로봇의 구동 방식은 모션 실행의 핵심이며, 선택은 부하 용량, 정확도, 응답 속도, 비용, 환경 적응성 등의 요구 사항을 기반으로 해야 합니다. 다음은 산업용 로봇, 서비스 로봇, 특수 로봇에서 가장 일반적으로 사용되는 구동 방식을 원리와 응용 시나리오에 따라 분류하고 자세히 설명한 것입니다.
1, 전기 드라이브(가장 주류이며 대부분의 시나리오에 적합)
모터를 통해 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 것은 고정밀도, 빠른 응답성, 깨끗하고 무공해-, 편리한 제어 등의 장점이 있습니다. 현재 로봇, 특히 산업용 로봇 팔과 서비스 로봇이 선호하는 구동 방식입니다.
모터 유형에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
1. DC 서보 드라이브
원리: 속도와 위치의 폐쇄 루프 제어를 달성하기 위해 드라이버와 결합된 DC 서보 모터(인코더 피드백 포함)를 사용합니다.
특징: 간단한 구조, 저렴한 비용, 높은 시동 토크, 낮은{0}}속도 안정성, 중소 부하 시나리오에 적합합니다.
응용 분야: 데스크탑 로봇 팔, 소형 AGV, 서비스 로봇(예: 청소 로봇 보행 바퀴), 교육용 로봇.
2. AC 서보 드라이브
원리: AC 영구 자석 동기 모터+인코더+서보 드라이버, 벡터 제어를 통해 고정밀- 위치/토크 제어를 달성합니다.
특징: 높은 전력 밀도, 강력한 과부하 용량, 낮은 발열, 긴 수명, 고부하 및 고정밀 시나리오에 적합-
응용 분야: 산업용 로봇 암(예: 6축 협동 암, 용접 로봇), 고급-AGV, CNC 공작 기계 연결 축.
3. 스테퍼 모터
원리: 모터 회전자는 펄스 신호를 통해 단계적으로 회전하도록 제어되며(인코더 없음, 개방{0}}루프 제어), 회전 각도는 펄스 수에 비례합니다.
특징: 매우 저렴한 비용, 간단한 제어, 누적 오류 없음(짧은 스트로크), 그러나 저속 및 약한 하중 용량에서 "크롤링" 현상이 있습니다.
응용 분야: 저가형 로봇 팔, 3D 프린터, 경량 위치 지정 메커니즘(예: 소형 로봇 조인트, 푸시 메커니즘).
4. 브러시리스 DC 모터 드라이브(BLDC)
원리: 비브러시 마모, 전자 정류자에 의해 제어되고 홀 센서 또는 인코더와 결합되어 폐쇄-루프 제어를 달성합니다.
특징: 스테퍼 모터와 서보 모터 사이의 고효율, 저소음, 긴 수명(브러시 손실 없음).
응용 분야: 서비스 로봇 보행 바퀴, 드론 프로펠러, 로봇 관절(저중하중), 의료 로봇(예: 재활 장비).
5. 리니어 모터 드라이브
원리: 회전하는 모터를 펼치고 직선 운동을 직접 출력합니다(나사 또는 기어와 같은 전달 메커니즘이 필요 없음).
특징: 전송 간극이 없고 고속 및 가속도가 높으며 포지셔닝 정확도가 매우 높지만(최대 마이크로미터 수준) 비용이 많이 들고 열이 많이 발생합니다.
응용 분야: 고정밀 산업용 로봇(예: 반도체 처리 로봇), 레이저 절단 장비, 고급-협동 암 선형 조인트.
2, 유압 드라이브(무거운 하중과 열악한 환경에 적합)
작동유의 압력 에너지를 기계 에너지로 변환하고 유압 실린더 또는 모터를 사용하여 전력을 출력함으로써 핵심은-고압 오일 공급원+제어 밸브 그룹입니다.
특징:
장점: 매우 높은 출력 밀도(부하 용량은 동일 체적 하에서 전기 자동차의 몇 배), 강력한 충격 저항, 고온 및 저온 저항, 먼지 및 방수 기능.
단점: 오일 오염, 낮은 제어 정확도, 느린 응답 속도, 복잡한 유지 관리(정기적인 오일 교환 필요).
3, 공압 드라이브(경부하, 저비용 시나리오에 적합-)
압축 공기를 동력원으로 사용하여 실린더 또는 공압 모터를 통해 운동을 수행하며 코어는 공기 압축기, 솔레노이드 밸브 및 공기 회로로 구성됩니다.
특징:
장점: 매우 저렴한 비용, 간단한 구조, 깨끗하고 기름{0}}없음(건조한 공기), 오염 방지(방진-, 부식 방지-), 빠른 응답 속도(순간 시동 정지).
단점: 약한 부하 용량(경부하에만 적용 가능), 낮은 위치 정확도(압축성 가스, 충격에 취약함), 공기 압축기 지원 필요성.
전반적으로 전기 드라이브(특히 AC 서보)는 현재 로봇의 주류 선택이며, 유압, 공압 및 특수 드라이브는 극한 부하, 환경 또는 정밀도 요구 사항이 있는 시나리오를 다루는 보완 장치 역할을 합니다.