人與人類結(jié)合，并通過使用活細(xì)胞來優(yōu)化機(jī)器人的功能。

隨著機(jī)器人性能的不斷提高，機(jī)器人的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。特別是在危險(xiǎn)惡劣的環(huán)境和人類無法到達(dá)的環(huán)境作業(yè)中代替人類，所以機(jī)器人要求更大的機(jī)動(dòng)性和靈活性。主要銷售工業(yè)機(jī)器人和軍用機(jī)器人的iRobot的兩位創(chuàng)始人之一海倫·格倫納(Helen Grenner)表示，“倫巴”現(xiàn)象只是家用機(jī)器人市場(chǎng)的冰山一角。咨詢服務(wù)公司“機(jī)器人趨勢(shì)”(Robotics Trends)的丹·卡拉(Dan Kara)同意格雷內(nèi)爾的話，但他也指出:“倫巴的技術(shù)目前在家用機(jī)器人領(lǐng)域可能處于頂尖水平。

小型微型機(jī)器人是電力驅(qū)動(dòng)的。工業(yè)機(jī)器人一般采用電控液壓或電控氣壓驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):因?yàn)橐簤杭夹g(shù)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。它具有功率大、力(或力矩)慣性比大、快速響應(yīng)高、易于直接驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)。適用于這些承載能力大、慣性大、在防焊環(huán)境下工作的機(jī)器人。但是液壓系統(tǒng)需要能量轉(zhuǎn)換(電能轉(zhuǎn)換成液壓能)。大多數(shù)情況下，速度控制采用節(jié)流調(diào)速，效率低于電傳動(dòng)系統(tǒng)。

到目前為止，地面移動(dòng)機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)主要分為履帶式、腿式和輪式三種。這三種運(yùn)行機(jī)制各有特點(diǎn)。機(jī)器人的三大驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物。他們可以在工廠的生產(chǎn)線上工作，因?yàn)樗麄冇懈咝У尿?qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常分為三種，即電驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。通過這三個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)器人可以高精度、高速度、高效率地完成任務(wù)。本文將詳細(xì)介紹機(jī)器人的三個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種利用電壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

電機(jī)產(chǎn)生機(jī)器人所需的扭矩和速度，減速器將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)器人所需的速度。傳動(dòng)系統(tǒng)將電機(jī)的力傳遞給機(jī)器人的關(guān)節(jié)，從而控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)常用的電機(jī)有DC電機(jī)、交流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是精度高、控制靈活、響應(yīng)快，通過使用微型馬達(dá)，它也可以用在小型機(jī)器人上。同時(shí)，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于功率密度高，可以在重載下工作。