一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统技术方案

本发明专利技术提供了一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，包括电机泵、一体化液压缸、推杆式液压缸；所述一体化液压缸输出端可转动连接于推杆式液压缸侧面，电机泵液路连接带动一体化液压缸和推杆式液压缸，一体化液压缸和推杆式液压缸均可转动连接至电机泵的安装架上，推杆式液压缸输出端可转动连接支腿。本发明专利技术结合了液压驱动和电机驱动的优势，最大程度的满足关节大摆动范围、宽负载能力的现实需求。

【技术实现步骤摘要】
一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统
本专利技术涉及一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统。
技术介绍
动力与驱动模块是四足仿生机器人的心脏，决定机器人的驱动能力。目前国内外已经研发出不同构型的四足步行机器人样机。常用的驱动方式有液压驱动、气动驱动、电机驱动等。传统的依赖液压系统设计的仿生关节具有输出力矩大，抗负载能力强的特点，但是存在液压系统复杂，设计的关节摆动范围小等特点，难以适应大坡度条件下行走大摆动关节范围的需要。同时，传统基于电机设计的电动一体化关节虽然可以获得较大的摆动范围，但是由于电机性能的限制，很难在短时间内爆发出大的输出扭矩，难以满足实际行走过程中大负载力矩输出的需要。依赖传统的液压或者电动驱动思路难以同时满足大摆动范围和高负载能力的运动关节设计，因此需要从全新的角度考虑，电液混合驱动关节方式能很好的结合液压驱动和电机驱动的优势，最大程度的满足关节大摆动范围、宽负载能力的现实需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，该四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统通过电液混合驱动关节的方式，能很好的结合液压驱动和电机驱动的优势，最大程度的满足关节大摆动范围、宽负载能力的现实需求。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，包括电机泵、一体化液压缸、推杆式液压缸；所述一体化液压缸输出端可转动连接于推杆式液压缸侧面，电机泵液路连接带动一体化液压缸和推杆式液压缸，一体化液压缸和推杆式液压缸均可转动连接至电机泵的安装架上，推杆式液压缸输出端可转动连接支腿。所述一体化液压缸和推杆式液压缸上均装有电液伺服阀，电机泵的安装架上装有伺服控制器对电液伺服阀进行控制，电机泵液路连通电液伺服阀。所述电机泵数量为两个。所述一体化液压缸和推杆式液压缸数量均为四个且一一对应。所述推杆式液压缸数量为四个。所述电机泵通过液压马达液路连接带动一体化液压缸和推杆式液压缸，液压马达中装有摆缸，摆缸数量为四个且和一体化液压缸一一对应。所述摆缸上装有电液伺服阀，伺服控制器连接控制电液伺服阀，电机泵液路连通至电液伺服阀。所述支腿上还装有第一压力传感器。本专利技术的有益效果在于：结合了液压驱动和电机驱动的优势，最大程度的满足关节大摆动范围、宽负载能力的现实需求；在液压马达、一体化液压缸和推杆式液压缸内设置有电液伺服阀，电机泵产生的液压能通过电液伺服阀传递给液压马达中摆缸、一体化液压缸和推杆式液压缸，电液伺服阀还可将回流的液压油通过回油管路回收至电机泵。位移传感器、力传感器和第一压力传感器将位移数据、压力数据反馈给伺服控制器，伺服控制器会给电液伺服阀发送相应指令，电液伺服阀会调节流入液压系统油液的压力及流量，实现一体化液压缸和推杆式液压缸的伸缩运动，从而间接地调整四足仿生机器人的步态。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的液路连接示意图。图中：1-电池，2-液压油源，3-驱动器，4-伺服控制器，5-电机泵，6-液压马达，7-一体化液压缸，8-位移传感器，9-力传感器，10-推杆式液压缸，11-第一压力传感器，12-内置单向阀，13-高压过滤器，14-第二压力传感器，15-蓄能器，16-溢流阀，17-散热器，18-第三压力传感器，19-正压油箱，20-温度传感器，21-安全活门，22-单向活门，23-电液伺服阀，24-摆缸，25-角度传感器，26-扭矩传感器，27-伺服阀放大板。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1、图2所示的一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，包括电机泵5、一体化液压缸7、推杆式液压缸10；一体化液压缸7输出端可转动连接于推杆式液压缸10侧面，电机泵5液路连接带动一体化液压缸7和推杆式液压缸10，一体化液压缸7和推杆式液压缸10均可转动连接至电机泵5的安装架上，推杆式液压缸10输出端可转动连接支腿。一体化液压缸7和推杆式液压缸10上均装有电液伺服阀23，电机泵5的安装架上装有伺服控制器4对电液伺服阀23进行控制，电机泵5液路连通电液伺服阀23。电机泵5数量为两个。一体化液压缸7和推杆式液压缸10数量均为四个且一一对应。推杆式液压缸10数量为四个。电机泵5通过液压马达6液路连接带动一体化液压缸7和推杆式液压缸10，液压马达6中装有摆缸24，摆缸24数量为四个且和一体化液压缸7一一对应。摆缸24上装有电液伺服阀23，伺服控制器4连接控制电液伺服阀23，电机泵5液路连通至电液伺服阀23。支腿上还装有第一压力传感器11。实施例1采用上述方案，电池1给伺服控制器4和电机泵5供电，驱动器3驱动电机泵5，液压油源2给电机泵5供油，压力油经电机泵5壳体中的通油孔推动液压马达6中的摆缸24、一体化液压缸7运动，一体化液压缸8带动推杆式液压缸10运动，进而实现四足仿生机器人的运动。液压马达6、一体化液压缸7和推杆式液压缸10都包含电液伺服阀23，电机泵5通过供油管路连接电液伺服阀23，电机泵5产生的液压能通过电液伺服阀23传递给液压马达6中摆缸24、一体化液压缸7和推杆式液压缸10，电液伺服阀23还可将回流的液压油通过回油管路回收至电机泵5。位移传感器8、力传感器9、第一压力传感器11、角度传感器25和扭矩传感器26将位移、压力、角位移和扭矩数据反馈给伺服控制器4，伺服控制器4会给电液伺服阀23发送相应指令，电液伺服阀23会调节流入液压系统油液的压力及流量，实现摆缸24的摆动以及一体化液压缸7和推杆式液压缸10的伸缩运动，从而间接地调整四足仿生机器人的步态。如图2所示，电机泵5有2个，组成一个油泵电机组，电液伺服阀23有12个，摆缸24为4个，一体化液压缸7为4个，推杆式液压缸10为4个，其中，每个电液伺服阀23分别与摆缸24、一体化液压缸7，推杆式液压缸10连接，电机泵5通过供油管路分别连接12个电液伺服阀23。还包含内置单向阀12、高压过滤器13、第二压力传感器14、蓄能器15、溢流阀16、散热器17、第三压力传感器18、正压油箱19、温度传感器20、安全活门21、单向活门22、摆缸24、角度传感器25、扭矩传感器26、伺服阀放大板27等。高压过滤器13安装于在电机泵的出口管道上，滤除压力油中固体颗粒或胶状物质，有保护污染物不进入系统的作用；第二压力传感器14用于实时监测电机泵出口管道的油压；蓄能器15作为辅助能源使用，当系统低速运动时，将多余的流量储入蓄能器，在系统高速运动时，液压油从蓄能器15释放出来，以补电机泵流量不足。蓄能器15还可用来减少液压动力系统中的振动；溢流阀16具有保压作用，溢流压力为系统设计压力，当液压动力系统中的压力高于设计压力时，溢流阀打开；当系统压力低于设计压力时，溢流阀关闭；散热器17设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，包括电机泵(5)、一体化液压缸(7)、推杆式液压缸(10)，其特征在于：所述一体化液压缸(7)输出端可转动连接于推杆式液压缸(10)侧面，电机泵(5)液路连接带动一体化液压缸(7)和推杆式液压缸(10)，一体化液压缸(7)和推杆式液压缸(10)均可转动连接至电机泵(5)的安装架上，推杆式液压缸(10)输出端可转动连接支腿。/n

【技术特征摘要】
1.一种四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，包括电机泵(5)、一体化液压缸(7)、推杆式液压缸(10)，其特征在于：所述一体化液压缸(7)输出端可转动连接于推杆式液压缸(10)侧面，电机泵(5)液路连接带动一体化液压缸(7)和推杆式液压缸(10)，一体化液压缸(7)和推杆式液压缸(10)均可转动连接至电机泵(5)的安装架上，推杆式液压缸(10)输出端可转动连接支腿。


2.如权利要求1所述的四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，其特征在于：所述一体化液压缸(7)和推杆式液压缸(10)上均装有电液伺服阀(23)，电机泵(5)的安装架上装有伺服控制器(4)对电液伺服阀(23)进行控制，电机泵(5)液路连通电液伺服阀(23)。


3.如权利要求1所述的四足仿生机器人的电液混合驱动动力系统，其特征在于：所述电机泵(5)数量为两个。


4.如权利要求1所述的四足仿生机器人的电液混合驱动动...

【专利技术属性】
技术研发人员：董超，李显军，石超，张方双，吴帮普，
申请(专利权)人：贵州航天天马机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52