一、主要种类

1. 电动执行器

· 核心构成：通常包含电机、减速器、编码器及控制器。

· 主流技术：

· 伺服电机：占据绝对主导地位，采用闭环控制（依赖编码器反馈），具有精度高、响应快、控制性能优异的特性。其中交流伺服电机最为常用。

· 步进电机：开环控制，成本低，但易丢步，多用于对精度要求不高的场景。

· 关键形式：

· 旋转执行器：直接输出旋转运动。

· 直线执行器：通过丝杠等机构将旋转运动转化为直线运动。其中，直线电机无需转换，速度与精度极高。

· 集成化模块：将电机、减速器、驱动器等高度集成，简化设计，提升可靠性。

· 特点：控制精度高、响应快、清洁、易维护，但高负载下可能体积重量较大。

· 应用：工业机器人、协作机器人、自动化设备等。

2. 液压执行器

· 核心构成：液压泵、油缸或液压马达、控制阀等。

· 特点：输出力/扭矩巨大，功率重量比高，刚性及抗冲击能力强。但系统复杂，存在泄漏风险，维护要求高，能耗与噪音较大。

· 应用：重型工程机械、大型仿真平台、大负载特种机器人。

3. 气动执行器

· 核心构成：空气压缩机、气缸、控制阀等。

· 特点：速度快、成本低、清洁安全、结构简单。但由于空气可压缩，导致控制精度低、刚度差、出力不稳定。

· 应用：工厂自动化生产线、低成本抓取与分拣、防爆场合。

4. 新型与特种执行器

· 压电执行器：利用材料电致形变，分辨率可达纳米级，响应极快，但行程极小。用于超精密定位。

· 形状记忆合金执行器：材料受热恢复记忆形状，结构紧凑但效率与寿命受限。用于微型机器人。

· 人工肌肉：

· 气动人工肌肉：充气收缩，柔顺且功率密度高，用于软体机器人、外骨骼。

· 介电弹性体执行器：电致伸缩的软材料，应变大，是软体机器人的重要方向。

二、发展方向

1. 一体化与模块化：集成电机、驱动、传感的机电一体化模块成为趋势，简化设计，提高可靠性与易用性。

2. 直驱技术：取消减速器，采用大力矩电机直接驱动，消除背隙与摩擦，实现高动态响应与洁净运行。

3. 协作与柔顺：通过集成力矩传感器、采用串联弹性执行器等技术，使机器人具备安全的力控制与人机交互能力。

4. 智能化：在执行器中集成更多传感、诊断与通信功能，实现状态监测、预测性维护与边缘计算。

5. 新材料与新原理：以介电弹性体、形状记忆合金等为代表的软体与智能材料执行器，旨在为机器人带来革命性的柔顺、自适应形态与运动能力。