01  致動器
01-1 　致動器概論

何謂致動器

致動器（Actuator）可以使機器人、機械等運動；將電力、空氣壓力、油壓等能量來源轉換為機械的旋轉運動、往復運動、搖擺運動等的零件。

在考慮將此致動器安裝於機器人上時，務必要考量以下各點：能夠達成目標運動、動作；易於控制的機能面；供給的能量來源是否易於使用；還有重量與大小等作為能量來源的密度等。

致動器的種類

將致動器依電腦控制的角度來看，機器人所使用的致動器最常使用的為電動式。氣動式的動作速度雖然快，但和油壓式的相比，力量較弱。

提到電動式致動器，第一個會令人想到的是馬達。廣泛地運用在機器人和機械系統上面的致動器，就是馬達。雖然馬達可從各式各樣的角度來分門別類，但一般可從「驅動電源」、「驅動原理」和「內部構造」來分類。

在選擇電動式致動器作為機器人的驅動來源時，會因為電源、驅動迴路、驅動方式，以及為實現目標動作而有限制產生等，所以一般多半會在這些組合當中選擇最合適的致動器。在本章裡會依驅動電源的種類來解說搭載於機器人上的這些零件是否能夠使用。

一、伺服機（Servo motor）

參加機器人競賽的人，時常會提到伺服機（伺服致動器）這個詞。伺服機和通風機馬達、檯式鑽床等所使用的驅動用馬達不同，它所指的是控制用的馬達。那麼，伺服機和驅動用馬達有何不同呢？伺服機在設計之初是以下列機能為重點所開發出來的︰

1.對於負荷的變動，能夠快速地對應。
2.正轉、反轉時特性是固定的。
3.輸出特性是線性且平均、易於控制的。
4.具有很廣的迴轉速度範圍。

因為擁有這麼優異的特性，價格當然也很高。這樣的話，難道用一般用的馬達就不能控制機器人了嗎？那倒不是。舉例來說，那可能會有如賽車和卡車之間的差別。

二、無刷直流馬達（Brushless DC motor）

所謂無刷馬達，就是將有刷直流馬達拿掉電刷（無刷），又稱無刷馬達（Brushless motor）、霍爾馬達（Hall motor）。