液压执行器利用加压流体产生力。将流体推入气缸,活塞便会移动。产生的力可能非常巨大。液压系统驱动挖掘机、推土机以及工业机器人的巨型机械臂。在一些需要高力密度的类人机器人和外骨骼中,也使用了液压系统。
基本系统包括泵、储液罐、阀门和缸体或马达。泵对流体加压。阀门控制流体流向活塞的一侧或另一侧。流体推动活塞,产生直线运动。液压马达产生旋转运动。泄压阀防止过载。
液压执行器特性
- 小巧的体积却蕴藏着强大的力量。
- 响应速度快,功率密度高。
- 液体泄漏和维护是常见问题。
- 效率低于电力系统。
- 精确控制需要伺服阀和反馈。
液压系统在重型设备领域占据主导地位,因为没有任何其他技术能与之匹敌。一个手臂大小的液压缸就能举起一辆汽车,而同样大小的电动机却做不到。但液压系统存在一些问题:软管容易泄漏,液压油会发热,泵噪音也很大。在机器人领域,液压系统常用于对力密度要求极高的应用场景,例如波士顿动力公司早期的Atlas和BigDog机器人。而更新的型号则转向了电动执行器,以实现更清洁的操作和更高的效率。液压系统不会消失,但它正在与日益进步的电动替代方案并驾齐驱。
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