機電一體化系統的氣動裝置

得益於執行器，移動機器、機器人和各種機電系統能夠移動或改變其部件的位置。系統的這個或那個部分的運動方向稱為自由度，執行器的自由度越大，機器、機器人或執行器的移動性就越大。

根據驅動器的類型，或多或少定性地實現了機器部件之間的相互作用，以及其操作的效率和靈活性。選擇執行器的類型是一項艱鉅的任務，由機器人工程師和技術人員在系統設計階段決定。

使用的流行驅動器類型之一 在機電系統中 — 氣動執行器…這裡使用氣體作為工作介質，通常是壓縮空氣，其能量驅動機構。這就是氣動執行器便宜、可靠、易於安裝和操作以及防火的原因。購買和處理工作流體（空氣）是免費的。

但也存在一些缺點，例如管道密封性差可能導致工作壓力降低，導致功率和速度損失，以及定位複雜。儘管如此，如今氣動馬達、氣缸和氣動氣動馬達廣泛用於機器人和移動機器中。

讓我們看一個典型的設備 氣動驅動…氣動驅動器本身必然包括壓縮機和氣動馬達。在這種組合中，系統可以根據負載要求轉換驅動器的機械特性。

平移運動的氣動執行器是雙位置的，當工作體的運動在兩個端點位置之間進行時，以及多位置，當運動在不同的位置進行時。

根據操作原理，氣動執行器可以是單作用的（當彈簧提供返回到起始位置時）或雙作用的（返回，像工作運動一樣，是由壓縮空氣產生的）。氣動直線執行器主要分為活塞式和膜片式兩種。

在氣動活塞執行器中，活塞在壓縮空氣或彈簧的作用下在氣缸中移動（單作用執行器的返回行程由彈簧提供）。在氣動膜片執行器中，一個由膜片分成兩個腔室的腔室，一側壓縮空氣壓在膜片上，另一側有一根桿連接到膜片上，並從膜片上接收縱向力。因此，氣動執行器成功地用於循環控制系統，例如具有水平桿運動的機械手。

從功能上，氣動執行器可分為四個單元：空氣準備單元、壓縮空氣分配單元、執行器電機和壓縮空氣傳輸系統至執行器。

在空調機組中，空氣被乾燥並清除灰塵。根據程序，分配塊打開或關閉（在閥門的幫助下）壓縮空氣供應到驅動電機的腔體。

這些閥門通常由電磁或氣動操作（如果環境是爆炸性的）。執行發動機缸體實際上是帶有活塞的氣缸，它們可以沿直線旋轉或移動——氣缸具有不同的給定排量、力和速度。

每台發動機都有自己的工作循環，循環順序由工藝流程嚴格確定，並由相應的程序控制 機器人控制系統… 根據手頭的任務，將壓縮空氣傳輸到不同設備的系統使用具有不同部分的氣動驅動器。

原則上，氣動驅動器中能量的傳輸和轉換看起來像這樣。原動機驅動壓縮空氣的壓縮機。然後壓縮空氣通過控制設備輸送到氣動馬達，在那裡它的能量被轉換成機械能（活塞、桿的運動）。之後，工作氣體被排放到環境中，即不返回壓縮機。

氣動驅動器的優勢怎麼強調都不為過。與液體相比，空氣更易壓縮，密度和粘性更小，液體更多。空氣粘度隨著壓力和溫度的增加而增加。

但由於空氣總是含有少量水蒸氣並且沒有潤滑性能，因此存在冷凝對腔室工作表面產生有害影響的風險。因此，氣動驅動器需要調節，即預先賦予它們這樣的特性，以延長其作為工作環境使用的驅動器的使用壽命。