常见挖掘机的结构包含动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构及辅助设施等。其中,传动机构通过液压泵将发动机动力传递至液压马达、液压缸等执行元件,驱动工作装置完成各类作业动作。
气动技术作为设备驱动方式,具备以下显著优势:
· 介质获取与处理便捷:气压传动工作压力较低,工作介质(空气)获取容易,使用后可直接排入大气,无需设置专门的回收管道与容器;介质清洁度高,管道不易堵塞,且无介质变质及频繁补充的问题。
· 阻力损失与泄漏量小:压缩空气在输送过程中,阻力损失极小(通常仅为油路阻力的千分之一),便于集中供应与远距离输送;外泄漏不会像液压传动那样导致压力明显下降或造成严重污染。
· 动作迅速且反应灵敏:气动系统通常仅需 0.02s-0.3s 即可建立所需压力与速度,同时能实现过载保护,易于适配自动控制需求。
· 能源可储存:压缩空气可储存在储气罐中,即便发生突然断电等突发情况,设备及工艺流程也不会突然中断,保障作业连续性。
· 工作环境适应性强:在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中,气压传动与控制系统的稳定性优于机械、电器及液压系统,且不会因温度变化影响传动与控制性能。
· 成本低廉:气动系统工作压力较低,对气动元件、辅助部件的材质与加工精度要求相对宽松,制造难度低,成本更具优势。
传统观点认为,气体的可压缩性导致气动伺服系统难以实现高精度定位(尤其在高速场景下);此外,气源工作压力较低使得设备抓举力有限。尽管气动技术作为机器人驱动功能已部分被工业界认可,且简易智能网联挖掘机的气动控制系统也已投入应用,但因气动机器人相关技术进展的宣传普及不足,工业自动化领域对气动智能网联挖掘机的实用性与发展前景仍存在一定疑虑。