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智能机器人新型驱动器

智能机器人除了传统的电动机驱动、液压驱动、气压驱动等方式外，由于结构及尺寸的不同，还常采用如下一些新型的驱动器。静电驱动形状记忆合金驱动压电驱动及磁致伸缩驱动。

1、静电驱动器

静电驱动器利用电荷间引力和排斥力的互相作用顺序驱动电极而产生平移或旋转运因静电作用属于表面力，动。因静电作用属于表面力，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，在尺寸很微小时，能够产生很足的电量。小时，能够产生很足的电量。

静电驱动器有回转型和直线型两种。

驱动时，将转子当做接地电极，长方形或扇形定子作为另一极，通过顺次移动加在定子上的电压，从而使定子与转子间产生引力与排斥力，就可以实现回转或直线移动。静电驱动器的位置和速度控制需要转子位置检测电路。

2、形状记忆合金驱动器

形状记忆合金之所以可用做驱动器，形状记忆合金之所以可用做驱动器，首先是由于其具有形状记忆效应(shape先是由于其具有形状记忆效应 memoryeffect)。一般金属材料受到外。力作用后会发生弹性变形，力作用后会发生弹性变形，达到屈服点后产生塑性变形，应力消除后，后产生塑性 变形，应力消除后，留下永久变形;久变形;而形状记忆合金在发生塑性变形后加热到某一温度之上，形后加热到某一温度之上，能够回复到变形前的形状，这就是 形状记忆效应。变形前的形状，这就是形状记忆效应。

3、压电效应驱动器

某些物质在外力作用下不仅几何尺寸发生变化，而且内部出现极化——表面上有电荷出现，形成电场;当外力消失时，材料重新回复到原来的状态，电场也随即消失，这种现象即称为压电效应。

4、磁致伸缩驱动器

磁致伸缩效应是指铁磁材料和亚铁磁材料磁化状态的改变导致其长度发生微小的变化，化状态的改变导致其长度发生微小的变化，1840年焦耳就发现了这 种现象，因此也称年焦耳就发现了这种现象，年焦耳就发现了这种现象为焦耳效应;与此相反，为焦耳效应;与此相反，当材料受到压力或张力作用而使材料长度发 生变化时，张力作用而使材料长度发生变化时，材料内部的磁化状态也随之改变，部的磁化状态也随之改变，这种现象称为磁致伸缩逆效应。致伸缩逆效应。

5、人工肌肉

为了更好地模拟生物体的运动功能以在机器人上应用，人上应用，目前已经研制出了各种不同类型的人工肌肉，如利用高分子凝胶、的人工肌肉，如利用高分 子凝胶、形状记忆合金等材料制成的人工肌肉。合金等材料制成的人工肌肉。其中应用最为广泛的是气动人工肌肉。广泛的是气动人工肌肉。

气动人工肌肉的概念在20世纪年代由俄国发明家气动人工肌肉的概念在世纪30年代由俄国发明家世纪年代由俄国发明家SGarasiev提出。提出。 提出到了20世纪年代，美国医生Joseph.L.Mckibben世纪50年代到了世纪年代，美国医生发明了一种以其名字命名的气动人工肌肉，发明了一 种以其名字命名的气动人工肌肉，即Mckibben肌肉，并用其设计了能够辅助残疾手指运肌肉，肌肉动的气动装置。世纪年代后Mckibben肌肉就被世 纪60年代后动的气动装置。20世纪年代后肌肉就被电动机所取代。电动机所取代。20世纪年代，日本工程师在世纪80年代世纪年代，日本工程师在 Mckibben肌肉的设计肌肉的设计基础上，又推出Rubbertuator，并用其制造出喷漆基础上，又推出，用机器人手臂。用机器人手臂。这期间世 界上一些专家、这期间世界上一些专家、学者和厂家相继研制和开发出各种类型的气动人工肌肉，但到现在为止，出各种类型的气动人工肌肉，但到现在为止，普遍 使用的仍是日本Bridgestone公司生产的公司生产的Rubbertuator用的仍是日本公司生产的和德国某公司生产的气动肌腱 (fluidicmuscle)。和德国某公司生产的气动肌腱。