关键字：伺服控制，485总线通信，关节机器人，

该机器人一共具有四个独立的转动关节，连同末端机械手的运动，一共需要五个动力源。

机器人常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动和电机驱动三种类型。这三种方法各有所长，各种驱动方式的特点见表2.1：

表2.1三种驱动方式的特点对照

内容   驱动方式   

液压驱动   气动驱动   电机驱动   

 输出功率     很大，压力范围为50～140Pa   大，压力范围为48～60Pa，最大可达Pa     较大    

  控制性能   利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制   气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现高速、高精度的连续轨迹控制   控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂   

响应速度     很高   较高     很高   

结构性能及体积   结构适当，执行机构可标准化、模拟化，易实现直接驱动。功率/质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较大   结构适当，执行机构可标准化、模拟化，易实现直接驱动。功率/质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较小   伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪声低，电动机一般需配置减速装置，除DD电动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封问题   

 安全性   防爆性能较好，用液压油作传动介质，在一定条件下有火灾危险   防爆性能好，高于1000kPa(10个大气压)时应注意设备的抗压性   设备自身无爆炸和火灾危险，直流有刷电动机换向时有火花，对环境的防爆性能较差   

对环境的影响   液压系统易漏油，对环境有污染   排气时有噪声   无   

在工业机器人中应用范围   适用于重载、低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机器人、点焊机器人和托运机器人   适用于中小负载驱动、精度要求较低的有限点位程序控制机器人，如冲压机器人本体的气动平衡及装配机器人气动夹具   适用于中小负载、要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度、速度较高的机器人，如AC伺服喷涂机器人、点焊机器人、弧焊机器人、装配机器人等   

成本   液压元件成本较高   成本低   成本高   

维修及使用   方便，但油液对环境温度有一定要求   方便   较复杂   

机器人驱动系统各有其优缺点，通常对机器人的驱动系统的要求有：

1）．驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；

2）．反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起、制动，正、反转切换；

3）．驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小；

4）．安全可靠；

5）．操作和维护方便；

6）．对环境无污染，噪声要小；

7）．经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。

基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的设计要求，本文选用直流伺服电机驱动的方式对机器人进行驱动。表2.2为选定的各个关节电机型号及其相关参数。

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