机电一体化系统的气动装置

得益于执行器，移动机器、机器人和各种机电系统能够移动或改变其部件的位置。系统的这个或那个部分的运动方向称为自由度，执行器的自由度越大，机器、机器人或执行器的移动性就越大。

根据驱动器的类型，或多或少定性地实现了机器部件之间的相互作用，以及其操作的效率和灵活性。选择执行器的类型是一项艰巨的任务，由机器人工程师和技术人员在系统设计阶段决定。

使用的流行驱动器类型之一 在机电系统中 — 气动执行器…这里使用气体作为工作介质，通常是压缩空气，其能量驱动机构。这就是气动执行器便宜、可靠、易于安装和操作以及防火的原因。购买和处理工作流体（空气）是免费的。

但也存在一些缺点，例如管道密封性差可能导致工作压力降低，导致功率和速度损失，以及定位复杂。尽管如此，如今气动马达、气缸和气动气动马达广泛用于机器人和移动机器中。

让我们看一个典型的设备 气动驱动…气动驱动器本身必然包括压缩机和气动马达。在这种组合中，系统可以根据负载要求转换驱动器的机械特性。

平移运动的气动执行器是双位置的，当工作体的运动在两个端点位置之间进行时，以及多位置，当运动在不同的位置进行时。

根据操作原理，气动执行器可以是单作用的（当弹簧提供返回到起始位置时）或双作用的（返回，像工作运动一样，是由压缩空气产生的）。气动直线执行器主要分为活塞式和膜片式两种。

在气动活塞执行器中，活塞在压缩空气或弹簧的作用下在气缸中移动（单作用执行器的返回行程由弹簧提供）。在气动膜片执行器中，一个由膜片分成两个腔室的腔室，一侧是压缩空气压在膜片上，另一侧是一根杆连接到膜片上，并从膜片上接收纵向力。因此，气动执行器成功地用于循环控制系统，例如具有水平杆运动的机械手。

从功能上，气动执行器可分为四个单元：空气准备单元、压缩空气分配单元、执行器电机、压缩空气至执行器的传输系统。

在空调机组中，空气被干燥并清除灰尘。根据程序，分配块打开或关闭（在阀门的帮助下）压缩空气供应到驱动电机的腔体。

这些阀门通常由电磁或气动操作（如果环境是爆炸性的）。执行发动机缸体实际上是带有活塞的气缸，它们沿直线旋转或移动——气缸具有不同的给定排量、力和速度。

每台发动机都有自己的工作循环，循环顺序由工艺流程严格确定并由相应的程序控制 机器人控制系统…根据手头的任务，将压缩空气传输到不同设备的系统使用不同部分的气动驱动器。

原则上，气动驱动器中能量的传输和转换看起来像这样。原动机驱动压缩空气的压缩机。然后压缩空气通过控制设备输送到气动马达，在那里它的能量被转换成机械能（活塞、杆的运动）。之后，工作气体被排放到环境中，即不返回压缩机。

气动驱动器的优势怎么强调都不为过。与液体相比，空气更易压缩，密度和粘性更小，液体更多。空气粘度随着压力和温度的增加而增加。

但由于空气总是含有少量水蒸气并且没有润滑性能，因此存在冷凝对腔室工作表面产生有害影响的风险。因此，气动驱动器需要调节，即预先赋予它们这样的特性，以延长其作为工作环境使用的驱动器的使用寿命。