不昂贵
5至6自由度
要安装在尚未设计的移动平台上
电池供电
>比业余伺服器要强（至少对于“肩部”和“肘部”关节而言）
启动速度要慢一些
#1 楼
哪种执行器适合您的应用在很大程度上取决于您要构建哪种机械臂。一旦确定了所需的手臂，就可以为每个轴选择合适的执行器。手臂
根据您的描述，龙门机器人不会为了可行，那么根据您的特定应用，您可能需要考虑将SCARA臂放在铰接臂上，这是大多数人在想到机器人臂时所想到的。
SCARA臂的最大提升力在于轴承。主要的肩膀，肘部和腕部（偏航）关节位于一个平面上，这意味着电动机只需要足够坚固即可产生所需的侧向力，而无需支撑其余轴的重量。 br />
Z轴，俯仰和横滚（显然是抓地力）都必须克服重力作用，但是Z轴易于调整到足够高的档位以能够支撑足够的重量，并且俯仰，横滚和抓地轴仅需支撑有效载荷重量，而无需支撑其他轴的重量。运动轴上所有轴的重量。
执行器
门架机器人龙门机器人将在X，Y和Z主轴上使用线性执行器。这些可能是低性能，低精度，高力致动器，例如带有伺服或步进驱动器的导螺杆（可以交换力和性能，但精度始终会受到游隙的限制），一直到高性能，高精度带精密编码器的直接驱动直线电机。
其余的3DOF机械手通常将需要针对螺距，横摇和偏航的精确旋转运动，因此通常最适合使用电动机（步进电机或伺服电机）。即使是具有高传动比的小型电动机也可以抵抗重力，以抵抗相当高的负载。步进器需要在控制的复杂性和确定性之间进行权衡。
伺服电机需要用于位置反馈的编码器，而步进器则不需要。这意味着步进电机在电气上要简单得多，并且如果您想要降低性能，从控制角度来看也更简单。极限），则步进变得难以控制。借助伺服器上的位置反馈，您可以更加积极地调整性能，并且由于您知道它是否无法达到目标位置或速度，因此您的伺服环路将能够找出并纠正它。
使用步进器，您必须调整系统，以确保无论所需的移动速度或有效载荷的重量如何，它都可以始终执行该步进。请注意，有些人会建议添加一个编码器来检测步进电机上的空步，但如果要这样做，那么您最好还是使用伺服电机！
SCARA臂
对于SCARA臂，Z轴可能是唯一的线性轴，而其余的轴都可以由旋转电机完成，因此也可以是步进电机或伺服电机。这些电动机的尺寸相对容易，因为所承载的重量对许多电动机而言并不重要。克服负载惯性所需的电动机要比确定其克服重力的大小要少。
铰接臂
使用铰接臂时，计算将更加棘手，因为大多数轴都需要根据移动负载和提升负载来确定执行器的尺寸，但同样，电动马达最容易控制和使用。
最后是抓爪。这是我看到的执行器种类最多的地方。根据您的应用，您可以轻松地使用任意数量的不同的执行器。
我使用的系统带有传统的电动夹爪，线性夹爪，压电挠性夹爪，气动夹爪，真空拾取器简单的插槽或挂钩，其中许多是特定于应用程序的。典型的有效载荷可能会极大地改变最适合您的执行器。 （2）
进行计算
正如Rocketmagnet所建议的那样，最终您将不得不打破计算器。考虑到系统的运动学，每个电动机的最大负载（如果考虑使用铰接臂设计，则考虑到臂完全伸展的最坏情况），速度（具有更高齿轮比的较小电动机可能会提供所需的力，速度，但更强劲的电动机可能会在较低的齿轮和较高的转速等情况下为您提供更高的扭矩）和所需的位置精度。您将获得更好的性能（速度，准确性，功耗）。但是分析规格并做出明智的购买决策可以帮助优化机器人的价格/性能。
（1）请注意，我的经验是使用工业伺服器，通常是带有旋转编码器的有刷或无刷直流电机，因此这可能适用于业余RC伺服器。
（2）我建议对此发布另一个问题。
评论
$ \ begingroup $
对不起。我的问题主要是关于组件。尽管您对设计提出了很好的意见。我没想过尽管我仍然认为我希望使用“标准”臂，如第二幅图所示，因为我认为它可以在移动平台上安装时具有更好的运动范围。
$ \ endgroup $
– Mark W
2012年11月8日上午10:19
$ \ begingroup $
，但是如果要这样做，那么您最好还是先使用伺服电机！您的帖子很棒，但不能说伺服或步进，因为带反馈的步进就是伺服！步进器也是无刷直流电动机，它的极数多得多，将产生更大的转矩（转速较小），因此尽管效率较低，但所需的齿轮减速较少。工业机械臂也倾向于具有弹簧来平衡或什至比平衡所需的力更大。
$ \ endgroup $
– Diego C Nascimento
2014年1月8日23:00
$ \ begingroup $
虽然根据我的经验，您在技术上是正确的@DiegoCNascimento，但在工业和研究环境中，带编码器的步进电机不称为伺服器。由于它们的性能特征，行为和控制技术非常不同，因此您不希望有人在谈论另一个时假设您的意思是一个。这就是为什么在机器人技术上我们要明确地指出我们是在谈论rcservos，伺服电机还是步进电机。
$ \ endgroup $
– Mark Booth♦
14-4-7在23:42
#2 楼
选择执行器时，从计算末端执行器所需的功率开始很有帮助。当您说“不太慢”时，您应该知道这意味着什么，尤其是在不同的负载条件下。例如，您可能会说：0.2千克/秒时为6千克，0.5千克/秒时为0千克s
现在增加手臂的估计重量：0.2m / s时为10kg，0.5m / s时为4kg
现在计算功率：100N * 0.2m / s = 20W和40N * 0.5m / s = 20W
因此末端执行器的峰值输出功率为20W。您将需要一个可以舒适地产生超过20W功率的执行器。
我将假设您最终决定使用电动机作为执行器。这些仍然是功能强大的电动机器人系统的首选执行器。 （如果您成功地使该机器人在不烧毁车间的情况下使用肌肉线工作，那么我会吃掉鼠标的。）一种齿轮。假设电动机上的齿轮系的效率约为50％。这意味着您需要额定功率至少为40W的电动机。如果您希望它成为可靠的机械臂，那么我将推荐额定功率至少为60W的电动机。
接下来，您需要确定齿轮系。需要什么扭矩？ 100N * 1.25m = 125Nm。但是像往常一样，您需要为齿轮系指定比此更大的扭矩，尤其是因为您将需要一些备用扭矩才能使负载加速。选择一个可以承受超过额定负载的齿轮系。
最后，确保电动机的扭矩乘以传动比乘以效率超过了您的扭矩要求，但没有超过最大齿轮负载。
评论
$ \ begingroup $
什么意思，不是最大齿轮负载？我的意思是说，如果您不小心使用了电动机，则不应使用扭矩足以损坏齿轮系的电动机，但如果其他人不必学习这种困难的方法，那就更好了。 * 8'）
$ \ endgroup $
– Mark Booth♦
2012年11月8日15:46
$ \ begingroup $
@MarkBooth-是的。如果齿轮比足够高，则电动机很可能会自行断开齿轮。值得将其计入计算中。
$ \ endgroup $
– Rocketmagnet
2012年11月8日18:07
#3 楼
移动平台：对于可安装在移动平台上的轻型执行器，机电线性执行器是一个不错的选择。电池供电：机电式线性执行器是伺服电机的不错选择，因为线性执行器仅在移动时才消耗功率，并且不需要保持位置的电源。
5-6自由度：使用电动线性致动器可能很难实现这一目标，因为它们的机械复杂且运动范围有限。 firgelli.com。它们还具有微型线性执行器，非常适合小规模应用。直线执行器的某些关节可以在此生产线上实现。
#4 楼
还有两个需要考虑的因素：复杂性和成本。像这样的工业机器人手臂工业机器人手臂http://halcyondrives.com/images/robotic_arm.png
来自http://halcyondrives.com的图片
通常使用变速箱的扭矩直接驱动关节，现在考虑减速齿轮应支持的扭矩及其大小/重量？它简单而又庞大又昂贵，它们的材料需要承受巨大的扭矩。
让我们以手臂完全水平延伸的示例为例。
仅考虑在1m处6Kg的载荷， $ 600Kgf / cm $。这不包括机器人手臂的自重（轻松增加4Kg），而仅考虑1m。
一些解决方案行业使用
应变波齿轮传动或谐波传动
来自http://commons.wikipedia.org的图像为了获得更轻的齿轮减速比和高减速比，大多数都使用应变波齿轮传动或谐波传动。它的重量轻，坚固耐用，据Wikipedia称，它可以减少200：1 $（Wikipedia说更多），在这里行星齿轮可以存档$〜10：1 $。传动装置非常昂贵且复杂。
弹簧和配重
图片来自http://www.globalrobots.ae 其他甚至简单的解决方案就是添加您在图像中看到的配重。这具有作用于前臂（我忘了名字）和手臂的作用。弹簧也有帮助，如果将其安装在关节的同一轴线上但稍微偏移一点，则随着臂的伸展程度增加，它将施加更大的力。
机械装置的低成本和简单解决方案驱动系统
现在，为了降低成本和解决方案的复杂性，我应该考虑的是消除齿轮驱动装置上的高扭矩，从而可以使用更便宜的材料。对于纯电子驱动器，这将是线性致动器。
有多种线性执行器。但是这个想法是，它会花费更少的力（取决于它所附着的手臂的哪个点）。
这种类型的执行器具有许多子类型，影响效率，磨损，力等。但是总的来说，它们具有很高的作用力，并且具有相对中等的速度（这将再次取决于类型，可以快速变化，就像某些运动平台模拟器上使用的那样）。 />具有自由电动直线执行器的6自由度运动平台http://cfile29.uf.tistory.com/T250x250/195BAD4B4FDB0AF104C30F。要快速而结实，某些模拟器的重量很容易超过2吨。像这样的驱动器
图片来自http://images.pacific-bearing.com 这当然是工业制造的，这是DIY的，在
应用程序中有更多功能：（是的，它还有很大的改进空间，但是它是一个很好的形式，可以显示出即使在这种设计中它也可以多么快速和强大）。
http://bffsimulation.com /linear-act.php
这可以让您减少齿轮传动，如果电动机的输出为$ 50Kgf / cm $，而您使用直径为2 cm的皮带轮，则在整个行程中将获得$ 50Kgf $（不考虑损失）。
该执行器上的轴承将需要承受大多数径向力，而在“丝杠和螺母”中，轴承将承受大部分轴向力。因此，根据力的不同，您需要使用推力球轴承。
评论
在侧边栏的SO主界面上看到了此内容，但认为问题是“非常强大的机器人大军”。想我应该签入，以防万一。