[发明专利]一种机器人液压驱动转动关节闭环控制系统

权利要求书

1.一种机器人液压驱动转动关节闭环控制系统，包括驱动机构、执行机构和控制机构，电源模块为系统供电，其特征在于：驱动机构包括直流电机，直流电机与齿轮泵相连，执行机构包括液压转动关节，控制机构包括上位机，控制系统还包括电机驱动器、信号采集卡、三位四通电磁换向阀，上位机通过USB接口与下位机相连，齿轮泵与三位四通电磁换向阀相连，三位四通电磁换向阀的油路与液压转动关节相连，三位四通电磁换向阀的进油管路和出油管路上装有压力变送器，压力变送器与信号采集卡相连，液压转动关节上设有电位传感器，电位传感器与信号采集卡相连，信号采集卡进一步与上位机相连，上位机与电机驱动器之间通过CAN总线通信模块连接；

所述直流电机通过联轴器与齿轮泵相连，齿轮泵的输出流量模型为Q＝q*n*v/60，其中Q为流量；q为齿轮泵平均每转流量；n为齿轮泵转速；v为容积效率；当液压系统的负载不变时，齿轮泵的输出流量决定了液压转动关节的转动速度；当负载发生改变时，液压转动关节的转动速度受到影响，相应地改变齿轮泵输出流量便可抵消此影响以提高液压转动关节转动的平稳性；

所述上位机收到进油口和出油口压力值后，计算压力差△P＝Pi-Po，Pi为进油口压力值，Po为出油口压力值；根据压力差△P，判断负载是否发生变化，并根据负载的变化实时调整用于控制直流电机转速的PWM的占空比D的值，上位机将占空比D的值通过CAN总线通信模块发送给电机驱动器，电机驱动器根据得到的PWM值控制直流电机转速。

2.如权利要求1所述的一种机器人液压驱动转动关节闭环控制系统，其特征在于：所述信号采集卡与上位机之间通过RS232转USB模块连接，RS232转USB模块一端与信号采集卡相连，另一端与上位机的USB接口相连，信号采集卡将压力变送器以及电位传感器传送的压力值和液压转动关节位置传送至上位机。

3.如权利要求1所述的一种机器人液压驱动转动关节闭环控制系统，其特征在于：所述压力变送器连接到三位四通电磁换向阀的进油口管路和出油口管路，分别为进油口压力变送器、出油口压力变送器，用于测量液压系统进油管路与出油管路的压力值，分别将管路油液的压力值转换成模拟电信号并发送至信号采集卡。

4.如权利要求1所述的一种机器人液压驱动转动关节闭环控制系统，其特征在于：所述三位四通电磁换向阀用于在液压转动关节到达目标位置后转换至中位机能，实现进油口和出油口的锁死，保证位置的锁定，当液压转动关节需要改变转动方向时，三位四通电磁换向阀通过阀位置的移动来改变液压转动关节的进、出油口。

5.如权利要求1所述的一种机器人液压驱动转动关节闭环控制系统，其特征在于：所述电位传感器用于检测液压转动关节的位置并送至信号采集卡。