氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有作往復直線運動的和作往復擺動的兩類（見圖）。作往復直線運動的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種。
①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。
②雙作用氣缸：從活塞兩側交替供氣，在一個或兩個方向輸出力。
③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位。它的密封性能好，但行程短。
④沖擊氣缸：這是一種*元件。它把壓縮氣體的壓力能轉換為活塞高速(10～20米/秒)運動的動能，借以作功。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋。中蓋和活塞把氣缸分成儲氣腔、頭腔和尾腔三室。它廣泛用于下料、沖孔、破碎和成型等多種作業(yè)。作往復擺動的氣缸稱擺動氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸作擺動運動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉氣缸、氣液阻尼缸和步進氣缸等。
CDA2B100-200ZSMC氣缸型號參數(shù)圖解
日本SMC氣缸在柔性機械臂具有質(zhì)量輕、負載大、速度快、能耗低、發(fā)射成本低等優(yōu)點，在自動化設備的工業(yè)場合和空間機器人中應用越來越廣泛。由于柔性機械臂在運動過程中會產(chǎn)生扭曲、剪切等彈性變形，引起機器人末端的彈性變形誤差，從而影響機器人的工作精度。柔性機械臂的模態(tài)阻尼很小，在運動時或定位時容易產(chǎn)生彈性振動，影響運動平穩(wěn)性和定位精度，高頻小幅值振動可以較快速的衰減，但是其低頻大幅值振動會持續(xù)很長的時間，這不僅影響了系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，還會引起結構的疲勞破壞，因此需要對其采用主動控制，抑制振動。
針對柔性機械臂的振動問題，日本SMC氣缸提出了一種基于無桿氣缸驅動和壓電片驅動器同時作用的振動控制方案。采用脈沖碼調(diào)制方法構建氣動回路控制無桿氣缸活塞的運動，同時進行氣缸基座定位和柔性臂振動控制，同時利用壓電片驅動器對柔性臂振動進行抑制。活塞的位移由直線光柵尺傳感器測量，柔性臂的振動由表面粘貼的壓電陶瓷片作為傳感器進行測量。完成了系統(tǒng)的數(shù)學建模、算法仿真和試驗研究。
首先，提出了日本SMC氣缸驅動和壓電片驅動器同時作用的振動控制方案，包括基于氣動PCM控制方式的氣動回路和信號采集電路以及控制系統(tǒng)。原理對系統(tǒng)進行了動力學建模，并給出其標準狀態(tài)空間方程及離散化形式，為系統(tǒng)特性分析、控制算法仿真以及控制器設計提供基礎。 其次，進行模糊自適應控制算法數(shù)學仿真研究。設計了PD控制算法、模糊控制算法、變論域模糊控制算法和直接自適應模糊控制算法，并進行了閉環(huán)穩(wěn)定性分析。并分別進行了氣動定位和振動控制仿真研究，為控制實驗提供參考。 后，為了驗證氣動驅動振動控制方案和控制算法的可行性，建立了基于日本SMC氣缸驅動和壓電驅動器復合控制柔性機械臂振動實驗平臺。完成了系統(tǒng)的機械結構設計、電氣控制部分硬件電路設計和系統(tǒng)軟件設計。主要包括：光柵尺信號四倍頻、辨向、脈沖計數(shù)電路、A/D轉換數(shù)據(jù)采集電路、D/A轉換和信號調(diào)理電路及其驅動程序和實時控制系統(tǒng)。并進行了基于無桿氣缸驅動和壓電驅動器復合控制的實驗比較研究。 理論分析、仿真和試驗研究結果表明，提出的氣動驅動控制方案及采用的算法可快速抑制柔性臂的振動，同時實現(xiàn)氣缸基座的定位，證明了所提出的氣動驅動控制方案的可行性和所采用的控制策略的有效性。
CDA2B100-200ZSMC氣缸型號參數(shù)圖解

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