致动器限制控制器制造技术

在一些应用中，液压致动器的活塞可以高速移动，并且如果活塞高速抵达液压致动器的端部止动件，则可能产生较大的不理想的力。不理想的力可以例如致使在液压致动器中发生机械损坏。控制器可以接收代表活塞抵达与端部止动件相距第一阈值距离的第一位置的信息，并且作为响应所述控制器可以修改针对阀组件的信号，控制液压流体流至液压致动器以及从所述液压致动器流出。此外，控制器可以接收代表活塞抵达第二位置的信息，所述第二位置在更靠近液压致动器的端部止动件的第二阈值距离处，并且作为响应，控制器可以进一步修改针对阀组件的信号，以便沿着远离端部止动件的方向将力施加在活塞上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求在2014年9月18日提交的题目为“致动器限制控制器”的美国专利申请No.14/489,778以及在2014年6月24日提交的题目为“致动器的位置-力控制”的美国临时申请序列号62/028,546的优先权，其全部内容在此均以援引的方式并入本专利技术。政府权利本专利技术根据由DARPA颁发的合同No.HR00011-10-C-0025在美国政府支持下制造。政府就本专利技术享有一定权利。
技术介绍
液压系统可以包括致动器，所述致动器由供应自液压流体(液压油)源，诸如泵的液压流体提供动力。能够使用阀来控制液压流体流至致动器以及从致动器流出。例如，阀能够控制从泵流至致动器流动以及从致动器流至罐或者容器流动。控制阀以改变流动阻力，以便控制致动器的移动速度和方向。
技术实现思路
本公开描述了关于致动器的位置-力控制的实施例。在一个方面中，本公开描述了一种方法。该方法包括在控制器处接收使得液压致动器的活塞沿着给定方向以给定速度移动的命令。该液压致动器包括第一室和第二室。阀组件将加压液压流体源联接到第一室而将第二室连接到回流管路。该方法还包括基于所述命令由控制器提供信号，以操作阀组件向第一室提供加压液压流体并且允许第二室中的液压流体从第二室流至回流管路，以便致使活塞沿着给定方向以给定速度移动。这种方法还包括接收表示活塞抵达与液压致动器的端部止动件相距第一阈值距离的第一位置的位置信息以及作为响应修改针对阀组件的信号，以便减低活塞速度。该方法还包括接收表示活塞抵达更靠近液压致动器的端部止动件的第二阈值距离处的第二位置的位置信息以及作为响应进一步修改针对阀组件的信号，以致使第二室中的液压流体沿着远离端部止动件的方向将力作用在活塞上。在另一个方面中，本公开描述了一种非暂时计算机可读介质，所述非暂时计算机可读介质在其上存储有可执行指令，在由控制器执行所述可执行指令时致使控制器行使功能。该功能包括接收使得液压致动器的活塞沿着给定方向以给定速度移动的命令。该液压致动器包括第一室和第二室。该功能还包括基于这个命令提供信号，以操作阀组件，使得控制液压流体流至第一室的流动并且控制液压流体从第二室流出的流动，以便致使活塞沿着给定方向以给定速度移动。该功能还包括接收表示活塞抵达与液压致动器的端部止动件相距第一阈值距离的第一位置的位置信息以及作为响应针对阀组件的信号进行第一修改，以便减低活塞速度。该方法还包括接收代表活塞抵达更靠近液压致动器的端部止动件的第二阈值距离的第二位置的位置信息以及作为响应针对阀组件的信号进行第二修改，以致使第二室中的液压流体沿着远离端部止动件的方向将力作用在活塞上。在仍另一个方面中，本公开描述了一种系统。该系统包括加压液压流体源、回流管路和液压致动器缸体。该液压致动器缸体具有活塞，所述活塞能够滑动地容纳在液压致动器缸体中，所述活塞包括活塞头和杆，所述杆沿着中央轴线方向从活塞头延伸，所述液压致动器缸体的内部被活塞头分隔成第一室和第二室。该系统还包括阀组件，所述阀组件将加压液压流体源联接到第一室而将第二室联接到回流管路。该系统还包括至少一个处理器和存储器，所述存储器在其上存储有可执行指令，在由至少一个处理器执行所述可执行指令时致使至少一个处理器行使功能。该功能包括接收使得活塞沿着给定方向以给定速度移动的命令。该功能还包括基于命令提供信号，以操作阀组件将加压液压流体提供给第一室并且允许第二室中的液压流体从第二室流至回流管路，以便致使活塞沿着给定方向以给定速度移动。该功能还包括接收表示活塞抵达与液压致动器缸体的端部止动件相距第一阈值距离的第一位置的位置信息，以及作为响应针对阀组件的信号进行第一修改，以便沿着远离端部止动件的方向将第一力作用在活塞上，以减低活塞速度。该功能还包括接收代表活塞抵达更靠近液压致动器的端部止动件的第二阈值距离的第二位置处的位置信息以及作为响应针对阀组件的信号进行第二修改，以便沿着远离端部止动件的方向将第二力作用在活塞上，以进一步减低活塞速度。前述内容仅仅为阐释性而非旨在表示任何方式的限制。除了上文阐释的方面、实施例和特征之外，参照附图和下文详细描述，其它方面、实施例和特征将变得显而易见。附图说明图1图解了根据示例性实施例的液压回路，所述液压回路包括阀，所述阀具有阀芯，所述阀芯构造成线性移动；图2图解了根据示例性实施例的示例性液压致动器控制系统的方块图；图3图解了根据示例性实施例的位置-力控制系统；图4图解了根据示例性实施例的机器人装置400；图5是根据示例性实施例用于控制液压致动器的方法的流程图；图6图解了根据示例性实施例的用于液压致动器的致动器限制控制；图7图解了根据示例性实施例的在图3中示出的位置-力控制系统的修改方案；图8图解了根据示例性实施例的关于分阶段致动器限制控制的权重的变化；图9A图解了根据示例性实施例的阀芯的机械联接开口；图9B图解了根据示例性实施例的单独计量。具体实施方式以下详细描述参照附图描述了公开系统和方法的各个特征和功能。在附图中，除非另有说明，否则相似的附图标记表示相似的部件。在此描述的图解的系统和方法实施例并不意味着限制。易于理解的是，能够以多种多样的不同构造布置以及组合公开的系统和方法的某些方面，在此构想了所述多种多样的不同构造I.概述液压阀能够是电操作阀，所述电操作阀控制液压流体如何迁移向液压致动器。可以通过将改变的模拟或者数字输入信号变换成液压致动器中的一组顺畅成套动作来操作这种阀。图1图解了根据示例性实施例的液压回路，所述液压回路包括阀100，所述阀100具有阀芯102，所述阀芯102构造成线性移动。图1示出了阀100控制向液压致动器(或者缸体)106以及从液压致动器(或者缸体)106的流动，以便控制液压致动器106的活塞108移动。活塞108可滑动容纳在液压致动器106中，所述活塞包括活塞头109A和杆109B，所述杆109B沿着中央轴线方向从活塞头109A延伸。因此，活塞头109A将液压致动器106的内部分隔成第一室112和第二室114。阀芯102的轴向位置控制通过供应管路从压力源110至液压致动器106的两个室112和114中的一个的流动并且控制流体被迫从另一个室流出而流至低压容器或者罐116。例如，如图1所示，阀芯102移动到给定线性位置，以便允许通过开口118从压力源110至室114的流动并且允许迫使流出室112的流体通过开口120经回流管路流至容器116。可以使用螺线管、步进式电动机、液压致动器或者任何其它致动装置来使得阀芯102移动。因此，响应阀芯102移动到图1示出的位置，活塞108可以移动(移动到左侧)。开口118和120的相应尺寸取决于阀芯102的轴向位置，即，阀芯102的轴向位置确定流经阀100的流量以及在流经阀100的同时流动所承受的限制的程度。以这种方式，阀芯102的轴向位置影响/控制活塞108的移动速度。在一些示例应用中，活塞108可以构造成高速移动。当活塞108高速运转时，如果活塞108突然停止，例如抵达液压致动器106的端部止动件122或者改变移动方向，则可以产生较大的力。这些力能够很大并且能够导致在机械部件内产生大的应力，从而导致部件损坏、出现故障或者加速部件磨损，或者能够导致液压部件中的压力峰值，从而导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在控制器处接收使得液压致动器的活塞沿着给定方向以给定速度移动的命令，其中，所述液压致动器包括第一室和第二室，并且其中，阀组件将加压液压流体源联接到所述第一室而将所述第二室连接到回流管路；基于所述命令，所述控制器提供信号，以操作所述阀组件向所述第一室提供所述加压液压流体并且允许所述第二室中的液压流体从所述第二室流至所述回流管路，以便致使所述活塞沿着所述给定方向以所述给定速度移动；接收表示所述活塞抵达与所述液压致动器的端部止动件相距第一阈值距离的第一位置的位置信息；作为响应所述控制器修改针对所述阀组件的所述信号，以便减低所述活塞速度；接收代表所述活塞抵达第二位置的位置信息，该第二位置在更靠近所述液压致动器的所述端部止动件的第二阈值距离处；和作为响应，所述控制器还修改针对所述阀组件的所述信号，以致使所述第二室中的所述液压流体沿着远离所述端部止动件的方向将力作用在所述活塞上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.24 US 62/028,546;2014.09.18 US 14/489,7781.一种方法，其包括：在控制器处接收使得液压致动器的活塞沿着给定方向以给定速度移动的命令，其中，所述液压致动器包括第一室和第二室，并且其中，阀组件将加压液压流体源联接到所述第一室而将所述第二室连接到回流管路；基于所述命令，所述控制器提供信号，以操作所述阀组件向所述第一室提供所述加压液压流体并且允许所述第二室中的液压流体从所述第二室流至所述回流管路，以便致使所述活塞沿着所述给定方向以所述给定速度移动；接收表示所述活塞抵达与所述液压致动器的端部止动件相距第一阈值距离的第一位置的位置信息；作为响应所述控制器修改针对所述阀组件的所述信号，以便减低所述活塞速度；接收代表所述活塞抵达第二位置的位置信息，该第二位置在更靠近所述液压致动器的所述端部止动件的第二阈值距离处；和作为响应，所述控制器还修改针对所述阀组件的所述信号，以致使所述第二室中的所述液压流体沿着远离所述端部止动件的方向将力作用在所述活塞上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述信号提供给所述阀组件，以便减低所述活塞的速度包括提供所述信号，以便沿着远离所述端部止动件的方向将相应力作用在所述活塞上，并且其中，所述相应力基于所述活塞的速度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述相应力随着所述活塞从所述第一位置移动到所述第二位置而增大。4.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步修改所述信号以沿着所述远离所述端部止动件的方向将所述力作用在所述活塞上取决于所述活塞和所述端部止动件之间的距离。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述力随着所述活塞和所述端部止动件之间的距离减小而增大。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阀组件包括阀芯，其中，提供给所述阀组件的所述信号确定了所述阀芯的给定位置，并且其中，所述阀芯的所述给定位置与第一开口和第二开口的相应尺寸有关，所述加压液压流体通过所述第一开口流至所述第一室，被迫从所述第二室流出的所述液压流体通过所述第二开口流至所述回流管路。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阀组件包括：至少第一阀，所述第一阀将所述第一室联接到所述加压液压流体源；和第二阀，所述第二阀将所述第二室联接到所述回流管路并且被独立于所述第一阀控制，并且其中，将信号提供给所述阀组件包括将第一信号提供给所述第一阀而将第二信号提供给所述第二阀。8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：通过提供给所述第一阀的所述第一信号确定通过所述第一阀进入到所述第一室中的所述加压液压流体的流量，其中，所述活塞的速度基于所述流量。9.根据权利要求7所述的方法，其还包括：通过提供给所述第二阀的所述第二信号确定所述第二室中的压力水平，其中，施加在所述活塞上的所述力基于所述第二室中的所述压力水平。10.根据权利要求1所述的方法，其中，位置传感器联接到所述活塞，并且其中，接收所述位置信息包括经由所述位置传感器接收所述位置信息。11.一种非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其上的可执行指令，在由控制器执行时，所述可执行指令致使所述控制器实施功能，所述功能包括：接收使得液压致动器的活塞沿着给定方向以给定速度移动的命令，其中，所述液压致动器包括第一室和第二室；基于所述命令，提供信号，以操作阀组件，所述阀组件控制所述液压流体向所述第一室的流动并且控制所述液压流体流出所述第二室，以便致使所述活塞沿着所述给定方向以所述给定速度移动；接收代表所述活塞抵达第一位置的位置信息，所述第一位置与所述液压致动器的端部止动件相距第一阈值距离；作为响应，对提供给所述阀组件的所述信号进行第一修改，以便减低所述活塞的速度；接收代表所述活塞抵达第二位置的位置信...

【专利技术属性】
技术研发人员：A珀金斯，K布兰克斯普尔，A里兹，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US