Ein Hydraulikaktuator nutzt unter Druck stehende Flüssigkeit, um Kraft zu erzeugen. Wird Flüssigkeit in einen Zylinder gedrückt, bewegt sich der Kolben. Die dabei entstehende Kraft kann enorm sein. Hydraulik treibt Bagger, Bulldozer und die riesigen Arme von Industrierobotern an. Sie kommt auch in einigen humanoiden Robotern und Exoskeletten zum Einsatz, wo eine hohe Kraftdichte wichtig ist.

Das Basissystem besteht aus einer Pumpe, einem Reservoir, Ventilen und einem Zylinder oder Motor. Die Pumpe setzt die Flüssigkeit unter Druck. Ventile leiten sie zur einen oder anderen Seite des Kolbens. Die Flüssigkeit drückt den Kolben und erzeugt so eine lineare Bewegung. Ein Hydraulikmotor erzeugt eine Drehbewegung. Druckbegrenzungsventile verhindern eine Überlastung.

Eigenschaften des hydraulischen Aktuators

• Hohe Leistung bei kompakter Bauweise.
• Schnelle Reaktionszeit bei hoher Leistungsdichte.
• Flüssigkeitsverluste und Wartungsarbeiten sind häufige Probleme.
• Der Wirkungsgrad ist geringer als bei elektrischen Systemen.
• Für eine präzise Steuerung sind Servoventile und Rückkopplung erforderlich.

Hydraulik ist bei Baumaschinen unübertroffen, weil keine andere Technologie die gleiche Kraft entfaltet. Ein Hydraulikzylinder von der Größe eines Arms kann ein Auto anheben. Elektromotoren derselben Größe schaffen das nicht. Doch Hydraulik ist fehleranfällig. Schläuche können undicht werden. Die Flüssigkeit erhitzt sich. Pumpen sind laut. In der Robotik kommt Hydraulik zum Einsatz, wenn eine hohe Kraftdichte entscheidend ist, wie beispielsweise bei den frühen Modellen Atlas und BigDog von Boston Dynamics. Neuere Versionen nutzen elektrische Aktuatoren für einen saubereren Betrieb und höhere Effizienz. Hydraulik wird nicht verschwinden, aber sie teilt sich den Platz mit elektrischen Alternativen, die sich jährlich verbessern.