每個(gè)機(jī)器人都有外來(lái)的“動(dòng)力”來(lái)源和精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)它們產(chǎn)生力并傳遞力。這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中最關(guān)鍵的是動(dòng)力的來(lái)源，叫做動(dòng)力源。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人的動(dòng)力源可以由外部供給，也可以通過(guò)內(nèi)部其他種類(lèi)的能源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換而來(lái)。

當(dāng)你走進(jìn)工廠，或許會(huì)看到許多機(jī)器人在不停地工作，有的搬運(yùn)物料，有的舉著焊槍做焊接作業(yè)……一些機(jī)器人“大力士”一下可提起數(shù)噸重的物體，它們不知疲倦地為人類(lèi)“辛勤”地勞動(dòng)著。那么機(jī)器人的“力氣”究竟是從哪里來(lái)的呢？

機(jī)器人并不像人那樣靠肌肉的收縮和彈性產(chǎn)生力，當(dāng)我們把機(jī)器人進(jìn)行“解剖”以后，發(fā)現(xiàn)每個(gè)機(jī)器人都有外來(lái)的“動(dòng)力”來(lái)源和精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)它們產(chǎn)生力并傳遞力。這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中最關(guān)鍵的是動(dòng)力的來(lái)源，叫做動(dòng)力源。

一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人的動(dòng)力源可以由外部供給，也可以通過(guò)內(nèi)部其他種類(lèi)的能源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換而來(lái)。常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有三種：一種是靠電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，稱(chēng)為電氣驅(qū)動(dòng)，其電源通常來(lái)自外部。另一種是靠壓縮空氣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，稱(chēng)為氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，有的機(jī)器人依靠電力在內(nèi)部產(chǎn)生氣動(dòng)力，也有的機(jī)器人靠外部設(shè)備提供氣動(dòng)力。還有一種是利用高壓油作為工作介質(zhì)，通過(guò)液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，液壓裝置可以裝在機(jī)器人內(nèi)部，也可以裝在外部。有了這些動(dòng)力，再經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，就能使機(jī)器人做各種運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也產(chǎn)生了力，使機(jī)器人有力氣。

機(jī)器人“力氣”的大小可以根據(jù)機(jī)器人的用途進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)。例如，一些機(jī)器人固定地做某些重復(fù)性的工作，工程師就可以根據(jù)需要，設(shè)計(jì)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)裝置，并進(jìn)行有效的控制。但也有些機(jī)器人工作狀況比較復(fù)雜’如既要抓石頭又要抓雞蛋，因此手爪用力必須是可調(diào)的。工程師就在機(jī)器人的手爪上安裝了許多測(cè)量力的傳感器，以測(cè)量和控制手爪上的力。

誕生于美國(guó)的第一臺(tái)機(jī)器人是液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人。一般來(lái)說(shuō)，依靠液壓產(chǎn)生的動(dòng)力可以非常大，有許多“大力士”機(jī)器人采用了液壓驅(qū)動(dòng)的方式。但用電驅(qū)動(dòng)的形式控制更成熟、更精確，因此許多有精密控制要求的機(jī)器人采用電驅(qū)動(dòng)形式。但也有些機(jī)器人采用電液驅(qū)動(dòng)，既可產(chǎn)生較大力又易于控制。例如，德國(guó)研制的用于飛機(jī)清洗的“清洗巨人”是全世界最大的清洗機(jī)器人，它的手臂長(zhǎng)度有33米，這個(gè)龐然大物的力氣主要就是靠液壓產(chǎn)生的，對(duì)它的精密控制是靠電液控制實(shí)現(xiàn)的。

機(jī)器人之間是靠什么進(jìn)行聯(lián)系和協(xié)調(diào)的？

每個(gè)機(jī)器人本身帶有自己的控制器，機(jī)器人的行動(dòng)都由各自的控制器控制，機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)由另一個(gè)獨(dú)立的、運(yùn)算速度高、信息儲(chǔ)存量大的計(jì)算機(jī)完成，計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算來(lái)協(xié)調(diào)不同機(jī)器人之間的工作聯(lián)系。

在工廠中，我們可以看到許多機(jī)器人都在非常協(xié)調(diào)地工作，你做你的，我做我的，配合得準(zhǔn)確默契，工作做得有條不紊。自動(dòng)小車(chē)穿插于機(jī)器人中間運(yùn)送工件，機(jī)器人將這些工件準(zhǔn)確地放到預(yù)定的位置，后一個(gè)機(jī)器人再將其裝到自動(dòng)機(jī)床上加工；有時(shí)多個(gè)機(jī)器人交叉著焊接一個(gè)零件……這些機(jī)器人構(gòu)成一個(gè)十分有序的自動(dòng)化工作單元，稱(chēng)為柔性制造單元。那么，這么多機(jī)器人人們是怎么控制它們的？它們之間的這種默契和協(xié)調(diào)又是怎么來(lái)的呢？

機(jī)器人的控制比較復(fù)雜，機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)控制就更為復(fù)雜。每個(gè)機(jī)器人本身帶有自己的控制器，機(jī)器人的行動(dòng)都由各自的控制器控制，機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)由另一個(gè)獨(dú)立的、運(yùn)算速度高、信息儲(chǔ)存量大的計(jì)算機(jī)完成。這臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)與機(jī)器人的控制器以及其他設(shè)備，如自動(dòng)機(jī)床、機(jī)器人的周邊設(shè)備等通過(guò)通信接口相連，組成一個(gè)計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)通過(guò)采集各種信息（如來(lái)自攝像機(jī)的信息，來(lái)自各臺(tái)機(jī)器人的信息等），對(duì)信息進(jìn)行綜合處理，來(lái)指揮各個(gè)機(jī)器人的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)制造單元的群控。

機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)中的力始終處在變化之中。機(jī)器人和機(jī)器人以及機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)則更加復(fù)雜，因?yàn)樗鼈冎g具有相關(guān)性，一臺(tái)機(jī)器人或設(shè)備的運(yùn)動(dòng)對(duì)其他機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)有很大的影響。計(jì)算機(jī)除了研究這些問(wèn)題外，還要收集和參考來(lái)自外界的許多信息，如依靠攝像機(jī)采集工件位置信息，利用力傳感器采集不同種類(lèi)工件的裝配信息等，才能確定哪臺(tái)機(jī)器人該做哪件事，并安排好時(shí)間次序。這個(gè)過(guò)程叫做建立機(jī)器人關(guān)聯(lián)協(xié)調(diào)的模型。有了模型就可以編制軟件，然后按照整個(gè)任務(wù)來(lái)規(guī)劃和確定各個(gè)機(jī)器人的具體工作。因此，那臺(tái)獨(dú)立的高性能計(jì)算機(jī)就像一個(gè)優(yōu)秀的調(diào)度員，能快速準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)各個(gè)機(jī)器人的工作。

不僅在制造業(yè)中多個(gè)機(jī)器人聯(lián)合工作離不開(kāi)協(xié)調(diào)控制，在太空作業(yè)中多個(gè)機(jī)器人合作工作或一臺(tái)多臂機(jī)器人協(xié)調(diào)工作也都離不開(kāi)協(xié)調(diào)控制，目前，人們主要靠遙控對(duì)太空機(jī)器人進(jìn)行控制。無(wú)論采用哪一種控制方式，都離不開(kāi)高性能的計(jì)算機(jī)以及與計(jì)算機(jī)相連的通信網(wǎng)絡(luò)。