拆解液压机器人手臂

机器人手臂在日常生活中经常都会使用，特别是在大型工业的生产线中，协助人类处理重复性及效危险性的工作，例如焊接、汽车生产、喷油等等。

常见的机器人手臂会仿照人类手臂的关节移动，又称为“关节型机器人手臂”。一般有三个或以上的转动轴，其中一个在基座上旋转，另外两个就不同方向转动，使能够进行水平和垂直的移动。液压机器人手臂就是运用水压体力学的原理，来驱动不同铰位的活动。

工业和研究经常有使用到的机器人手臂。

什么是“水压体力学”？

利用两个胶针筒和一条胶管，可用作解释水压体力学的原理：

1. 把其中一个胶针筒注满水。
2. 接驳胶管后，把另一端放入水中。
3. 把注了水的胶针筒的水推出把胶管的空气排出，再抽满水至胶针筒和胶管内。
4. 把胶管的另一端接驳至另一支胶针筒，简单的水压动力装置就完成了。

只要推压注满水的针筒，水便从针对走到另一针筒，产生水压来推动另一针筒移动，整个过程就是能量转移，力量由一端传至另一端，而另一端所接收的受力和施力差不多。

机器人手臂内藏科学

液压机器人手臂是运用了“流体力学”的“帕斯卡原理”，在密闭容器中，静止流体的某一部分发生压力变化，它会毫无损失地传送至流体的各部分和容器的内壁。

当施力于A的活塞，会使胶针筒B内受到压力，而胶针筒B所受的压力会传到胶管C内，再传至胶针筒D内，实际上B、C和D所受的压力是相同的。

计算帕斯卡原理

在帕斯卡原理中，提及到水压动力装置，而计算压力的公式是：

压力 (P) = 力 (F) / 面积 (A)

根据公式，如果在施力一方的活塞面积效小，而受力一方的活塞面积效大，操作上可以使用较小的人力去推动或抬起重物。

压力 (P) = 力 (F) / 面积 (A)

全组机器人手臂分为多个部分。

液压机臂工程手运作

液压机器人手臂的好处是在不需要连接电池或电动机，只需透过操作控制杆接驳气缸及胶管，再施加力到盛满液体的气缸，就可改变“水压”来操作的机器人手臂不同关节的活动。

在液压机器人手臂中，由五组水压动力装置组成，控制机器人手臂不同部分的活动。在机械工具中，经常会用滑块机械和摇杆机械配合运用来令关节活动。

液压机器臂示意图1

液压机器臂示意图2

液压机器臂示意图3

液压机器人手臂就是利用水压动力装置来取代滑块机械和摇杆机械。

液压机器臂示意图4

液压机器臂示意图5

液压机器臂示意图6

当每个控制杆都连接着针筒型的液压筒，利用推拉的方式可改变液压。此外，若把推杆改成锯齿状，能够配合不同的齿轮组使用，有助做出不同的功能。例如机械钳的开合效果。

在日常生活中，有很多用品都会应用液压式或气压式的机械原理，控制巴士和港铁列车车门的开关，以及油压式门铰就是运用了此原理。