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叉车液压油缸的替代品？RISE?线性驱动解决方案及其竞争格局

液压油缸维护的恶梦

今天，许多公司正在努力创造新技术，旨在取代重型机械中过时的、昂贵的、低效的液压系统。RISE?Robotics（美国瑞思机器人技术公司）就是这些公司之一。

随着他们的第一个商业产品--包装在Anthony Liftgate的Re-Gen Railtrac项目中的无液压的成功应用，RISE?正在迅速地使自己脱颖而出，并证明他们是真正的液压油缸替代品，"满足了液压应用中的所有要求"。

现代液压系统不仅具有令人难以置信的动力密度，而且非常坚固、安全，总体上很适合其在各个领域的应用。虽然少数现有的非液压技术可能看起来符合要求，但它们都被证明存在不足、应用的限制和使用过程中的安全隐患。

传统的集成商使用液压缸和其他现代有效的替代品，如符合要求的齿条和小齿轮、滚珠丝杠和滚柱丝杠。与这些技术相比，瑞思机器人革命性的无流体皮带技术提供了一个实质性的竞争优势。它表现出卓越的性能、可靠性、耐用性、成本效益、安全性和可预测性，同时也是环保的。纵观竞争性技术领域，强调了所有这些。

这些不同技术之间比较的核心在于线性驱动效率，它影响到从材料使用到运行和拥有机器的运营成本以及机器本身的资本成本等一切。

当前集中式液压系统的运行效率可能在 10% 到 40% 之间，而更复杂的电动液压执行器的运行效率在 50% 到 60% 之间。两者都必须应对各种电机损失、泵损失、小阀门和软管损失，以及由于温度和油粘度而与端口相关的损失。

RISE?Cylinder 只需应对电机和齿轮箱损失，即可提供 70% 至 85% 的整个系统效率。

体积功率密度是另一个比较点。虽然液压系统的体积功率密度是首屈一指的，但 RISE? 技术在质量功率密度方面要优越得多。

滚柱丝杠螺母的特写

特别是滚柱丝杠，在螺母和丝杠装置中采用了一组滚动螺纹接触机制。由于滚柱丝杠上的大量接触面，这些设备可以实现高负载密度。RISE? 技术所基于的皮带可以在皮带和皮带轮之间施加超过 1,000 PSI 的压力，同时允许高负载密度。

尽管体积功率密度水平相当，但滚柱丝杠的不足之处在于用于在旋转丝杠元件两侧形成块的螺母布置和支撑轴承通常非常长，从而导致显着的长度增加因子。在液压缸的情况下，缸本身只比冲程稍长。虽然它不像液压缸那么紧凑，但 RISE?Cylinder 非常接近。

除了螺杆技术自然长度较长外，还必须考虑电机和齿轮箱，这使得包装更加困难。液压系统的一个优点是电机和泵可以远程定位，从而可以将管线路由到动作。当然，这样做的缺点在于维护和通过软管的压力损失。

与液压动力装置一样，瑞思机器人系统可以将皮带从直线装置穿过较短的长度输送到更方便的皮带动力装置位置，从而大大简化了包装问题。

此外，由于其设计，液压缸和 RISE? 气缸不仅结构紧凑，而且易于扩展，并且能够实现几乎任何可以想象的行程。相比之下，滚珠丝杠和滚柱丝杠系统都必须应对临界速度限制。该临界速度取决于螺钉的尺寸、长度以及将其安装到固定点的块的相对刚度。通常，螺杆的运行速度不能超过该临界速度的 70% 左右。因此，对于高速应用，螺杆的净行程通常被限制为一米或两米长。

在这种竞争激烈的技术环境中，冲击耐受性和侧面冲击耐受性是另外两个需要考虑的领域。一个高冲击事件就足以毁掉一个系统，在各种移动液压应用中使用油缸几乎是不可能避免的。

众所周知，液压系统擅长应对冲击，因为在赫兹接触下没有金属表面由于直接的轴向冲击而被加载。RISE?Robotics 的 RISE?Cylinder 还能够在其竞争优势列表中增加冲击耐受性和侧面冲击耐受性。

RISE?Cylinder 使用具有一定弹性的皮带，允许它们进行少量的给予和索取。在满载情况下，皮带通常会拉伸约 0.5%，类似于流体在加载和卸载时的表现。RISE?Cylinder 的直线驱动器具有相似水平的固有冲击耐受性。当与直接应用于皮带各个部分的防震和防震方法相结合时，就会出现一个相当有弹性的系统。