【技术实现步骤摘要】
本技术涉及阻尼器，特别是一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿。
技术介绍
1、液压足式机器人具有功率密度比大、负载能力强、频率响应快、稳定性高等特点，但因其结构体刚度大及液压阀控缸系统具有欠阻尼特性，在一些特定步态（如跳跃、奔跑等）和某些突发情况下，均会产生足地冲击，容易造成驱动关节及整个机身零部件的损坏，甚至引起机体失稳导致机器人发生侧翻。目前结构减振控制主要分为被动控制、主动控制和半主动控制，其中被动控制主要是通过增加一些弹性元件或者弹性材料吸收或储存冲击能量，但这种方法在运动过程中不能实时控制，导致适应工况的能力较低。主动控制虽然控制精度较高，但对伺服系统及传感器的精度要求同样较高，控制方法也较为复杂，提高了机器人的制造成本。
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，针对液压腿中的阀控缸系统的欠阻尼特性，将液压作动器与磁流变阻尼器串联形成液压阻尼作动器，从而提高了整个液压系统的阻尼系数。同时为解决现有多级流道式阻尼器零场阻尼较大的问题，通过增加可变式阻尼结构的方式增加零场阻尼时的流道间隙，且随着电流的增加，可变式流道间隙逐渐减小，阻尼出力逐渐增大，实现阻尼出力的正向反馈。最后，根据所设计的抗冲击控制方法，不但降低了液压腿的冲击误差，而且提高了冲击后液压腿的响应性能，本技术有效改善液压腿在运动过程中的振动冲击问题。
2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，包括：大腿液压阻尼
3、所述大腿液压阻尼作动器以及小腿液压阻尼作动器具有相同的尺寸结构且均包括液压阻尼作动器和磁流变阻尼器，液压阻尼作动器与磁流变阻尼器位于同一轴线上；
4、所述液压阻尼作动器包括可变阻尼活塞、活塞杆以及阻尼套筒；可变阻尼活塞与阻尼套筒之间设有间隙；所述可变阻尼活塞包括多级流道阻尼环、线圈绕组和可变阻尼结构；所述可变阻尼活塞通过改变阻尼套筒内壁与可变阻尼活塞的可变流道实现阻尼力可调的功能；
5、所述可变流道在无电流下大于多级流道阻尼环内部的间隙，随着电流的增加，其间隙逐渐减小，直至关闭；所述线圈绕组由电磁线圈和线圈支架组成，所述多级流道阻尼环嵌套在线圈支架内部；
6、所述膝关节连接块与髋关节连接块均装有角速度传感器，监测机械腿关节处角度变化；
7、所述小腿液压阻尼作动器通过铰链与大腿护板、膝关节连接块连接，大腿液压阻尼作动器通过铰链与大腿护板、机身连接。
8、在一较佳的实施例中，所述的液压阻尼作动器与磁流变阻尼器通过共有端盖及活塞杆的形式串联而成，液压阻尼作动器为机械腿提供驱动力，磁流变阻尼器为液压阻尼作动器提供抵抗负载冲击的外部阻尼力。
9、在一较佳的实施例中，：所述的可变阻尼结构由复位弹簧、差动式活塞盖、可挤压式橡胶圈组成，差动式活塞盖位于阻尼活塞两端，当磁流变阻尼器一腔压力增加时，推动差动活塞盖运动并挤压橡胶圈。
10、在一较佳的实施例中，所述复位弹簧位于多级阻尼环和差动式活塞盖之间，推动差动式活塞盖往外运动。
11、在一较佳的实施例中，可挤压式橡胶圈嵌套于差动式活塞盖外部的凹槽处，在两侧挤压下，发生径向变形，使得阻尼活塞的有效半径增大。
12、在一较佳的实施例中，可变流道间隙大于多级流道阻尼环内部的间隙，在无电流下，阻尼活塞两端压差小，可挤压式橡胶圈不发生变形，磁流变液在可变流道间隙流动，零场阻尼低，随着电流的增加，阻尼活塞两端压差变大，使得可挤压式橡胶圈发生径向变形，可变流道间隙逐渐减小，直至关闭，流过的磁流变液减少，阻尼力增大。
13、在一较佳的实施例中，多级流道阻尼环主要由圆孔形和圆盘形阻尼片交替串联而成，且阻尼片之间设有等值间隙，圆孔形阻尼片中心处开有圆孔，圆环形阻尼片的直径小于圆孔行阻尼片直径，圆环形阻尼片与线圈支架内壁围成圆环形磁流变液流道。
14、在一较佳的实施例中，所述大腿液压阻尼作动器、小腿液压阻尼作动器的活塞杆伸出端装有激光位移传感器，在液压阻尼作动器缸筒外壁装有遮光板，并与激光位移传感器平行。
15、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
16、1. 一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿结构设计及抗冲击控制方法，设计了一款大阻尼出力的磁流变阻尼器，且将液压作动器与磁流变阻尼器通过共用活塞杆和端盖的形式串联形成液压阻尼作动器，最终使其适配于所设计的液压腿中，可有效改善液压腿中的阀控缸系统的欠阻尼特性。
17、2. 一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿结构设计及抗冲击控制方法，在现有多级流道式阻尼器的基础上，设计了一个可变阻尼式结构，此结构增加了零场阻尼下的磁流变流道间隙，减小了零场阻尼力。同时随着电流的增加，通过阻尼活塞两端的压差挤压可变阻尼式结构，进而迫使可变式流道间隙减小，实现提高阻尼力的正反馈功能。
18、3. 一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿结构设计及抗冲击控制方法，提出一种配合液压作动器共同抵抗冲击的控制方法，根据所设计的抗冲击控制方法，不但降低了液压腿的冲击误差，而且提高了冲击后液压腿的响应性能，有效改善液压腿在运动过程中的振动冲击问题。
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1.一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于包括：大腿液压阻尼作动器、小腿液压阻尼作动器、大腿护板以及小腿；小腿与大腿护板之间设有膝关节连接块，大腿护板与机身之间设有髋关节连接块；
2.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述的液压阻尼作动器与磁流变阻尼器通过共有端盖及活塞杆的形式串联而成，液压阻尼作动器为机械腿提供驱动力，磁流变阻尼器为液压阻尼作动器提供抵抗负载冲击的外部阻尼力。
3.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述的可变阻尼结构由复位弹簧、差动式活塞盖、可挤压式橡胶圈组成，差动式活塞盖位于阻尼活塞两端，当磁流变阻尼器一腔压力增加时，推动差动活塞盖运动并挤压橡胶圈。
4.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述复位弹簧位于多级阻尼环和差动式活塞盖之间，推动差动式活塞盖往外运动。
5.根据权利要求3所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：可挤压式橡胶圈嵌套于差动式活塞盖外部的凹槽处，在两侧挤
6.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：可变流道间隙大于多级流道阻尼环内部的间隙，在无电流下，阻尼活塞两端压差小，可挤压式橡胶圈不发生变形，磁流变液在可变流道间隙流动，零场阻尼低，随着电流的增加，阻尼活塞两端压差变大，使得可挤压式橡胶圈发生径向变形，可变流道间隙逐渐减小，直至关闭，流过的磁流变液减少，阻尼力增大。
7.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：多级流道阻尼环主要由圆孔形和圆盘形阻尼片交替串联而成，且阻尼片之间设有等值间隙，圆孔形阻尼片中心处开有圆孔，圆环形阻尼片的直径小于圆孔行阻尼片直径，圆环形阻尼片与线圈支架内壁围成圆环形磁流变液流道。
8.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述大腿液压阻尼作动器、小腿液压阻尼作动器的活塞杆伸出端装有激光位移传感器，在液压阻尼作动器缸筒外壁装有遮光板，并与激光位移传感器平行。
...【技术特征摘要】
1.一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于包括：大腿液压阻尼作动器、小腿液压阻尼作动器、大腿护板以及小腿；小腿与大腿护板之间设有膝关节连接块，大腿护板与机身之间设有髋关节连接块；
2.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述的液压阻尼作动器与磁流变阻尼器通过共有端盖及活塞杆的形式串联而成，液压阻尼作动器为机械腿提供驱动力，磁流变阻尼器为液压阻尼作动器提供抵抗负载冲击的外部阻尼力。
3.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述的可变阻尼结构由复位弹簧、差动式活塞盖、可挤压式橡胶圈组成，差动式活塞盖位于阻尼活塞两端，当磁流变阻尼器一腔压力增加时，推动差动活塞盖运动并挤压橡胶圈。
4.根据权利要求1所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：所述复位弹簧位于多级阻尼环和差动式活塞盖之间，推动差动式活塞盖往外运动。
5.根据权利要求3所述的一种基于流道可变式磁流变阻尼器的液压腿，其特征在于：可挤压式橡胶圈嵌套于...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄嘉博，黄惠，黄蒋骏凯，谢雨娟，胡索图，林凯文，陶婉如，彭良辉，余义彬，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：
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