机器人的“力气”是从哪里来的？

每个机器人都有外来的“动力”来源和精密的传动机构，通过它们产生力并传递力。这些机构统称为驱动机构，其中最关键的是动力的来源，叫做动力源。一般来说，机器人的动力源可以由外部供给，也可以通过内部其他种类的能源经过转换而来。

当你走进工厂，或许会看到许多机器人在不停地工作，有的搬运物料，有的举着焊枪做焊接作业……一些机器人“大力士”一下可提起数吨重的物体，它们不知疲倦地为人类“辛勤”地劳动着。那么机器人的“力气”究竟是从哪里来的呢？

机器人并不像人那样靠肌肉的收缩和弹性产生力，当我们把机器人进行“解剖”以后，发现每个机器人都有外来的“动力”来源和精密的传动机构，通过它们产生力并传递力。这些机构统称为驱动机构，其中最关键的是动力的来源，叫做动力源。

一般来说，机器人的动力源可以由外部供给，也可以通过内部其他种类的能源经过转换而来。常见的驱动机构有三种：一种是靠电动机进行驱动的，称为电气驱动，其电源通常来自外部。另一种是靠压缩空气进行驱动，称为气动式驱动，有的机器人依靠电力在内部产生气动力，也有的机器人靠外部设备提供气动力。还有一种是利用高压油作为工作介质，通过液压进行驱动，液压装置可以装在机器人内部，也可以装在外部。有了这些动力，再经过机构的转换，就能使机器人做各种运动，同时也产生了力，使机器人有力气。

机器人“力气”的大小可以根据机器人的用途进行专门设计和调节。例如，一些机器人固定地做某些重复性的工作，工程师就可以根据需要，设计动力和驱动装置，并进行有效的控制。但也有些机器人工作状况比较复杂’如既要抓石头又要抓鸡蛋，因此手爪用力必须是可调的。工程师就在机器人的手爪上安装了许多测量力的传感器，以测量和控制手爪上的力。

诞生于美国的第一台机器人是液压驱动机器人。一般来说，依靠液压产生的动力可以非常大，有许多“大力士”机器人采用了液压驱动的方式。但用电驱动的形式控制更成熟、更精确，因此许多有精密控制要求的机器人采用电驱动形式。但也有些机器人采用电液驱动，既可产生较大力又易于控制。例如，德国研制的用于飞机清洗的“清洗巨人”是全世界最大的清洗机器人，它的手臂长度有33米，这个庞然大物的力气主要就是靠液压产生的，对它的精密控制是靠电液控制实现的。

机器人之间是靠什么进行联系和协调的？

每个机器人本身带有自己的控制器，机器人的行动都由各自的控制器控制，机器人之间的协调由另一个独立的、运算速度高、信息储存量大的计算机完成，计算机通过计算来协调不同机器人之间的工作联系。

在工厂中，我们可以看到许多机器人都在非常协调地工作，你做你的，我做我的，配合得准确默契，工作做得有条不紊。自动小车穿插于机器人中间运送工件，机器人将这些工件准确地放到预定的位置，后一个机器人再将其装到自动机床上加工；有时多个机器人交叉着焊接一个零件……这些机器人构成一个十分有序的自动化工作单元，称为柔性制造单元。那么，这么多机器人人们是怎么控制它们的？它们之间的这种默契和协调又是怎么来的呢？

机器人的控制比较复杂，机器人之间的协调控制就更为复杂。每个机器人本身带有自己的控制器，机器人的行动都由各自的控制器控制，机器人之间的协调由另一个独立的、运算速度高、信息储存量大的计算机完成。这台独立的计算机与机器人的控制器以及其他设备，如自动机床、机器人的周边设备等通过通信接口相连，组成一个计算机信息网络。计算机通过采集各种信息（如来自摄像机的信息，来自各台机器人的信息等），对信息进行综合处理，来指挥各个机器人的工作，实现对整个制造单元的群控。

机器人的运动机构比较复杂，运动中的力始终处在变化之中。机器人和机器人以及机器人和自动化设备之间的运动学和动力学则更加复杂，因为它们之间具有相关性，一台机器人或设备的运动对其他机器人的运动有很大的影响。计算机除了研究这些问题外，还要收集和参考来自外界的许多信息，如依靠摄像机采集工件位置信息，利用力传感器采集不同种类工件的装配信息等，才能确定哪台机器人该做哪件事，并安排好时间次序。这个过程叫做建立机器人关联协调的模型。有了模型就可以编制软件，然后按照整个任务来规划和确定各个机器人的具体工作。因此，那台独立的高性能计算机就像一个优秀的调度员，能快速准确地协调各个机器人的工作。

不仅在制造业中多个机器人联合工作离不开协调控制，在太空作业中多个机器人合作工作或一台多臂机器人协调工作也都离不开协调控制，目前，人们主要靠遥控对太空机器人进行控制。无论采用哪一种控制方式，都离不开高性能的计算机以及与计算机相连的通信网络。