[发明专利]一种单通道自动充放气系统与气压稳定控制方法

说明书

本发明提供了一种单通道自动充放气系统，包括供电模块、气压检测模块、数据处理模块、气压驱动模块，供电模块为系统提供电力来源，气压检测模块实时监测受控对象的内部气压，数据处理模块采集反馈气压，利用气压稳定控制算法生成使能信号经气压驱动模块进行调理后输出驱动信号控制泵的启停和电磁阀的开闭，从而稳定的控制受控对象的内部气压。气压稳定控制方法在中央处理单元内实现手动、自动模式控制，稳定的输出所需的预设或预存气压值。该系统采用低成本的气压泵和电磁阀，可以克服利用高压气泵和比例阀实现稳压控制所带来体积大、危险性高的不足，适用于气动型软体执行器的驱动控制。

技术领域

本发明涉及气压控制技术领域，具体来说是一种适用于气动型软体机器人的气压驱动控制系统。

背景技术

目前大规模应用的刚性机械结构机器人，由于其自重大、适应能力差、安全性低等缺陷，阻碍了机器人技术的进一步发展。为了提高机器人的人机交互、环境适应的友好性和灵活性，软体机器人应运而生。相比于传统刚性机器人，软体机器人在材料结构、驱动控制等方面皆有不同。气动型的软体机器人以柔性气动执行器为基本单元，通过控制执行器内部的气压使得软体机器人具有无限多自由度和连续变形能力。

目前，对软体机器人的控制方法主要是通过高压储气罐和比例阀组成控制系统，对气动执行器的气压进行调节。由于高压储气罐和比例阀具有大体积、高危险性的缺点和造价昂贵的问题，无法实现小型、便携的气动型软体机器人控制系统。

本发明提供了一种单通道自动充放气系统，自动控制气泵启停、电磁阀开闭，实现对受控对象的气压稳定调节。该系统解决了传统气压控制系统的大体积、高危险性、造价高的问题，实现了对系统小型化、低成本的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单通道自动充放气系统，通过自动控制气泵启停、电磁阀开闭来实现对受控对象的气压稳定调节。

本发明的发明内容如下：

一种单通道自动充放气系统，包括供电模块、气压检测模块、数据处理模块和气压驱动模块；

所述供电模块包括干电池、电压调节电路和系统电源开关，输出第一电压给气压检测模块、气压驱动模块，输出第二电压给数据处理模块；

所述气压检测模块包括高精度气压检测传感器、信号调理电路，高精度气压检测传感器用来检测受控对象内部气压值，产生的电压信号经信号调理电路处理后输出供数据处理模块采集；

所述数据处理模块包括中央处理单元、增大按钮、减小按钮和显示屏，中央处理单元采集气压检测模块的反馈气压值，将反馈气压值和预设气压值进行比较，自动控制系统的充放气，实现稳定气压控制，增大按钮用来加大预设气压值，减小按钮用来减小预设气压值，配合显示屏显示来调整预设气压；

所述气压驱动模块包括气泵信号驱动模块和电磁阀信号驱动模块，气泵信号驱动模块输出模拟电压控制气泵运行，电磁阀信号驱动模块输出模拟电压控制电磁阀通断；

所述供电模块内部，干电池、系统电源开关与电压调节电路连接；所述电压调节电路输出的第一电压与高精度气压检测传感器、信号调理电路、气泵信号驱动模块、电磁阀信号驱动模块连接；所述电压调节电路输出的第二电压与中央处理单元、显示屏连接；

所述气压检测模块内部，高精度气压检测传感器与信号调理电路连接；所述信号调理电路的模拟电压输出与中央处理单元连接；

所述数据处理模块内部，增大按钮、减小按钮、显示屏与中央处理单元连接；所述中央处理单元输出的气泵启停使能信号与气泵信号驱动模块连接；所述中央处理单元输出的电磁阀开闭使能信号与电磁阀信号驱动模块连接。

所述电压调节电路以AMS1117芯片为核心，将干电池输出的9V电压转化为电压值为5V的第一电压和电压值为3.3V的第二电压。