软体作动系统及软体作动器控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供软体作动系统及软体作动器控制方法，属于软体作动系统领域。该软体作动系统包括：输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。从而使得在对作动器的充放气速度快，且可随时控制输出压力，有效提高了输出压力的精度。同时，有效降低了成本。

Software Actuator System and Control Method of Software Actuator

The embodiment of the present invention provides a software actuator system and a control method of the software actuator, belonging to the field of the software actuator system. The software actuating system comprises an input node, an output node, a pressure sensor, an actuator and a controller. The input node and the output node include a positive pressure loop and a negative pressure loop. The positive pressure loop includes a first positive pressure loop valve, and the negative pressure loop includes a first negative pressure loop valve and a vacuum generator. The pressure sensor is used to monitor the actuation. The controller is used to alternately control the positive pressure circuit and the negative pressure circuit based on the preset target pressure value and the real-time pressure value of the actuator detected by the pressure sensor so that the real-time pressure value of the actuator reaches the preset target pressure value. Thus, the charging and discharging speed of the actuator is fast, and the output pressure can be controlled at any time, thus effectively improving the accuracy of the output pressure. At the same time, the cost is effectively reduced.

【技术实现步骤摘要】
软体作动系统及软体作动器控制方法
本专利技术涉及软体作动系统领域，具体而言，涉及软体作动系统及软体作动器控制方法。
技术介绍
目前利用硅橡胶等弹性材料制作而成的软体作动单元、执行器，是利用内外压差实现变形和作动的，一般使用流体作为驱动介质，改变软体作动单元的内部压力，实现压差驱动。作为驱动介质的流体中，压缩空气更易获得，且相关气动元器件品类丰富、体积小，搭建控制系统更为便捷。目前常规气源(工厂总气源、空气压缩机等)仅能提供0.5～0.7MPa的固定压力值的正压力压缩空气，无法直接向软体作动单元或其他需要正负可调气压的执行器供给气体，并且在正负压切换过程中，充放气速度慢，回路压差太小，譬如输出端处于0KPa压力状态时，突然需要控制其达到100KPa，其控制逻辑是调整比例阀或减压阀输出压力达到100KPa，再打开正压输出阀、关闭负压输出阀，以给输出端充气、充压，但此时输出端和比例阀之间的压差仅有100KPa，气体流速会比较慢，输出端带载的软体作动器或其他执行器的气腔体积如果较大，会花费较长的时间才能达到所需压力；以及半闭环控制，理论精度低，例如压力控制的精度取决于比例阀或减压阀的精度，且没有设置在输出端的气压传感器来监控真实的输出压力；以及成本高，目前为了实现压力自动可调，采用了正负压比例阀，是比较昂贵的气动元器件，尤其是负压比例阀，不仅本身很贵，且为了保证其正常工作，负压比例阀前端的负压真空泵或真空发生器必须持续工作，耗气量极大。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术实施例提供软体作动系统及软体作动器控制方法。第一方面，本专利技术实施例提供一种软体作动系统，包括输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。进一步地，所述负压回路中的真空发生装置的一端与所述输入节点连通，所述真空发生装置的另一端与所述第一负压回路阀的一端连通，所述第一负压回路阀的另一端与所述输出节点连通。进一步地，所述真空发生装置包括：真空发生器使能阀和真空发生器，所述真空发生器使能阀的一端与所述输入节点连通，所述真空发生器使能阀的另一端与所述真空发生器的供气口连通，所述真空发生器的真空口与所述第一负压回路阀连通。进一步地，所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，包括：所述控制器基于预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；所述控制器交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀，当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。进一步地，所述软体作动系统还包括：第二正压回路阀和第二负压回路阀；所述第二正压回路阀位于所述正压回路且与所述第一正压回路阀并联；所述第二负压回路阀位于所述负压回路且与所述第一负压回路阀并联。进一步地，所述软体作动系统还包括：减压阀，所述减压阀的一端与所述输入节点连通，所述减压阀的另一端分别与所述第二正压回路阀和所述第一正压回路阀连通。进一步地，所述第一正压回路阀、第二正压回路阀、第一负压回路阀和第二负压回路阀为高频电磁阀。进一步地，所述第一正压回路阀和第一负压回路阀为大流量高频电磁阀，所述第二正压回路阀和第二负压回路阀为小流量高频电磁阀。进一步地，所述软体作动系统还包括：消音器，所述消音器设于所述真空发生器的排气口。第二方面，本专利技术实施例提供了一种软体作动器控制方法，应用于如第一方面任意一项所述的软体作动系统，所述方法包括：获取预设目标气压值；接收所述气压传感器采集的作动器的实时气压值；基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，以使所述作动器的所述实时气压值达到所述预设目标气压值。进一步地，所述基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，包括：基于所述预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第一预设目标气压范围时，交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。进一步地，所述基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，包括：基于预设目标气压值和第二阈值，确定第二预设目标气压范围，基于预设目标气压值和第三阈值，确定第三预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第二预设目标气压范围时，交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第二预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；并交替开启所述第二正压回路阀和所述第二负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第三预设目标气压范围时，关闭所述第二正压回路阀和所述第二负压回路阀。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的软体作动系统及软体作动器控制方法带来了以下有益效果：通过设置气源、输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；通过所述控制器基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，从而使得在对作动器的充放气速度快，且可随时控制输出压力，有效提高了输出压力的精度。同时，有效降低了成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为现有技术提供的软体作动单元的气动控制系统的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的一种软体作动系统的结构示意图；图3为本为图2所示的一种软体作动系统中的控制功能的模块示意图；图4为本为图2所示的一种软体作动系统中的输出气压的闭环调节流程的示意图；图5为本专利技术第一实施例提供的另一种软体作动系统的结构示意图；图6为本专利技术第二实施例提供的一种软体作动器控制方法的流程图。图标：100-软体作动系统；110-气源；120-正压回路；130-负压回路；140-气压传感器；150-作动器；160-控制器；170-消音器；180-减压阀；121-第一正压回路阀；122本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软体作动系统，其特征在于，包括输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。

【技术特征摘要】
1.一种软体作动系统，其特征在于，包括输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。2.根据权利要求1所述的软体作动系统，其特征在于，所述负压回路中的真空发生装置的一端与所述输入节点连通，所述真空发生装置的另一端与所述第一负压回路阀的一端连通，所述第一负压回路阀的另一端与所述输出节点连通。3.根据权利要求2所述的软体作动系统，其特征在于，所述真空发生装置包括：真空发生器使能阀和真空发生器，所述真空发生器使能阀的一端与所述输入节点连通，所述真空发生器使能阀的另一端与所述真空发生器的供气口连通，所述真空发生器的真空口与所述第一负压回路阀连通。4.根据权利要求3所述的软体作动系统，其特征在于，所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，包括：所述控制器基于预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；所述控制器交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀，当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。5.根据权利要求3所述的软体作动系统，其特征在于，所述软体作动系统还包括：第二正压回路阀和第二负压回路阀；所述第二正压回路阀位于所述正压回路且与所述第一正压回路阀并联；所述第二负压回路阀位于所述负压回路且与所述第一负压回路阀并联。6.根据权利要求5所述的软体作动系统，其特征在于，所述软体作动系统还包括：减压阀，所述减压阀的一端与所述输入节点连通，所述减压阀的另一端分别与所述第二正压回路阀和所述第一正压回路阀连通。7.根据权利要求1-6任意一项所述的软体作动系统，其特征在于，所述第一正压回路阀、第二正压回路阀、第一负压回路阀和第二负压回路阀为高频电磁阀。8.根据权利要求7所述的软体作动系统，其特征在于，所述第一正压回路阀和第一负压回路阀为大流量高频电磁阀，所述第二正压回路阀和第二负压回路阀为小...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍磊，汪习谱，郑荣泽，刘虎，
申请(专利权)人：苏州软体机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32