機器人零件指南

　　本書專門說明製作機器人時會使用到的零件，簡介其概要並介紹其使用方法和選擇方法。本書也有解說關於致動器、感測器及電子零件等材料。本書是以《ROBOCON》雜誌為基礎所發行的參考書籍，以各零件的解說為中心並重新整理一些修訂過的內容。

本書特色

　　製作機器人時會使用到的零件大集合！

　　參加機器人競賽所製作的機器人會使用到哪些零件呢？根據每個競賽的主題設計出的這些機器人，在硬體方面要用哪些零件才好呢？如果你有這樣的疑惑，這本《機器人零件指南》就是你最好的參考書籍！

　　本書將機器人零件集結成冊，只要一本就可以知道致動器、機械元件、控制器、感測器以及電子零件等機器人會用到的硬體有哪些，並簡介這些零件的概要和其使用及選擇的方法，讓你在挑選零件上比別人更快一步！

作者簡介

Ohmsha

　　成立於1914年，致力於發行科學技術類的圖書和月刊。出版領域主要有情報科學、情報通訊、電子電力、應用物理、機械控制、空調衛生設備、化學環境、生命科學、醫用電子等理工科領域。除發行教科書、專業技術類圖書等、實用書、資格考試參考用書等豐富多彩的單行本外，也發行電氣技術雜誌「OHM」和機器人雜誌「ROBOCON」等雙月刊雜誌、「New Generation Computing」等英文學術期刊。

　　Ohmsha也與日本電力學會、電子情報通信學會，信息處理學會、照明學會、電力設備學會等主要協會有合作關係、並且經銷他們的學會期刊以及NTT、日立、東芝、三菱、豐田等日本主要製造商的技術期刊。

譯者簡介

沈鄉吟

　　輔仁大學日文系畢業，影像傳播輔系。曾任出版社編輯。喜愛電影、音樂、藝術，以及接觸各類不同的知識與文化。譯有《ROBOCON》雜誌專欄等。

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）。