一种机器人电机驱动液压动力系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种机器人电机驱动液压动力系统及控制方法。该系统包括：每个伺服电机连接并驱动一个定量齿轮泵，使定量齿轮泵产生液压能；定量齿轮泵通过供油管路连接电液伺服阀，将定量齿轮泵产生的液压能通过电液伺服阀传输至液压缸；每个电液伺服阀连接并控制一个液压缸，通过控制液压油进出液压缸为机器人提供动力；每个电液伺服阀连接一个定量齿轮泵，电液伺服阀将回流的液压油通过回油管路回收至定量齿轮泵。该液压动力系统兼具低噪声和高功率/密度比两大优势,振动小、机身质量分布均匀，实用性较强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人动力系统领域，更具体地说，涉及一种机器人电机驱动液压动力系统及控制方法。
技术介绍
移动机器人作为机器人的重要组成部分，在工业工程、矿山运输、消防营救、军事行动和生活服务等领域具有极为广阔的应用前景，而针对野外环境的应用场合往往需要机器人同时具备较强的负载能力，复杂地形的快速通过能力以及良好的续航能力。而足式机器人尤其是四足机器人具有高速、高动态稳定性，对非结构化地形的高适应能力等诸多优势，具备在野外环境工作的应用潜力。为满足四足机器人的高动态响应、大负载能力要求，国内外公开的动力系统很多采用燃油发动机驱动液压泵的单一驱动形式。由于燃油发动机的噪声大，振动大，对环境污染严重等缺点，无法满足四足机器人的实际应用需求。经检索发现，中国专利文献CN101811304A、CN101746431A分别公开了一种液压动力单元，均采用燃油发动机作为动力源；中国专利文献CN105156382A、CN101758867A分别公开了一种复合动力系统，虽然伺服电机能够提供一部分动力源，但仍没有去掉燃油发动机，而且动力系统结构冗余，复杂庞大，其可靠性与实用性较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述使用燃油发动机提供动力导致系统结构复杂冗余，可靠性与实用性较低的缺陷，提供一种机器人电机驱动液压动力系统及控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种机器人电机驱动液压动力系统，包括：多个伺服电机、多个定量齿轮泵、多个电液伺服阀、多个液压缸，其中，每个所述伺服电机连接并驱动一个所述定量齿轮泵，使所述定量齿轮泵产生液压能；所述定量齿轮泵通过供油管路连接所述电液伺服阀，将所述定量齿轮泵产生的液压能通过所述电液伺服阀传输至所述液压缸；每个所述电液伺服阀连接并控制一个所述液压缸，通过控制液压油进出所述液压缸为所述机器人提供动力；每个所述电液伺服阀连接一个所述定量齿轮泵，所述电液伺服阀将回流的液压油通过回油管路回收至所述定量齿轮泵。优选地，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，所述供油管路仅有一根供油管路，则所有所述定量齿轮泵都连接并通过所述供油管路输出液压油，所述供油管路的输出端分别连接每个所述电液伺服阀。优选地，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，所述供油管路内供油管路的数量少于所述定量齿轮泵的数量，则至少有两个所述定量齿轮泵共用一根所述供油管路。优选地，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，所述伺服电机为4个，所述定量齿轮泵为4个，所述电液伺服阀为12个、所述液压缸为12个，其中，每个所述伺服电机分别连接一个所述定量齿轮泵，每个所述电液伺服阀连接一个所述液压缸；其中两个所述定量齿轮泵通过一根供油管路连接其中六个所述电液伺服阀；另外两个所述定量齿轮泵通过另一根供油管路连接另外六个所述电液伺服阀；所述供油管路之间连接有截止阀。优选地，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，所述供油管路内供油管路的数量等于所述定量齿轮泵的数量，则每个所述定量齿轮泵都连接一根所述供油管路。优选地，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，所述伺服电机为3个，所述定量齿轮泵为3个，所述电液伺服阀为12个、所述液压缸为12个，其中，每个所述伺服电机分别连接一个所述定量齿轮泵，每个所述电液伺服阀连接一个所述液压缸；每个所述定量齿轮泵通过一根供油管路连接其中四个所述电液伺服阀；所述供油管路之间连接有截止阀。进一步，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，每个所述电液伺服阀的A工作油口连接一个所述液压缸的无杆腔，每个所述电液伺服阀的B工作油口连接一个所述液压缸的有杆腔；所述供油管路和回油管路到每个所述电液伺服阀的管路长度相等，所述液压动力系统的液压部件对称分布；所述电液伺服阀和液压缸集成为一体，并集成有直线位移传感器和一维力传感器。进一步，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，还包括：比例节流阀、蓄能器，所述蓄能器通过所述比例节流阀连接至所述供油管路，所述比例节流阀和蓄能器用于所述供油管路内的能量控制。进一步，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，还包括：单向阀、过滤器、快速接头、溢液阀、油箱，其中，所述单向阀安装在所述定量齿轮泵的输出端连接的所述供油管路上。所述过滤器安装在所述供油管路和/或回油管路上，用于过滤液压油中的杂质；所述快速接头连接在所述供油管路和/或回油管路上，用于对机载液压回路进行补油和排气；所述溢液阀连接于所述供油管路和回油管路之间；所述油箱安装在回油管路上，用于回收液压回路中的液压油。进一步，本专利技术所述的机器人电机驱动液压动力系统，还包括：压力传感器、温度传感器、散热器，其中，所述压力传感器连接在所述供油管路和/或回油管路上，用于监测液压油的压力值；所述温度传感器连接在所述供油管路和/或回油管路上，用于监测液压油的温度；所述散热器连接在所述供油管路和/或回油管路上，用于为液压油降温。本专利技术还公开一种机器人电机驱动液压动力系统的控制方法，包括下述步骤：预设机器人所需功率和伺服电机输出功率之间的对应关系；监测所述机器人所需功率，根据所述机器人所需功率和所述对应关系调整所述伺服电机输出功率；检测系统中设备的电流、转速、压力、温度参数是否处于预设取值范围；若否，则关闭出现参数异常的设备，同时增大与出现参数异常的设备功能相同的设备的输出功率、或开启系统中未工作的与出现参数异常的设备功能相同的设备；监测伺服电机的工作时间，所述伺服电机的工作时间超过预设时间后，切换至未工作的所述伺服电机。实施本专利技术的机器人电机驱动液压动力系统及控制方法。具有以下有益效果：该系统包括：多个伺服电机、多个定量齿轮泵、多个电液伺服阀、多个液压缸，其中，每个所述伺服电机连接并驱动一个所述定量齿轮泵，使所述定量齿轮泵产生液压能；所述定量齿轮泵通过供油管路连接所述电液伺服阀，将所述定量齿轮泵产生的液压能通过所述电液伺服阀传输至所述液压缸；每个所述电液伺服阀连接并控制一个所述液压缸，通过控制液压油进出所述液压缸为所述机器人提供动力；每个所述电液伺服阀连接一个所述定量齿轮泵，所述电液伺服阀将回流的液压油通过回油管路回收至所述定量齿轮泵。该液压动力系统兼具低噪声和高功率/密度比两大优势,振动小、机身质量分布均匀，实用性较强。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术机器人电机驱动液压动力系统的第一实施例的结构示意图；图2是本专利技术机器人电机驱动液压动力系统的第二实施例的结构示意图；图3是本专利技术机器人电机驱动液压动力系统的第三实施例的结构示意图；图4是本专利技术机器人电机驱动液压动力系统的一体化集成伺服液压缸的结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术构造一种机器人电机驱动液压动力系统，该系统完全使用电机作为动力源，为机器人提供动力。该系统包括：多个伺服电机1、多个定量齿轮泵2、多个电液伺服阀12、多个液压缸11，其中，伺服电机1的数量与定量齿轮泵2的数量相同，电液伺服阀12与液压缸11的数量相同，可以理解，本专利技术中的伺服电机1、定量齿轮泵2、电液伺服阀12、液压缸11的数量可根据实际机器人的设置需要进行选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，包括：多个伺服电机、多个定量齿轮泵、多个电液伺服阀、多个液压缸，其中，每个所述伺服电机连接并驱动一个所述定量齿轮泵，使所述定量齿轮泵产生液压能；所述定量齿轮泵通过供油管路连接所述电液伺服阀，将所述定量齿轮泵产生的液压能通过所述电液伺服阀传输至所述液压缸；每个所述电液伺服阀连接并控制一个所述液压缸，通过控制液压油进出所述液压缸为所述机器人提供动力；每个所述电液伺服阀连接一个所述定量齿轮泵，所述电液伺服阀将回流的液压油通过回油管路回收至所述定量齿轮泵。

【技术特征摘要】
1.一种机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，包括：多个伺服电机、多个定量齿轮泵、多个电液伺服阀、多个液压缸，其中，每个所述伺服电机连接并驱动一个所述定量齿轮泵，使所述定量齿轮泵产生液压能；所述定量齿轮泵通过供油管路连接所述电液伺服阀，将所述定量齿轮泵产生的液压能通过所述电液伺服阀传输至所述液压缸；每个所述电液伺服阀连接并控制一个所述液压缸，通过控制液压油进出所述液压缸为所述机器人提供动力；每个所述电液伺服阀连接一个所述定量齿轮泵，所述电液伺服阀将回流的液压油通过回油管路回收至所述定量齿轮泵。2.根据权利要求1所述的机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，所述供油管路仅有一根供油管路，则所有所述定量齿轮泵都连接并通过所述供油管路输出液压油，所述供油管路的输出端分别连接每个所述电液伺服阀。3.根据权利要求1所述的机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，所述供油管路内供油管路的数量少于所述定量齿轮泵的数量，则至少有两个所述定量齿轮泵共用一根所述供油管路。4.根据权利要求3所述的机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，所述伺服电机为4个，所述定量齿轮泵为4个，所述电液伺服阀为12个、所述液压缸为12个，其中，每个所述伺服电机分别连接一个所述定量齿轮泵，每个所述电液伺服阀连接一个所述液压缸；其中两个所述定量齿轮泵通过一根供油管路连接其中六个所述电液伺服阀；另外两个所述定量齿轮泵通过另一根供油管路连接另外六个所述电液伺服阀；所述供油管路之间连接有截止阀。5.根据权利要求1所述的机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，所述供油管路内供油管路的数量等于所述定量齿轮泵的数量，则每个所述定量齿轮泵都连接一根所述供油管路。6.根据权利要求5所述的机器人电机驱动液压动力系统，其特征在于，所述伺服电机为3个，所述定量齿轮泵为3个，所述电液伺服阀为12个、所述液压缸为12个，其中，每个所述伺服电机分别连接一个所述定量齿轮泵，每个所述电液伺服阀连接一个所述液压缸；每个所述定量齿轮泵通过一根供油管路连接其中四个所述电液伺服阀；所述供油管路之间连接有截止阀。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋振宇，史亚鹏，李满天，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44