3.3 Гидравлический привод

Анализ и обобщение данных о парке отечественных и зарубежных промышленных роботов позволяет сделать ввод о том, что гидравлические и электрогидравлические приводы используются примерно в 30% моделей. Как правило, гидравлические приводы применяются для роботов средней, большой и сверх большой грузоподъемности.

Широкое распространение гидропривода в робототехнике обусловлено следующими его достоинствами:

- высокое быстродействие;

- использование в качестве рабочего тела несжимаемой жидкости (это дает возможность осуществить управление по заданной программе, получить высокую стабильность скорости выходного звена, при изменении нагрузки в широком диапазоне и высокую точность позиционирования);

- бесступенчатость регулирования скорости выходного звена;

- большой коэффициент усиления по мощности (более 1000) и большие передаваемые усилия.

- достаточно высокий КПД;

- относительно малая масса используемых устройств;

- большой опыт разработки и эксплуатации гидроприводов в розличных отраслях техники;

- широкий ассортимент элементов гидроприводов, выпущенных промышленностью,

- отсутствие дополнительных кинематических цепей между выходным звеном привода и рабочим органом ПР.

Недостатки:

- использование в качестве рабочего тела жидкости требует создания специальных насосно-аккумуляторных установок (НАУ) (эти установки монтируются в конструкции робота, чтобы сохранить его мобильность и автономность, и приводит к увеличению массы робота);

- ресурс рабочей жидкости ограничен и ее необходимо часто менять (а вместе с этим и фильтры);

- с изменением температуры вязкость жидкости меняется, а следовательно меняются характеристики гидропривода (предел рабочих температур жидкости привода 150С, поэтому эксплуатация его в среде с повышенной температурой невозможна;

- возможность протекания жидкости через сальники.

Основной используемый орган гидропривода гидроцилиндр. Конструктивно он не отличается от пневмоцилиндра. Для получения непрерывного вращательного движения применяют гидравлические моторы. чаще всего используется шестереночный (рис 3.5) или лопастной (рис 3.6) моторы.

Рис. 3.5 Рис. 3.6

В роботах широко применяются гидравлические приводы с электрическим управлением. В этих приводах управляющий электрический сигнал с помощью электромагнитного преобразователя или электродвигателя (постоянного тока или шагового) преобразуется в перемещение золотника, регулирующего поток жидкости в гидросистеме.

Электропривод строится на одной из функциональных схем, представленных на рис.3.7.

Рис. 3.7.

В гидроприводе с цикловым управлением электромагнитный преобразователь (ЭМП) и золотниковый распределитель (ЗР) выполняются двухпозиционными («включения-выключения» или «вперед-назад») и вместе они образуют электрогидравлический клапан (ЭГК), распределяющий поток рабочей жидкости без регулирования скорости перемещения гидродвигателя (ГД).

В позиционных и контурных гидроприводах дросселирующие золотниковые распределители (ДЗР), которые распределяют поток жидкости по направляющим и регулируют скорость перемещения гидродвигателя.

В позиционном гидроприводе в качестве устройства, управляющим золотником распределителя, используется шаговый электропривод (ШЭ), состоящий из шагового электродвигателя и схемы управления.

Дросселирующий золотниковый распределитель и гидродвигатель вместе представляют собой гидравлический усилитель момента (ГУМ) электродвигателя, образуя электрогидравлический привод робота.

В ПР с контурным управлением золотник распределитель перемещается с помощью двигателя постоянного тока (ДПТ), управляемого сигналом регулятора (Рег) через электронный усилитель (ЭУ).

Гидроприводы ПР всех степеней подвижности вместе с другими гидроэлементами (насосная установка, трубопровод, предохранительные и перепускные клапана, гидроаккумулятор, распределители, дроссели и т.д.) составляют автономную гидросистему робота).