液壓技術在機器人應用概況

液壓技術在機器人應用概況

電動驅動系統為機器人領域中最常見的驅動器，但存在輸出功率小、減速齒輪等傳動部件容易磨損的問題。相對電動驅動系統，傳統液壓驅動系統具有較高的輸出功率、高帶寬、快響應以及一定程度上的精準性。因此，機器人在大功率的應用場合下一般采用液壓驅動。

     隨著液壓技術與控制技術的發展，各種液壓控制機器人已廣泛應用。液壓驅動的機器人結構簡單，動力強勁，操縱方便，可靠性高。其控制方式多式多樣，如仿形控制、操縱控制、電液控制、無線遙控、智能控制等。液壓系統應用于機器人，有以下特點。

    (1)高壓化

    液壓系統的特點就是輸出的力矩和功率大，而這依賴于高壓系統。隨著大型機器人的出現，向高壓發展是液壓系統發展的一個趨勢。從人機安全和系統元件壽命等角度來考慮，液壓系統工作壓力的增高受很多因素的制約。如液壓系統壓力的升高，增加了工作人員和機體的安全風險系數；高壓下的腐蝕物質或顆粒物質將在系統內造成更嚴重的磨損；壓力增大是泄漏增加，從而使系統的容積校率降低；零部件的強度和壁厚勢必會因為高壓而增加，致使元件機體、重量增大或者工作而積和排量減小，在給定負載下，工作壓力過高導致的排量和工作而積減小將致使液壓機械的共振頻率下降，給控制帶來困難。

    (2)靈敏化與智能化

    根據實際施工的需要，機器人向著多功能化和智能化方向發展，這就使機器人有很強的數據處理能力和精度很高“感知”能力。使用高速微處理器、敏感元件和傳感器不只是能滿足多功能和智能化要求，還可以提高整機的動態性能，縮短響應時間，使機器人而對急劇變化的負載能快速做出動作反應。先進的激光傳感器、超聲波傳感器、語音傳感器等高精度傳感器可提高機器人的智能化程度，便于機器人的柔性控制。

    (3)注重節能增效

    液壓驅動系統為大功率作業提供了保證，但液壓系統由節流損失和容積損失，整體效率不高。因此新型材料的研制和零部件裝配工藝的提高也是提高機器人工作效率的必然要求。

    (4)發揮軟件的作用

    先進的微處理器、通訊介質和傳感器必須依賴于功能強大的軟件才能發揮作用。軟件是各組成部分進行對話的語言。各種基于匯編語言或高級語言的軟件開發平臺不斷涌現，為開發機器人控制軟件程序提供了更多、更好的選擇。軟件開發中的控制算法也日趨重要，可用專家系統建立合理的控制算法，PID和模糊控制等各種控制算法的綜合控制算法將會得到更完關的應用。

    (5)智能化的協同作業

    機群的協同作業是智能化的單機、現代化的通訊設備、GPS、遙控設備和合理的施工工藝相結合的產物。這一領域為電液系統在機器人的應用提供了廣闊的發展空間。