AT89S51单片机全地形八足机器人机械手的设计(5)
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
文修及使用 方便，但油液对环
境温度有一定要求 方便 较复杂
表2.1三种驱动方式的特点对照
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）．操作和文护方便；
6）．对环境无污染，噪声要小；
7）．经济上合理，尤其要尽量减少占用面积。
基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的设计要求，本文选用步进电机驱动的方式对机器人进行驱动[7]。
2.3.1 步进电机基本介绍
步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为控制行元件，是机电一体化的关键产品之一， 广泛应用在各种自动化控制系统和精密等领域。。步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，用磁导的变化产生转矩。
步进电机和普通电机的区别主要在于其脉冲驱动的形式，是这个特点，步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。不过步进电机在控制的精度变化范围、低速性能方面都不如传统的闭环控制的直流伺服电动机。在精度不是需要特别高的场合就可以使用步进电机，步进电机可以发挥其结简单、可靠性高和成本低的特点。使用恰当的时候，甚至可以和直流伺服电动机性能相媲美。每当步进电机被激励一次，它的轴就转动一个精确的角度。这种不连续的步进器输出方式的优点是，只要算一算计算机驱动电机多少步，便可知道电机轴的具体位置即实际控制设备的位置就可以知道。步进电机有4个组。1、2、3和4，按适当顺序加上脉冲电流，电机就能步进。有如下三种顺序：(1)低功耗顺序； (2)正常顺序； (3)半步顺序。
低功耗顺序:把电流脉冲送到绕组1，然后是绕组2，绕组3，绕组4，再返回到绕组1，如此循环，在同一时刻不会有两个绕组接通，这时电机将步进一步。