执行器与驱动
直接驱动
直接驱动是指把电机直接装在它要带动的部件上,中间没有任何齿轮、皮带或皮带轮。大多数机器人会在电机和关节之间放一个齿轮箱,用速度换力量,就像自行车的低速挡能帮你爬坡。直接驱动则丢掉了这个中间环节:电机自己的轴就是关节,所以电机做什么,负载都能立刻、原原本本地感受到。
省去齿轮换来了三样齿轮往往会破坏的好处。没有回程间隙——也就是齿轮齿与齿之间那一点点的松动或晃动,正是它让带齿轮的关节在换方向时显得松垮。这种连接具有高带宽,意思是它能极快又顺滑地响应和反向,因为路径上没有任何会弹、会松的东西。它还是可反向驱动的:你可以用手抓住手臂去推,电机会轻松转动,于是机器人能感受到外界的力,而不是与之对抗——这让它在与人协作时既温和又安全。
代价是直接驱动的电机必须做得很大、并靠自身输出很高的扭矩,因为它得不到齿轮带来的扭矩放大。所以人们会在更看重顺滑、速度和细腻触感、而非纯粹举力的地方使用直接驱动:高端唱片机的转盘、相机云台、对力敏感的机器人手臂,以及某些行走机器人灵活的腿。
由于直接驱动的手臂没有回程间隙又可反向驱动,人可以用手把它轻轻拨开,它会柔和地顺从而不是抗拒——这正是这类手臂被信任可以贴近人工作的关键原因。
中间没有齿轮,意味着电机和外界可以直接彼此感知。
直接驱动与带齿轮的关节是相反的取舍:它放弃了廉价的力量,换来速度、顺滑,以及感受并顺应外界力量的能力。
又称
另见