一种用于机器人的一体化液压驱动器及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种用于机器人的一体化液压驱动器及其控制方法，其液压驱动器的伺服缸为单出杆液压缸，伺服缸缸体上部安装喷嘴挡板伺服阀和油路连接块，伺服缸与油路连接块连接处的缸体上设有相应油道与喷嘴挡板伺服阀上的进油口、控制油口和回油口连通；力传感器安装在伺服缸活塞杆前端，位移传感器的壳体固定在伺服缸缸体上，探头固定在与力传感器同侧的伺服缸活塞杆上；其控制方法是力传感器和位移传感器配合使用，实时监测伺服缸输出力和位移两状态量，由负载压力观测器计算系统负载压力，最终经控制器使伺服缸的输出等于系统的输入。本发明专利技术采用阀控非对称缸结构，并省去了伺服缸两腔的压力传感器，其结构更加紧凑，其功重比及可控性均具有优势。

Integrated hydraulic driver for robot and control method thereof

The invention discloses a method for integration of hydraulic drive robot and its control method, the hydraulic servo cylinder drive for single rod hydraulic cylinder, servo cylinder is installed on the upper part of the nozzle flapper servo valve and hydraulic servo oil cylinder and the connecting block, cylinder block connection joint is provided with an oil oil passage and a nozzle flapper servo valve the communication port, control oil outlet and an oil return port; force sensor installed in front of the servo cylinder piston rod, a displacement sensor is fixed on the servo cylinder, and the probe is fixed on the same side of the force sensor servo cylinder piston rod; the control method with force sensor and displacement sensor using servo, real-time monitoring cylinder output force and displacement of the two state variables, the system load pressure by the load pressure calculation by the observer and controller output is equal to the input of the system servo cylinder. The invention adopts a valve controlled asymmetric cylinder structure, and omits a pressure sensor of a servo cylinder two cavity, the structure is more compact, and the power ratio and the controllability are both advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人的一体化液压驱动器及其控制方法
本专利技术属于液压
，涉及液压驱动型足式机器人关节运动的一种高集成性的一体化液压驱动器。
技术介绍
机器人按其所完成的主要功能可以分为四类：操作机器人、移动机器人、信息机器人和人机机器人。其中，操作机器人用于模拟人手和手臂的动作来完成各种工艺操作；移动机器人又可细分为轮式机器人、履带式机器人和足式机器人，其在工业生产中常用来完成运输及上、下料等任务，并且这种机器人多半装有操作手，以完成现场操作任务；信息机器人是指以计算机系统为基础的智能行为模拟装置；人机机器人和人之间存在双向闭环联系，这些联系包括联肢机械手、装在人腿上的助行机械足及生物电控或声控假肢等。以上这些机器人的动作都是通过关节运动来完成的，而机器人关节运动的驱动方式一般分为三种：电力驱动、气压驱动和液压驱动。由于液压驱动有推力大、功重比高、系统刚度好、精度高、响应快、易于在大速度范围内工作等优点，使得液压驱动型机器人在诸多领域更具优势，因此，液压驱动方式也变得尤为重要。传统机器人关节的驱动方式一般为非集成式阀控缸结构，伺服阀/比例阀与伺服缸通过管路连接，该非集成式阀控缸结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机器人的一体化液压驱动器，包括伺服缸、油路连接块、喷嘴挡板伺服阀、位移传感器、力传感器，喷嘴挡板伺服阀和油路连接块安装在伺服缸的缸体上部，其特征在于：所述的伺服缸为单出杆液压缸，伺服缸与油路连接块连接处的缸体上设有径向的流道C、流道H、流道J和四个固定油路连接块的螺纹孔，伺服缸与喷嘴挡板伺服阀连接处的缸体上设有径向的流道E、流道G、流道L、流道M、定位销孔和四个固定喷嘴挡板伺服阀的螺纹孔，伺服缸靠近油路连接块一侧的缸体内设有轴向的流道D、流道N和流道Q，流道D分别与流道C和流道E相通,流道N分别与流道J和流道M相通,流道Q分别与流道H和流道L相通；所述的油路连接块上并列开设有：水平向的...

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人的一体化液压驱动器，包括伺服缸、油路连接块、喷嘴挡板伺服阀、位移传感器、力传感器，喷嘴挡板伺服阀和油路连接块安装在伺服缸的缸体上部，其特征在于：所述的伺服缸为单出杆液压缸，伺服缸与油路连接块连接处的缸体上设有径向的流道C、流道H、流道J和四个固定油路连接块的螺纹孔，伺服缸与喷嘴挡板伺服阀连接处的缸体上设有径向的流道E、流道G、流道L、流道M、定位销孔和四个固定喷嘴挡板伺服阀的螺纹孔，伺服缸靠近油路连接块一侧的缸体内设有轴向的流道D、流道N和流道Q，流道D分别与流道C和流道E相通,流道N分别与流道J和流道M相通,流道Q分别与流道H和流道L相通；所述的油路连接块上并列开设有：水平向的进油流道R和回油流道W，垂直向的流道V和流道Z，进油流道R和流道V相通，回油流道W和流道Z相通；油路连接块上的流道V和伺服缸缸体上的流道J连通，油路连接块上的流道Z和伺服缸缸体上的流道H连通；所述的喷嘴挡板伺服阀上设有进油口P、控制油口A、控制油口B和回油口T；所述的力传感器安装在伺服缸活塞杆前端，所述的位移传感器的壳体固定在伺服缸缸体上，探头固定在与力传感器同侧的伺服缸活塞杆上，所述伺服缸活塞杆可进行伸出或缩回运动；所述伺服缸活塞杆的伸出运动：进油时，系统油液经进油管道和油路连接块上的进油流道R和流道V流入伺服缸缸体内的流道J，经伺服缸缸体内的流道N和流道M进入喷嘴挡板伺服阀的进油口P，经过喷嘴挡板伺服阀的内部流道后，从其控制油口A再流入伺服缸缸体内的流道E11，经伺服缸缸体内的流道D9和流道C8后，最终进入伺服缸的左腔；回油时，系统油液由伺服缸的右腔流出进入伺服缸缸体内的流道G后流入喷嘴挡板伺服阀的控制油口B，经喷嘴挡板伺服阀的内部流道后，从喷嘴挡板伺服阀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞滨，巴凯先，孔祥东，朱琦歆，王东坤，刘雅梁，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13