机器人是一种机电设备，能够以某种方式对其环境做出反应，并采取自主决策或行动以实现特定任务。
机器人专家开发可以自行移动的人造机械设备，其运动必须被建模、计划、感知、驱动和控制，其运动行为可能受到「编程」的影响。
这个定义意味着，只有当设备包含受传感、规划、驱动和控制组件影响的可移动机构时，它才能被称为「机器人」。 电机和执行器是使机器人可移动的设备。电机和执行器将电能转换为物理运动。 绝大多数执行器产生旋转或线性运动。
在本说明中，将解释更常见的电机和执行器类型，它们的基本原理以及如何控制它们。
电机用于「驱动」机器人中的某些东西：它的轮子、腿、轨道、手臂、手指、传感器转塔、相机或武器系统。实际上有几十种类型的电动机，但我将讨论业余机器人中最常用的类型。电机分为：
交流（交流）电机很少用于移动机器人，因为大多数机器人都是由来自电池的直流电（DC）供电的。此外，由于电子元件使用直流电，因此执行器也使用相同类型的电源更方便。交流电机主要用于需要非常高扭矩的工业环境，或电机连接到电源/墙壁插座的工业环境。因此，我不会在这里解释交流电机。
电机控制器
电机控制器是一种帮助微控制器控制电机的电子设备。电机控制器充当微控制器、电源或电池与电机之间的中间设备。
虽然微控制器（机器人的大脑）决定电机的速度和方向，但由于其功率（电流和电压）输出非常有限，它无法直接驱动它们。另一方面，电机控制器可以提供所需电压下的电流，但不能决定电机应如何运行。
因此，微控制器和电机控制器必须协同工作，以使电机适当地移动。通常，微控制器可以指示电机控制器如何通过标准和简单的通信方法（如UART或PWM）为电机供电。此外，一些电机控制器可以通过模拟电压（通常由电位计创建）手动控制。
电机控制器的物理尺寸和重量可能会有很大差异，从用于控制迷你相扑机器人的比手指尖还小的设备到重达几公斤的大型控制器。电机控制器的尺寸通常与其可以提供的最大电流有关。更大的电流意味着更大的尺寸。
由于有几种类型的电机，因此有几种类型的电机控制器（不同类型的电机需要不同类型的控制器）：
有刷直流电机
有刷直流电机是一种使用两个电刷将电流从源极传导到电枢的电机。有刷直流电机有几种变体，但永磁直流电机（PMDC）广泛用于机器人技术。有刷直流电机广泛用于从玩具到按钮可调汽车座椅的各种应用。有刷直流 （BDC） 电机价格低廉，易于驱动，并且随时提供各种尺寸和形状。
有刷直流电机由六个不同的组件组成：轴、电枢/转子、换向器、定子、磁铁和电刷。有刷直流电机由两个面向同一方向的磁铁组成，围绕位于有刷直流电机中间的两个线圈，围绕转子。线圈的位置面向磁铁，使电流流向磁铁。这会产生磁场，最终将线圈从它们面对的磁铁上推开，并导致转子转动。
有刷直流电机有两个端子;当在两个端子上施加电压时，成比例的速度输出到有刷直流电机的轴。有刷直流电机由两部分组成：定子（包括外壳、永磁体和电刷）和转子（由输出轴、绕组和换向器组成）。有刷直流电机定子是静止的，而转子相对于有刷直流电机定子旋转。定子产生围绕转子的静止磁场。转子也称为电枢，由一个或多个绕组组成。当这些绕组通电时，它们会产生磁场。该转子磁场的磁极将被吸引到定子产生的相反磁极，导致转子转动。当电机转动时，绕组不断以不同的顺序通电，以便转子产生的磁极不会超过定子中产生的磁极。转子绕组中磁场的这种切换称为换向。
与其他电动机类型（即无刷直流、交流感应）不同，BDC 电机不需要控制器来切换电机绕组中的电流。相反，BDC电机绕组的换向是通过机械方式完成的。分段铜套管称为换向器，位于 BDC 电机的轴上。当电机转动时，碳刷滑过换向器，与换向器的不同部分接触。这些段连接到不同的转子绕组，因此，当在电机的电刷上施加电压时，电机内部会产生动态磁场。重要的是要注意，电刷和换向器是BDC电机中最容易磨损的部件，因为它们相互滑动。
应用：
优势：
局限性： 除了换向器电刷发出的呜呜声外，这些电机还会产生大量电噪声，这些电噪声会回到其他电路并引起问题。
直流减速电机
减速直流电机可以定义为直流电机的扩展，之前已经揭开了其Insight细节的神秘面纱。减速直流电机有一个齿轮组件连接到电机。电机的速度以每分钟轴的转数来计算，称为 RPM .齿轮组件有助于增加扭矩并降低速度。在齿轮电机中使用正确的齿轮组合，其速度可以降低到任何所需的数字。齿轮降低车辆速度但增加其扭矩的概念称为齿轮减速。本见解将探讨使齿轮头以及齿轮直流电机工作的所有次要和主要细节。
直流减速电机的工作原理
直流电机在相当的电压范围内工作。输入电压越高，电机的RPM（每分钟转数）就越大。例如，如果电机在 6-12V 范围内工作，则在 6V 时最小 RPM，在 12V 时最大。就电压而言，我们可以将等式表示为：RPM= K1 * V，其中，K1=感应电压常数V=施加的电压。
知道齿轮的工作非常有趣。可以用角动量守恒原理来解释。半径较小的齿轮将比半径较大的齿轮覆盖更多的 RPM。但是，较大的齿轮将为较小的齿轮提供更大的扭矩，反之亦然。输入齿轮（传递能量的齿轮）与输出齿轮之间的角速度比较给出了齿轮比。当多个齿轮连接在一起时，也遵循能量守恒。另一个齿轮的旋转方向总是与相邻的齿轮相反。在任何直流电机中，RPM 和扭矩成反比。因此，具有更大扭矩的齿轮将提供较小的 RPM 并反之。在减速直流电机中，应用了脉宽调制的概念。
例如，空载的直流电机可能以 12000 rpm 的速度旋转并提供 0.1 kg-cm 的扭矩。增加了 225：1 的减速比以按比例降低速度并增加扭矩：12000 rpm / 225 = 53.3 rpm 和 0.1 x 225 = 22.5 kg-cm。电机现在能够以更合理的速度移动更多的重量。
在减速直流电机中，连接电机和齿轮头的齿轮非常小，因此它将更多的速度传递到齿轮头的较大齿部分并使其旋转。齿轮的较大部分进一步转动较小的双工部分。小型双工部分接收扭矩，但不接收其前身的速度，并将其传递到其他齿轮的较大部分，依此类推。第三档的双工部分比其他齿轮具有更多的齿，因此它将更多的扭矩传递给连接到轴的齿轮。
减速电机的控制
直流减速电机可以像直流电机控制一样进行控制。
应用：
优势：
局限性： 对于与低压电机一起使用的低成本塑料齿轮系来说，这尤其是一个问题。额外的阻力会使这些齿轮系在低速时摇摇欲坠。
第 8 步：无刷直流电机
无刷直流（BLDC）电机有很多名称：无刷永磁，永磁交流电机，永磁同步电机等。之所以出现混淆，是因为无刷直流电机不直接由直流电压源运行。但是，正如我们将看到的，基本工作原理类似于直流电机。
BLDC 具有带永磁体的转子和带绕组的定子。它本质上是一个由内而外转动的直流电机。电刷和换向器已被取消，绕组连接到控制电子设备。控制电子设备取代了换向器的功能，并为正确的绕组供电。如动画所示，绕组以围绕定子旋转的模式通电。通电的定子绕组引导转子磁铁，并在转子与定子对齐时进行切换。没有火花，这是 BLDC 电机的一个优点。
直流电机的电刷有几个限制;刷子寿命、刷子残留物、最大速度和电噪声。BLDC 电机可能更清洁、更快、更高效、噪音更小、更可靠。但是，BLDC 电机需要电子控制。
然后，无刷直流电机的结构与交流电机非常相似，使其成为真正的同步电机，但一个缺点是它比同等的「有刷」电机设计更昂贵。
内转者与外转者
有两种类型的无刷RC电机，
内转子
和
外转子
。
内转无刷电机的永磁体位于电磁铁的内部。外转子无刷电机在电磁铁的外部具有永磁体。
电机旋转得越快，效率就越高。内转子电机转动速度非常快，比外转子电机效率高得多。内转无刷遥控电机需要在遥控飞机的电机和螺旋桨之间安装减速齿轮箱。
内转子的缺点是添加的部件可能会并且确实会失败。齿轮被剥离，变速箱轴很容易弯曲。在整齐地安装遥控飞机的变速箱电机组合时，尤其是在整流罩下，它也可能是一个障碍。
操作理论
无刷电机的机械原理非常简单。唯一的运动部件是转子，其中包含磁铁。事情变得复杂的地方是协调激励绕组的顺序。每个绕组的极性由电流方向控制。动画演示了控制器将遵循的简单模式。交流电改变极性，使每个绕组具有「推/拉」效果。诀窍是使这种模式与转子的速度保持同步。有两种（广泛使用的）方法可以实现此目的。大多数爱好控制器测量未通电绕组上产生的电压（反向EMI）。这种方法在高速运行中非常可靠。随着电机旋转速度变慢，产生的电压变得更加难以测量，并且会产生更多的误差。较新的爱好控制器和许多工业控制器利用霍尔效应传感器直接测量磁体位置。这是控制计算机风扇的主要方法。
控制
无刷直流电机的控制与普通的有刷直流电机有很大不同，因为它包含了一些方法来检测转子角位置（或磁极），以产生控制半导体开关器件所需的反馈信号。最常见的位置/极传感器是「霍尔效应传感器」，但一些电机也使用光学传感器。使用霍尔效应传感器，电磁铁的极性由电机控制驱动电路切换。然后，电机可以轻松地同步到数字时钟信号，提供精确的速度控制。无刷直流电机可以构造为具有外部永磁转子和内部电磁铁定子或内部永磁转子和外部电磁定子。
速度控制
无刷直流电动机实际上是三相交流电动机。为了控制速度，使用电子速度控制或ESC。无刷电调系统基本上从板载直流电源输入产生有限电压的三相交流电源输出，通过发送从电调电路产生的一系列交流信号来运行无刷电机，采用非常低的旋转阻抗。无刷电机，根据其物理配置也称为外转子或内转子，与传统有刷电机相比，由于其效率、功率、使用寿命和重量轻，因此在「电动飞行」无线电控制航空建模爱好者中非常受欢迎。然而，无刷交流电机控制器比有刷电机控制器复杂得多。
正确的相位随电机旋转而变化，电调要考虑到这一点：通常，电机的反电动势用于检测这种旋转，但存在使用磁性（霍尔效应）或光学探测器的变化。计算机可编程速度控制通常具有用户指定的选项，允许设置低电压截止限制、正时、加速度、制动和旋转方向。反转电机的方向也可以通过将三个引线中的任何两个从电调切换到电机来实现。
电调
的额定电流 电调
将有一个功率限制。为了处理更大的功率，ESC需要更大，更重，并且更昂贵。重要的是要知道您的电机将在全油门下拉动的峰值电流。这决定了您应该在 ESC 中查找的额定电流。始终选择额定电流高于所需电流的电调。如果电机要拉动 12A，则额定电流为 25A 的电调比额定电流为 10A 的电调要好得多。10A ESC 可能会过热和烹饪，即使您只以半油门飞行。电调相对较轻，并保持很高的转售价值，因此这是您的电力系统中不值得吝啬的一个项目。选择正确的类型和确定最小额定电流是两个重要步骤。接下来的选择取决于您的偏好。
额定电压
所有电调都有电压限制。有些甚至不止一个！您的电池电压是多少？选择设计为在相同或更高电压下工作的电调。一些电调设计用于低电压（低于13V），一些用于中压（低于25V），一些用于高电压（高于25V）。您不应该将高压电池连接到低压电调，但将高压电调与低压电池一起使用也是浪费。
优势
与其「有刷」表亲相比，无刷直流电机的优势在于更高的效率、高可靠性、低电噪声、良好的速度控制，更重要的是，没有电刷或换向器磨损，从而产生更高的速度。然而，它们的缺点是它们更昂贵且控制更复杂。
应用：
优势：
局限性： 某些类型的无刷电机需要单独的控制器才能运行。
第 9 步：伺服电机
伺服电机是一种可以非常精确地推动或旋转物体的电气设备。如果要以某些特定角度或距离旋转和对象，请使用伺服电机。它只是由通过伺服机构运行的简单电机组成。如果使用的电机是直流供电的，则称为直流伺服电机，如果是交流供电的电机，则称为交流伺服电机。我们可以在小巧轻便的封装中获得非常高扭矩的伺服电机。除了这些功能之外，它们还被用于许多应用，如玩具车、遥控直升机和飞机、机器人、机器等。伺服电机的位置由电脉冲决定，其电路放置在电机旁边。
现在的伺服系统具有巨大的工业应用。伺服电机应用也常见于遥控玩具车中，用于控制运动方向，它也非常常用作移动CD或DVD播放器托盘的电机。除此之外，我们在日常生活中还看到了其他数百种伺服电机应用。使用伺服的主要原因是它提供角度精度，即它只会旋转我们想要的次数，然后停止并等待下一个信号采取进一步行动。这与普通电动机不同，普通电动机在通电时开始旋转，并且旋转会继续，直到我们关闭电源为止。我们无法控制电动机的旋转过程;但是我们只能控制旋转速度，可以打开和关闭它。
伺服机构
它由三部分组成：
它是一个闭环系统，它使用正反馈系统来控制轴的运动和最终位置。这里，设备由比较输出信号和参考输入信号产生的反馈信号来控制。
这里参考输入信号与参考输出信号进行比较，第三个信号由反馈系统产生。这第三个信号充当控制设备的输入信号。只要产生反馈信号或参考输入信号和参考输出信号之间存在差异，该信号就存在。因此，伺服机构的主要任务是在存在噪声时将系统的输出保持在所需值。
伺服电机
的工作原理 伺服由电机
（直流或交流）、电位器、齿轮组件和控制电路组成。首先，我们使用齿轮组件来降低转速并增加电机的扭矩。假设在伺服电机轴的初始位置，电位器旋钮的位置使得电位器的输出端口没有产生电信号。现在，电信号被馈送到误差检测放大器的另一个输入端。现在这两个信号之间的差异，一个来自电位器，另一个来自其他来源，将在反馈机制中进行处理，并根据误差信号提供输出。该误差信号充当电机的输入，电机开始旋转。现在电机轴与电位器连接，当电机旋转时，电位器将产生信号。因此，随着电位器角位置的变化，其输出反馈信号也会发生变化。一段时间后，电位器的位置到达电位器输出与提供的外部信号相同的位置。在这种情况下，由于外部施加的信号与电位计产生的信号之间没有差异，因此放大器到电机输入的输出信号将没有，在这种情况下电机停止旋转。
控制伺服电机：
伺服电机由控制线提供的PWM（带调制脉冲）控制。有最小脉冲、最大脉冲和重复率。伺服电机可以从其中性位置从任一方向旋转 90 度。伺服电机期望每 20 毫秒 （ms） 看到一个脉冲，脉冲的长度将决定电机转动的距离。例如，1.5ms脉冲将使电机转动到90°位置，例如如果脉冲短于1.5ms轴移动到0°，如果脉冲长于1.5ms，则使伺服转动到180°。伺服电机基于PWM（脉宽调制）原理工作，这意味着其旋转角度由施加到其控制PIN的脉冲持续时间控制。基本上伺服电机由直流电机组成，直流电机由可变电阻器（电位器）和一些齿轮控制。直流电机的高速力通过齿轮转换为转矩。我们知道功=力X距离，在直流电机中力较小，距离（速度）高，而在伺服中，力高，距离较小。电位器连接到伺服的输出轴，以计算角度并在所需角度停止直流电机。
回顾一下，伺服电机的控制脉冲与直流电机的控制脉冲之间有两个重要区别。首先，在伺服电机上，占空比（导通时间与关断时间）没有任何意义——重要的是正向脉冲的绝对持续时间，它对应于伺服轴的命令输出位置。其次，伺服有自己的电力电子设备，因此很少有功率流过控制信号。所有电源均来自其电源线，必须简单地连接到 5 伏的大电流源。
连续旋转伺服电机
连续旋转伺服电机实际上是伺服器实际要做的修改版本，即控制轴位置。360°旋转舵机实际上是通过改变舵机内部的某些机械连接来实现的。但是，某些制造商（如视差）也出售这些伺服器。使用连续旋转舵机，您只能控制舵机的方向和速度，而不能控制位置。
应用：
优势：
局限性： 大多数RC伺服器被限制为180度运动，定位精度和重复精度为+/- 1度是典型的。
步进电机
步进电机是一种将电脉冲转换为离散机械运动的机电设备。当以正确的顺序向其施加电指令脉冲时，步进电机的轴或主轴以离散的步进增量旋转。电机旋转与这些施加的输入脉冲有几个直接关系。施加脉冲的顺序与电机轴的旋转方向直接相关。电机轴的旋转速度与输入脉冲的频率直接相关，旋转的长度与施加的输入脉冲数直接相关。
步进电机是用于位置控制的出色电机。它们可以在桌面打印机、绘图仪、3D 打印机、CNC 铣床以及任何其他需要精确位置控制的东西中找到。步进电机是无刷电机的一个特殊部分。它们专为高保持扭矩而设计。这种高保持扭矩使用户能够逐步「步进」到下一个位置。这导致了一个简单的定位系统，不需要编码器。这使得步进电机控制器的构建和使用非常简单。
步进电机最显着的优点之一是能够在开环系统中精确控制。开环控制意味着不需要有关位置的反馈信息。这种类型的控制消除了对昂贵的传感和反馈设备（如光学编码器）的需求。只需跟踪输入步进脉冲即可知道您的位置。
步进电机有什么用？
每当需要受控运动时，步进电机都是不错的选择。它们可用于需要控制旋转角度、速度、位置和同步性的应用中的优势。
定位
– 由于步进器以精确的可重复步骤移动，因此它们在需要精确定位的应用中表现出色，例如 3D 打印机、CNC、相机平台和 X，Y 绘图仪。一些磁盘驱动器还使用步进电机来定位读/写磁头。
速度控制
– 精确的运动增量还可以对过程自动化和机器人技术的转速进行出色的控制。
低速扭矩
- 普通直流电机在低速时没有太大的扭矩。步进电机在低速时具有最大扭矩，因此对于需要低速和高精度的应用来说，它们是一个不错的选择。
操作理论
步进电机的行为与无刷电机完全相同，只是步长要小得多。唯一的运动部件是转子，其中包含磁铁。事情变得复杂的地方是协调激励绕组的顺序。每个绕组的极性由电流方向控制。动画演示了控制器将遵循的简单模式。交流电改变极性，使每个绕组具有「推/拉」效果。一个显着的区别是步进器的磁铁结构有何不同。很难让一组磁铁在小范围内表现良好。它也非常昂贵。为了解决这个问题，大多数步进电机利用堆叠板方法将磁极引导成「齿」。
步进电机有两种类型：
单极
和
双极
步进电机。从根本上说，这两种类型的工作方式完全相同;电磁铁以顺序方式打开，诱导中央电机轴旋转。
两种类型之间的区别在于电压电平。单极步进电机仅在正电压下运行，因此施加到电磁线圈上的高电压和低压电压分别为 5V 和 0V。双极步进电机有两个极性，正极和负极，因此其高电压和低压分别为 2.5V 和 -2.5V。考虑到这些电气差异，这两种样式之间的物理区别在于，单极配置需要在每个线圈的中间有一根额外的导线，以允许电流流过线圈的一端或另一端。这两个相反的方向产生磁场的两个极性，有效地模拟了双极步进电机的正负电压能力。虽然两者的总电压范围均为5V，但双极步进电机实际上将具有更大的扭矩，因为电流流过整个线圈，产生更强的磁场以诱导轴旋转到适当的角度。另一方面，由于线圈中间有额外的电线，单极步进电机仅利用线圈长度的一半，因此可用于磁性将轴固定到位的扭矩较小。
两相双极电机有 2 组线圈。一个4相单极电机有4.两相双极电机将有 2 根电线 - 每相 4 根。一些电机带有灵活的接线，允许您以双极或单极方式运行电机。
驱动步进机
驱动步进电机比驱动普通有刷直流电机要复杂一些。步进电机需要一个步进控制器来及时为相位通电，使电机转动。
步进电机的驱动方式有几种不同的方式，包括全步进、半步进和微步进。这些驱动方式中的每一种都提供步进电机可以使用的不同扭矩和步长。
全步进驱动器始终「打开」两个电磁铁。为了旋转中心轴，其中一个电磁铁被关闭，下一个电磁铁被打开，导致轴旋转1/4的齿（至少对于混合步进电机）。这种始终有两个电磁铁的样式在所有样式中具有最大的扭矩，但步长最大。半步驱动在两个电磁铁和仅一个电磁铁打开之间交替。要旋转中心轴，第一步是第一个电磁铁通电，然后第二个电磁铁也通电，而第二个电磁铁在第二步中仍然通电。第三步关闭第一个电磁铁，第四步打开第三个电磁铁，同时第二个电磁铁仍然供电。这种模式，如上图所示，使用的步长是全步进驱动的两倍，允许步长的一半，但它的整体扭矩也较小，因为并不总是有两个电磁铁将中心轴固定到位。毫不奇怪，微步在这些样式中具有最小的步长。最常见的微步方法之一是进行「正弦余弦微步」。这意味着流过每个线圈的电流纵，从而产生正弦/余弦波。两个线圈之间波的「重叠」导致大量的子步骤。子步的实际数量取决于您可以为线圈提供多少明显的电流变化，但微步仍然是所有样式中最小的步长，因此是最精确的运动。与这种方式相关的扭矩取决于在特定时间流过线圈的电流量，但始终小于全步进驱动。
应用：
优势：
局限性：
如何为您的机器人选择正确的电机？
选择适合您任务的电机是规划机器人项目最重要的部分之一。正如笑话所说，好消息是有许多类型的电机可供选择，坏消息也是有许多类型的电机可供选择。
要选择适合您项目的电动机，您应该考虑一些重要的电机规格：
扭矩是衡量电机提供「转动力」的能力的指标。在机器人中，电机扭矩被传递到轮子或杠杆，然后导致机器人移动或杠杆抬起、推或拉动某物。扭矩是根据力乘以力与旋转点（即电机轴）之间的垂直距离来测量的。它通常以盎司英寸（oz-inch），克厘米 （gm-cm） 或英尺磅 （ft-lbs） 表示。盎司英寸（oz-in）是最常见的。
估算所需的扭矩是一项艰巨的任务。我们需要知道负载/漫游车的质量和摩擦，以便确定电机选择的扭矩。获得质量估计（甚至更好的实际质量）对于选择电机至关重要。如果您根据质量估计进行设计，则应为质量膨胀应用良好的余量。摩擦力是一种力，而不是反对两个相互接触的表面之间的运动。您必须考虑静摩擦、动态摩擦和滚动摩擦才能准确测量扭矩。
为了驱动机器人，电机扭矩必须至少克服作用在车轮半径上的摩擦力的外部扭矩。使用以下公式找到所需的扭矩：
T = 8 x C x W x D
摩擦力从 0.001 到 0.03 不等。例如，对于 C= 0.03，移动带有 5 英寸直径轮子的 4 磅机器人的最小扭矩为：
T = 8 x 0.03 x 5 磅 x 4 英寸 = 4.8 盎司英寸
只有当扭矩大于与机器人运动相反的总力时，电机才能保持恒定速度。如果电机转矩小于反向转矩，电机将停止并可能损坏，因为电能无法转换为转矩。
确定您需要多少力/扭矩后，下一步是确定车轮需要转动的速度。速度要求更容易估计，并且取决于您的机器人应该以多快的速度运行。直流电机以数千RPM的速度以低扭矩运行，但与此相比，大多数机器人需要的速度较低。输出扭矩太低，无法移动机器人。因此，这不适合驾驶机器人。为了使用电机，我们增加了一个变速箱来降低电机转速并增加输出扭矩。根据电机和变速箱输出轴之间使用的齿轮，同一电机可能会产生不同的扭矩和速度额定值。许多直流电机已经连接了变速箱，这些简称为直流减速电机，是电机的类型。通过降低速度，您还可以提高电机的位置精度。减速电机的速度、扭矩和精度直接受齿轮比的影响，如以下等式所示：
输出速度 = 电机转速 / 齿轮比
输出精度 = 电机精度 / 齿轮比
虽然减速比在确定变速箱输出扭矩方面起着很大的作用，但通过使用变速箱也引入了效率低下的问题。电机的一些扭矩转化为热量，由于齿轮之间的摩擦而损失。另一个缺点是齿轮电机不精确。也就是说，同一型号的两台电机，在同一天制造，并以相同的电流和电压运行，不会以完全相同的速度转动。因此，具有两个驱动电机的机器人（最常见的配置）不会在没有某种控制单个电机速度的方法的情况下直线移动。
对于变速箱，扭矩和速度可以被视为一个可互换的特性：如果您需要更大的扭矩和更低的速度，请尝试找到具有更高减速比的变速箱的相同电机。如果您需要更高的速度和更小的扭矩，请尝试找到具有较低减速比的变速箱的相同电机。但是，不建议单独购买变速箱和电机进行混合搭配，除非它们是专门为彼此设计的。变速箱定制可能会出错很多，对于大多数用户来说，简单地购买已经连接变速箱的电机要麻烦得多。
一个主要缺点是齿轮头电机不精确。一些应用需要非常精确的运动和角度，如机械臂和模型平面控制面。步进电机和伺服电机最适合此类应用。伺服电机具有内部位置调节功能，并降低到较低的速度，从而实现非常精确的位置控制。步进电机逐步移动，利用磁场以离散增量移动电机。根据电机的步长和控制器的步进模式，步进电机可以实现极其精确的位置。步进电机的步距角通常低至1.8º，使用微型步进控制器可以一次前进十六分之一。步进电机还具有高保持扭矩的优点 - 当电机停止但仍通电时，它将牢固地保持其位置。
通常，伺服电机的尺寸比步进电机小，扭矩小。大多数舵机的运动范围也有限。典型的伺服电机的旋转范围为 180º 或更小，尽管有些能够多次旋转甚至连续旋转。伺服系统在不需要高扭矩或大运动范围的RC（远程控制）应用中最常见。另一方面，步进电机用于需要极高精度或高扭矩的应用。CNC（计算机数控）机床是步进电机用途的一个典型例子。
一些应用需要高速和轻质，例如多旋翼和无人机，在这种情况下，使用高效的无刷直流电机。
另一个重要的考虑因素是工作电压。在计划项目中将使用哪些电池组之前，您必须找到电机运行的标称电压通常电压越高，电机的速度越高。您可以查看电机数据表中的电压常数，以了解每伏特的速度。
机器人项目中最常用的电动机是直流电动机。直流电机的常见首选电压为 3、6、12 和 24 伏。如果对电机施加的电压低于数据手册中的电压，则扭矩将无法克服内部摩擦 - 主要来自电刷。此外，如果对电机施加比支持的电压更高的电压，它可能会发热并可能损坏。
参考：
机器人中使用的不同类型的电机 - 机器人热潮 (robocraze.com)
完整的机器人电机指南：12个步骤（附图） - 指导 (instructables.com)
用于机器人应用的电机和驱动器 |电工 (electrocraft.com)
