一种外骨骼泵阀联合控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种外骨骼泵阀联合控制装置及控制方法。一种外骨骼泵阀联合控制装置，包括传感器装置，还包括设置在外骨骼髋部的伺服电机、液压定量泵、伺服阀和连接外骨骼大小腿的液压缸；所述液压定量泵通过联轴器与伺服电机连接，所述伺服阀与所述液压定量泵连接，所述液压缸与所述伺服阀连接；所述伺服电机转动带动所述液压定量泵单向旋转，通过控制伺服电机转速调节所述液压定量泵的输出流量，控制所述伺服电机扭矩调节所述液压定量泵输出压力，所述伺服阀通过节流，控制所述液压缸的收缩以满足外骨骼适应人体膝关节运动。本发明专利技术的技术方案在负重携行情况下实现人机耦合位姿随动控制，并实现液压动力系统的节能控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
力量增强型动力外骨骼主要用于增强人的力量，帮助人类完成重载负荷作业和肢残人士辅助行走等活动。尤其在高原山地作业中，环境复杂，保障困难，机动运输工具无法正常到达，当携行大量装备物资，山地、长距离重载携行时，外骨骼助力的需求非常突出。因此，有必要研究一套基于外骨骼助力技术的仿生机械装置，满足人体的可穿戴式助力机动需求。另外，传统的外骨骼控制装置还没有采用泵阀联合控制的先例。采用泵阀联合控制方式能实现在负重携行情况下实现人机耦合位姿随动控制，并实现液压动力系统的节能控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种泵阀联合控制装置及控制方法，针对人体不同的动作模式，分别调节伺服电机转速、电机输出扭矩和液压缸压力，能够在满足不同控制响应指令要求的前提下实现液压节能控制和系统压力随动控制。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案:如图1中所示，一种外骨骼泵阀联合控制装置，包括传感器装置，还包括设置在外骨骼髋部的伺服电机、液压定量泵、伺服阀和液压缸；所述液压定量泵通过联轴器与伺服电机连接，所述伺服阀与所述液压定量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外骨骼泵阀联合控制装置，包括传感器装置、设置在外骨骼髋部的伺服电机、液压定量泵、伺服阀和液压缸；所述液压定量泵通过联轴器与伺服电机连接，所述伺服阀与所述液压定量泵连接，所述液压缸与所述伺服阀连接；所述伺服电机转动带动所述液压定量泵单向旋转，通过控制伺服电机转速调节所述液压定量泵的输出流量，控制所述伺服电机扭矩调节所述液压定量泵输出压力，所述伺服阀通过节流，控制所述液压缸的收缩以适应外骨骼的动作模式的膝关节运动。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼泵阀联合控制装置，包括传感器装置、设置在外骨骼髋部的伺服电机、液压定量泵、伺服阀和液压缸； 所述液压定量泵通过联轴器与伺服电机连接，所述伺服阀与所述液压定量泵连接，所述液压缸与所述伺服阀连接； 所述伺服电机转动带动所述液压定量泵单向旋转，通过控制伺服电机转速调节所述液压定量泵的输出流量，控制所述伺服电机扭矩调节所述液压定量泵输出压力，所述伺服阀通过节流，控制所述液压缸的收缩以适应外骨骼的动作模式的膝关节运动。2.如权利要求1所述的一种，其特征在于，所述传感器装置包括四只脚底压力传感器、外骨骼泵阀联合控制装置器、一只压力传感器、五个模式按钮； 所述四只脚底压力传感器分别设置在两只外骨骼传感鞋的前掌和后跟处，所述压力传感器设置在外骨骼右膝关节前部，用于感知单腿跪地模式；所述模式按钮设置在外骨骼背带上，用于接收人为指令。3.如权利要求1所述的一种外骨骼泵阀联合控制装置，其特征在于，所述伺服电机包括旋转变压器和电流计，所述旋转变压器和电流计测量伺服电机的转速和电流，由电流计算得到当前电机的输出扭矩。4.如权利要求1所述的一种外骨骼泵阀联合控制装置，其特征在于，所述液压缸的进油口处设置流体压力传感器，所述流体压力传感器用于测量液压缸的入口压力。5.一种外骨骼泵阀联合控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:根据 四只脚底压力传感器、五个模式按钮、一只右膝关节压力传感器信息进行融合判断当前人体5种典型动作模式的控制任务调度逻辑，实现人机携行过程中站立、行走、单腿跪地、单腿起立、双腿蹲几种动作模式之间的正常切换控制； 第二步:依据样机在不同负重条件下携行试验，设计电机期望扭矩指令；依据不同动作模式下所需的液压输出流量试验，设计各动作模式下电机期望转速指令；依据人在触地阶段地面垂直反力的变化特性，设计液压缸期望压力指令；这三种指令作为外骨骼泵阀联...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆，张向刚，周宏，秦开宇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：