Актуатор (исполнительный механизм, привод) — это устройство, которое превращает управляющий сигнал в физическое движение. Если контроллер — «мозг» робота, а датчики — «органы чувств», то актуатор играет роль «мышц»: именно он приводит в действие суставы, колёса, захваты и другие подвижные части. Любое перемещение, которое совершает робот, в конечном счёте выполняет тот или иной актуатор.
Принцип общий: на вход поступает команда (электрический, пневматический или гидравлический сигнал), а на выходе получается механическое действие — вращение или линейное перемещение. По типу используемой энергии актуаторы роботов делят на три большие группы:
- Электрические — самые распространённые в робототехнике: электродвигатели, сервоприводы, шаговые двигатели, линейные электроприводы. Они компактны, точно управляются и легко интегрируются с электроникой.
- Пневматические — работают за счёт сжатого воздуха; просты, быстры и создают большое усилие, но хуже поддаются точному позиционированию. Часто применяются в захватах.
- Гидравлические — используют давление жидкости и развивают очень большое усилие; их ставят на мощных промышленных и шагающих роботах, где нужна высокая нагрузочная способность.
По характеру движения актуаторы бывают вращательными (двигатель, поворотный сустав) и линейными (шток выдвигается и втягивается — например, для подъёма платформы или разгибания «ноги» робота). Отдельный класс — захватные механизмы, которые сжимают и разжимают «пальцы» робота.
Важно понимать соотношение понятий: актуатор — это широкий термин, охватывающий любой исполнительный механизм, тогда как, например, сервопривод — это частный случай актуатора с точным управлением по обратной связи. При проектировании робота актуатор подбирают под задачу конкретного узла, балансируя между усилием, скоростью, точностью, массой и энергопотреблением.
Источники:
- Исполнительное устройство // Википедия. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Исполнительное_устройство
- Приводы и актуаторы в робототехнике // Habr. URL:https://habr.com/ru/articles/750222/
