運(yùn)動(dòng)是機(jī)器人這門學(xué)科的一部分，基于100多年前發(fā)現(xiàn)的原理。電動(dòng)機(jī)把勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。工程師了解這是如何發(fā)生的，并繼續(xù)在功能和效率方面進(jìn)行改進(jìn)。
電機(jī)控制是一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域。所有領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商都在開發(fā)新的設(shè)備，以提供更有效的電機(jī)控制。機(jī)器人的每個(gè)活動(dòng)部分都需要某種特定型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。
有些機(jī)器人的部件與人類相似，例如：
機(jī)器臂
手
使用的主要運(yùn)動(dòng)形式包括：
手臂的垂直、徑向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
手腕的俯仰、側(cè)滾和偏航
移動(dòng)，或者說(shuō)從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的能力，也需要電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的尺寸和功率將因運(yùn)動(dòng)方式的不同而有很大的變化。一個(gè)設(shè)計(jì)成在軌道上沿著生產(chǎn)線移動(dòng)的機(jī)器人可以使用簡(jiǎn)單的馬達(dá)。步行機(jī)器人使用的是看起來(lái)更像人類的腿。
機(jī)器人技術(shù)中使用的電動(dòng)機(jī)類型
使用的電機(jī)類型將從交流電機(jī)（轉(zhuǎn)矩很重要）到步進(jìn)電機(jī)（當(dāng)需要更多角度控制時(shí)）。在這兩者之間，選擇包括刷直流電機(jī)，這是成本效益和直接，但也低效和容易磨損。現(xiàn)代的替代品可能是無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶m當(dāng)驅(qū)動(dòng)時(shí)效率更高（見下文），并且沒(méi)有電刷，因此隨著時(shí)間的推移磨損更小。
工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)使用機(jī)器人將近70年了。最早的機(jī)器人有很好的機(jī)動(dòng)性，可以在固定的底座上移動(dòng)一只肢體，這是在裝配線上將物體從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的理想選擇。
現(xiàn)代機(jī)器人的能力更強(qiáng)，也能操縱物體，而不僅僅是移動(dòng)它們。靈巧度的提高來(lái)自于模仿人手的功能。機(jī)器人手現(xiàn)在使用肌腱連接肌肉和骨骼。下面的部分是對(duì)研究方向的簡(jiǎn)單描述。
機(jī)器人手的動(dòng)作示例
一個(gè)著名的例子來(lái)自qb robotics。該公司聲稱這是第一個(gè)擬人機(jī)器人手，設(shè)計(jì)用于工業(yè)應(yīng)用。盡管它有五個(gè)19自由度的“手指”，但它只用一個(gè)馬達(dá)來(lái)控制肌腱。
令人印象深刻的是，公司發(fā)展方向的一個(gè)明確指示是，qb軟手行業(yè)旨在與領(lǐng)先品牌的靜態(tài)機(jī)器人“即插即用”，包括：
通用機(jī)器人
ABB公司
庫(kù)卡
弗蘭卡·埃米卡
斗山
它已經(jīng)可以取代工業(yè)機(jī)器人的更大范圍的靈活性。
隨著靈活性的提高，它們?cè)谏a(chǎn)環(huán)境中變得更加有用，可以處理以下任務(wù)：
挑選和放置
組件組裝
機(jī)器維護(hù)
機(jī)器人操作是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)例子。可以讓許多設(shè)備可以協(xié)同工作。提供機(jī)器操作的機(jī)器人通常負(fù)責(zé)將一個(gè)物體移動(dòng)到第二個(gè)機(jī)器人可以執(zhí)行附加操作的位置。
機(jī)器操作是一種典型的由人工操作的角色。隨著機(jī)器人變得越來(lái)越機(jī)動(dòng)性和靈巧性，它們現(xiàn)在更能扮演這個(gè)角色。
另一個(gè)機(jī)器人如何變得更加擬人化的例子，看看大衛(wèi)吧，一個(gè)由德國(guó)航空航天中心（DLR）開發(fā)的機(jī)器人。大衛(wèi)有76個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）和165個(gè)位置傳感器。David的操作速度與人類相似，被歸類為開發(fā)DLR所稱的可變剛度執(zhí)行器（VSAs）控制系統(tǒng)的科學(xué)平臺(tái)。這項(xiàng)技術(shù)讓大衛(wèi)看起來(lái)更像人，具有相似的尺寸、重量和活動(dòng)范圍。
充分利用無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）
有趣的是，即使像大衛(wèi)這樣先進(jìn)的設(shè)備仍然嚴(yán)重依賴于標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)刷直流技術(shù)。無(wú)刷直流仍然是最有效的電機(jī)形式之一。改變的是我們控制BLDC的方式。
越來(lái)越強(qiáng)大的微控制器（MCU）的趨勢(shì)，現(xiàn)在通常由數(shù)字信號(hào)處理（DSP）硬件擴(kuò)展來(lái)輔助，這意味著控制算法要復(fù)雜得多。對(duì)于不熟悉BLDCs控制系統(tǒng)的嵌入式工程師來(lái)說(shuō)，理解如何利用DSP充分利用這些強(qiáng)大的mcu是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
許多主要的半導(dǎo)體供應(yīng)商現(xiàn)在提供MCU目標(biāo)無(wú)刷直流控制，以及軟件開發(fā)包，包括所有最流行的控制技術(shù)。其中包括Microchip的dsPIC33CH好奇心開發(fā)板DM330028。雙核數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）。這種交叉設(shè)備將MCU和DSP功能結(jié)合在一個(gè)設(shè)備中。
Trinamic Motion Control（最近被Maxim Integrated收購(gòu)）專門為機(jī)器人應(yīng)用提供半導(dǎo)體解決方案。其系列TMC5160A電機(jī)控制器和驅(qū)動(dòng)器集成了一系列專用于運(yùn)動(dòng)控制的功能，包括負(fù)載自適應(yīng)和負(fù)載相關(guān)技術(shù)。
Rohm Semiconductor還擁有強(qiáng)大的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組合，STMicroelectronics也有其STSPIN32F0高級(jí)無(wú)刷直流控制器。
