[发明专利]一种能回收支撑相下压动作能量的机器人及其控制方法

说明书

本发明涉及一种能回收支撑相下压动作能量的机器人及其控制方法，属于机器人技术领域。该机器人包括机械腿与液压源，液压源包括高压油供给接口、低压油供给接口、控制执行器及与低压油供给接口连通的低压蓄能器，该控制方法包括：(1)在机械腿处于摆动相时，利用低压油供给接口所供给的低压油液驱使液压执行器伸缩动作；(2)在机械腿处于支撑相且为伸长动作时，利用高压油供给接口所供给的高压油液驱使液压执行器伸长动作；而在机械腿处于支撑相且为缩短动作时，控制控制执行器构建出三通连接结构，而连通无杆油腔接口、有杆油腔接口及低压蓄能器的进油口。该方案能有效提高机器人的能量利用率，可广泛应用于机器人及其控制技术领域中。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体地说，涉及一种能回收多足步行机器人在支撑相下压动作的能量的控制方法及多足步行机器人。

背景技术

移动机器人由于可以代替人类完成危险、复杂及高强度的工作，根据论文《多足步行机器人液压控制系统研究现状与发展趋势》所记载的内容可知，当前移动机器人在地面上的移动方式主要有轮式、履带式、足式、蠕动式及混合式等；相较于轮式等其他移动方法，由于足式步行机器人采用机械腿进行行走，以能在行走过程中仅需离散的落足点，且可像足式动物一样行走于具有障碍物的崎岖地面，拥有更好的复杂环境适应性和灵活性，而得到较快地发展及广泛地使用。

对于多足步行机器人的机械腿上的液压控制系统结构，申请人在公开号为CN105545828A的专利文献中公开了一种可吸收着地冲击的多足机器人液压驱动单元，在该液压驱动单元中，与现有技术相比，其基于所增设的蓄能器及连接在液压缸的无杆油腔与有杆油腔之间的阻尼阀，从而能在工作过程中，能充分利用阻尼阀所形成的导通机构而缓解着地冲击，并充分利用蓄能器将超过其蓄能压力的部分压力能量回收，以提高能量的利用率。但是，该液压驱动单元在工作过程中，存在相当部分的能量浪费，尤其是该多足步行机器人在支撑态下压动作时，其躯体重心降低所减少的势能会转换成热量浪费掉。

此外，该液压驱动单元在工作过程中，支撑态与摆动态均基于同一压力的液压源，将导致其存在阀口节流损失而降低能量利用率，且因基于单个电液比例阀控制液压缸的动作，导致其进出阀口存在耦合，不仅限制了系统的响应，且提高整体系统的能量消耗。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种机器人的控制方法，以基于其液压管路结构及控制方法的改进，能有效地提高该机器人的能量利用率；

本发明的另一目的为提供一种结构改进的机器人，以基于其结构的改进，而能有效提高该机器人的能量利用率。

为了实现上述主要目的，本发明提供机器人的控制方法能回收支撑相下压动作能量，该机器人包括液压源及用于驱使其机械腿在支撑相与摆动相之间切换的液压执行器，液压执行器的缸体上设有无杆油腔接口与有杆油腔接口；液压源包括高压油供给接口，低压油供给接口，与低压油供给接口连通的低压蓄能器，及用于控制液压源向液压执行器供油的状态的控制执行器；该控制方法包括以下步骤：

摆动相动作控制步骤，在机械腿处于摆动相时，控制控制执行器而利用低压油供给接口所供给的低压油液驱使液压执行器伸缩动作；

支撑相动作控制步骤，在机械腿处于支撑相且为伸长动作时，控制控制执行器而利用高压油供给接口所供给的高压油液驱使液压执行器伸长动作；而在机械腿处于支撑相且为缩短动作时，控制控制执行器构建出三通连接结构，而连通无杆油腔接口、有杆油腔接口及低压蓄能器的进油口。