液壓執行器利用加壓流體產生力。將流體推入汽缸,活塞便會移動。產生的力可能非常巨大。液壓系統驅動挖土機、推土機以及工業機器人的巨型機械手臂。在一些需要高力密度的類人機器人和外骨骼中,也使用了液壓系統。
基本系統包括幫浦、儲液罐、閥門和缸體或馬達。泵對流體加壓。閥門控制流體流向活塞的一側或另一側。流體推動活塞,產生直線運動。液壓馬達產生旋轉運動。洩壓閥防止過載。
液壓執行器特性
- 小巧的體積卻蘊藏著強大的力量。
- 反應速度快,功率密度高。
- 液體洩漏和維護是常見問題。
- 效率低於電力系統。
- 精確控制需要伺服閥和回饋。
液壓系統在重型設備領域佔據主導地位,因為沒有其他技術能與之匹敵。一個手臂大小的液壓缸就能舉起一輛汽車,而同樣大小的電動馬達卻做不到。但液壓系統有些問題:軟管容易洩漏,液壓油會發熱,幫浦噪音也很大。在機器人領域,液壓系統常用於對力密度要求極高的應用場景,例如波士頓動力公司早期的Atlas和BigDog機器人。而更新的型號則轉向了電動執行器,以實現更清潔的操作和更高的效率。液壓系統不會消失,但它正在與日益進步的電動替代方案並駕齊驅。
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