În robotică, importanța alegerii tipologiei actuatorului este crucială pentru realizarea secvențelor de mișcare dorite și optimizarea liniei de producție sau a oricărui tip de acțiune care necesită exactitate și caracteristici dinamice specifice. Actuatorul poate fi văzut, în principa, ca un convertor de energie folosind un principiu fizic cunoscut care poate fi de diferite naturi pentru a genera lucru. Considerând actuatorul ca un subansamblu al întregului sistem de control, pot fi diferențiate diferite blocuri special dedicate și concepute pentru a se potrivi cu specificațiile actuatorului și pentru a efectua acțiunea necesară (Fig. 1).

De obicei, întregul etaj de acționare este realizat de diferite subsisteme. Etajul servo cuprinde toate componentele care sunt dedicate sursei de alimentare și conversiei semnalelor de control și, în consecință, antrenarea actuatorului în sine. Puterea primară este în principal o sursă electrică (AC 230/400 V 50 Hz), o baterie sau un generator și este primul bloc al întregului servo: convertorul este responsabil pentru translatarea semnalului de la controler în curent sau tensiune la actuator pentru efectuarea traiectoriilor dorite sau livrarea unei dinamici prescrise. Controlerul este nucleul principal al sistemelor de acționare și este dedicat pentru a calcula semnalele potrivite care trebuie trimise către actuator: pentru aplicații industriale, de obicei, un controler de poziție este cel utilizat pe scară largă, dar controlul hibrid poziție-forță este uneori implementat unde efectorul final al robotului trebuie să furnizeze forțe la interfața cu sarcina (Hollerbach et al. 1992). Strategia de selectare a actuatorului potrivit poate fi determinată de mulți factori diferiți pentru a se potrivi cerințelor specifice. În acest capitol scopul este de a introduce o privire de ansamblu asupra tehnologiei de acționare, oferind o comparație calitativă a performanței și prezentând câteva exemple de proceduri de selecție sistematică. Un actuator este definit în caracteristicile sale în termeni de dimensiuni fizice, specificații de forță sau cuplu și frecvență de operare.

În automatizare, actuatorul rulează un anumit tip de proces mecanic și alegerea trebuie să depindă de sarcina cerută, care poate fi o poziție, viteză, accelerație, cuplu (forță), putere sau o combinație a acestora. Având în vedere varietatea largă de aplicații, de la industrie la robotica de servicii, cum ar fi dispozitivele medicale și haptice, umanoizi și biomimetice, există câteva clasificări importante care trebuie urmate pentru o alegere corectă a actuatorului. Cerințele mecanice, cum ar fi forța, deplasarea, lățimea de bandă, rigiditatea, eficiența și acuratețea/rezoluția trebuie să fie corelate cu performanța necesară, ținând întotdeauna cont de principiul principal de lucru.

Este util să amintim caracteristicile actuatoarelor luând în considerare unele informații ușor de extras legate de dimensiunea fizică, cursa maximă (Fig. 2), puterea de ieșire, lățimea de bandă și frecvența de operare (Huber et al. 1997). Aceste caracteristici sunt de obicei unice pentru orice produs sau clasă individuală, dar este, de asemenea, adevărat că două actuatoare din aceeași clasă pot avea caracteristici extrem de diferite. Prin urmare, este util să se definească și o a doua clasificare bazată pe atribute normalizate capabile să definească o întreagă clasă de acționare folosind același principiu de lucru. Se poate defini:

• Deformarea actuatorului: cursa maximă furnizată de actuatorul însuși împărțită la dimensiunea actuatorului paralel cu direcția de mișcare furnizată
• Solicitarea actuatorului: raportul dintre forța maximă generată și secțiunea transversală perpendiculară pe cursă
• Densitatea actuatorului: raportul dintre masa dispozitivului de acționare și capacitatea care poate fi exprimat în cursă, putere sau viteză

Prin utilizarea unui astfel de tip de clasificare, actuatoarele care se bazează pe același principiu de funcționare au valori similare pentru proprietățile menționate anterior (Zupan et al. 2002). În urma clasificării sugerate de Huber et al. (1997), un actuator poate fi definit prin solicitarea maximă σmax și deformarea maximă Ɛmax, iar acești doi parametri pentru o dimensiune dată a acționării definesc limitele de forță și deplasare și oferă un al doilea set de atribute de clasificare:

• Modulul actuatorului este definit ca raportul dintre un mic increment al lui σ și Ɛ.
• Coeficientul de lucru al cursei este efortul maxim de acționare σmax și deformarea maximă de acționare Ɛmax, și este de obicei prezentat ca o familie de curbe în funcție de semnalul de control al actuatorului și de condiția externă care determină tipul ciclului de lucru.
• Coeficientul de putere ciclică este lucrul maxim pe ciclu de ieșire, variind de la zero la unitate, și este în principal un fel de identificare parametrică a curbei σ - Ɛ.

Figura 2 ilustrează diferite tipuri de tehnologie de acționare care, în prezent, este folosită pentru robotică și automatizare. Desigur, având în vedere marea varietate de soluții, figura încearcă să ofere un scenariu general al capacității diferitelor clase de actuatoare în furnizarea de dinamică și mișcare.