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智能機器人新型驅動器

智能機器人除了傳統的電動機驅動、液壓驅動、氣壓驅動等方式外，由于結構及尺寸的不同，還常采用如下一些新型的驅動器。靜電驅動形狀記憶合金驅動壓電驅動及磁致伸縮驅動。

1、靜電驅動器

靜電驅動器利用電荷間引力和排斥力的互相作用順序驅動電極而產生平移或旋轉運因靜電作用屬于表面力，動。因靜電作用屬于表面力，作用力大小和元件尺寸的二 次方成正比，和元件尺寸的二次方成正比，在尺寸很微小時，能夠產生很足的電量。小時，能夠產生很足的電量。

靜電驅動器有回轉型和直線型兩種。

驅動時，將轉子當做接地電極，長方形或扇形定子作為另一極，通過順次移動加在定子上的電壓，從而使定子與轉子間產生引力與排斥力，就可以實現回轉或直線移動。靜電驅動器的位置和速度控制需要轉子位置檢測電路。

2、形狀記憶合金驅動器

形狀記憶合金之所以可用做驅動器，形狀記憶合金之所以可用做驅動器，首先是由于其具有形狀記憶效應(shape先是由于其具有形狀記憶效應 memoryeffect)。一般金屬材料受到外。力作用后會發生彈性變形，力作用后會發生彈性變形，達到屈服點后產生塑性變形，應力消除后，后產生塑性 變形，應力消除后，留下永久變形;久變形;而形狀記憶合金在發生塑性變形后加熱到某一溫度之上，形后加熱到某一溫度之上，能夠回復到變形前的形狀，這就是 形狀記憶效應。變形前的形狀，這就是形狀記憶效應。

3、壓電效應驅動器

某些物質在外力作用下不僅幾何尺寸發生變化，而且內部出現極化——表面上有電荷出現，形成電場;當外力消失時，材料重新回復到原來的狀態，電場也隨即消失，這種現象即稱為壓電效應。

4、磁致伸縮驅動器

磁致伸縮效應是指鐵磁材料和亞鐵磁材料磁化狀態的改變導致其長度發生微小的變化，化狀態的改變導致其長度發生微小的變化，1840年焦耳就發現了這 種現象，因此也稱年焦耳就發現了這種現象，年焦耳就發現了這種現象為焦耳效應;與此相反，為焦耳效應;與此相反，當材料受到壓力或張力作用而使材料長度發 生變化時，張力作用而使材料長度發生變化時，材料內部的磁化狀態也隨之改變，部的磁化狀態也隨之改變，這種現象稱為磁致伸縮逆效應。致伸縮逆效應。

5、人工肌肉

為了更好地模擬生物體的運動功能以在機器人上應用，人上應用，目前已經研制出了各種不同類型的人工肌肉，如利用高分子凝膠、的人工肌肉，如利用高分 子凝膠、形狀記憶合金等材料制成的人工肌肉。合金等材料制成的人工肌肉。其中應用最為廣泛的是氣動人工肌肉。廣泛的是氣動人工肌肉。

氣動人工肌肉的概念在20世紀年代由俄國發明家氣動人工肌肉的概念在世紀30年代由俄國發明家世紀年代由俄國發明家SGarasiev提出。提出。 提出到了20世紀年代，美國醫生Joseph.L.Mckibben世紀50年代到了世紀年代，美國醫生發明了一種以其名字命名的氣動人工肌肉，發明了一 種以其名字命名的氣動人工肌肉，即Mckibben肌肉，并用其設計了能夠輔助殘疾手指運肌肉，肌肉動的氣動裝置。世紀年代后Mckibben肌肉就被世 紀60年代后動的氣動裝置。20世紀年代后肌肉就被電動機所取代。電動機所取代。20世紀年代，日本工程師在世紀80年代世紀年代，日本工程師在 Mckibben肌肉的設計肌肉的設計基礎上，又推出Rubbertuator，并用其制造出噴漆基礎上，又推出，用機器人手臂。用機器人手臂。這期間世 界上一些專家、這期間世界上一些專家、學者和廠家相繼研制和開發出各種類型的氣動人工肌肉，但到現在為止，出各種類型的氣動人工肌肉，但到現在為止，普遍 使用的仍是日本Bridgestone公司生產的公司生產的Rubbertuator用的仍是日本公司生產的和德國某公司生產的氣動肌腱 (fluidicmuscle)。和德國某公司生產的氣動肌腱。

總結

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