科學實驗系列

WI142-4

液壓手臂機器人

定價 : NT$ 350
會員價 : NT$350
DETAIL

液壓手臂機器人 適合高年級學生 略有難度
內附說明書 不需要電池,只透過水的壓力(液壓)轉換成動力,使用針筒齒輪的設計結合木板的結構, 進行旋轉 升降 伸縮 抓取等各樣運動, 快樂享受小小工程師的成就感!
液壓手臂設計活動中 需要利用液壓手臂夾取重物,其中學生會運用到 "帕斯卡原理"及"槓桿原理" 的設計概念


甚麼是「水壓體力學」?

利用兩個膠針筒和一條膠管,可用作解釋水壓體力學的原理:

1. 把其中一個膠針筒注滿水。
2. 接駁膠管後,把另一端放入水中。
3. 把注了水的膠針筒的水推出把膠管的空氣排出,再抽滿水至膠針筒和膠管內。
4. 把膠管的另一端接駁至另一支膠針筒,簡單的水壓動力裝置就完成了。

只要推壓注滿水的針筒,水便從針對走到另一針筒,產生水壓來推動另一針筒移動,整個過程就是能量轉移,力量由一端傳至另一端,而另一端所接收的受力和施力差不多。

機器人手臂內藏科學

液壓機器人手臂是運用了「流體力學」的「帕斯卡原理」,在密閉容器中,靜止流體的某一部分發生壓力變化,它會毫無損失地傳送至流體的各部分和容器的內壁。

當施力於A的活塞,會使膠針筒B內受到壓力,而膠針筒B所受的壓力會傳到膠管C內,再傳至膠針筒D內,實際上B、C和D所受的壓力是相同的。

 

液壓機臂工程手運作

液壓機器人手臂的好處是在不需要連接電池或電動機,只需透過操作控制桿接駁氣缸及膠管,再施加力到盛滿液體的氣缸,就可改變「水壓」來操作的機器人手臂不同關節的活動。

在液壓機器人手臂中,由五組水壓動力裝置組成,控制機器人手臂不同部分的活動。在機械工具中,經常會用滑塊機械和搖桿機械配合運用來令關節活動。

液壓機器人手臂就是利用水壓動力裝置來取代滑塊機械和搖桿機械。

 

當每個控制桿都連接著針筒型的液壓筒,利用推拉的方式可改變液壓。此外,若把推桿改成鋸齒狀,能夠配合不同的齒輪組使用,有助做出不同的功能。例如機械鉗的開合效果。

在日常生活中,有很多用品都會應用液壓式或氣壓式的機械原理,控制巴士和港鐵列車車門的開關,以及油壓式門鉸就是運用了此原理。