[发明专利]基于射流逻辑控制的自激励流体信号发生器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于射流逻辑控制的自激励流体信号发生器及其工作方法。该自激励流体信号发生器，包括两个流体激励单元。流体激励单元包括串联的油箱、恒流液源、常开流控晶体管和流控二极管，以及设置在恒流液源与常开流控晶体管之间的蓄能装置。恒流液源的输入端与油箱连接。第一个流体激励单元中恒流液源的输出端与第二个流体激励单元中常开流控晶体管的液控端连接；第二个流体激励单元中恒流液源的输出端与第一个流体激励单元中常开流控晶体管的液控端连接。流控二极管的输出端用于向外输出自激励流体信号。本发明采用常量输入即可实现输出的周期性变化，能有效降低工程实际中对射流控制系统控制输入接口数量的限制。

技术领域

本发明属于射流驱动机器人领域，具体涉及一种基于射流逻辑控制的自激励流体信号发生器。

背景技术

软体机器人的相较于传统的刚性机器人有着许多优势，可实现刚性机器人难以实现或不能实现的功能。流体驱动是目前软体机器人最主流的驱动方式，且具有人机交互性高、安全性高、成本较低、控制方便等优点，因此被广泛地应用于各个工业领域。然而，目前软体机器人实用的一个关键问题在于：增加独立控制的软执行器或自由度的数量通常需要增加相等或更多的输入控制接口。

为了减少和消除上述这种对外部控制输入增加的需要，本发明提出一种基于射流逻辑控制的自激励流体信号发生器。受到电子元件(二极管、三极管等)的启发，本发明提出基于射流控制的流体元件，并将所提出的流体元件组合设计出一种自激励流体控制回路，采用定流量输入即可实现六个状态的变化。可解决软体机器人领域较少输入实现复杂输出的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于射流逻辑控制的自激励流体信号发生器，采用定流量输入即可实现多个状态的周期性变化。

本发明一种基于射流逻辑控制的自激励流体信号发生器，包括两个流体激励单元。流体激励单元包括串联的油箱、恒流液源、常开流控晶体管和流控二极管，以及设置在恒流液源与常开流控晶体管之间的蓄能装置。流控二极管具有输入端和输出端，仅允许液压介质从输入端流向输出端。常开流控晶体管具有输入端、输出端和液控端。液控端具有下压力阈值和上压力阈值；当液控端的压力低于下压力阈值或高于上压力阈值时，常开流控晶体管输入端与输出端之间断开；当液控端的压力在下压力阈值至上压力阈值之间时，常开流控晶体管输入端与输出端之间导通。第一个流体激励单元中恒流液源的输出端与第二个流体激励单元中常开流控晶体管的液控端连接；第二个流体激励单元中恒流液源的输出端与第一个流体激励单元中常开流控晶体管的液控端连接。流控二极管的输出端用于向外输出自激励流体信号。

作为优选，所述的蓄能装置采用能够膨胀的弹性液囊，其充压时内部压力逐渐增大。

作为优选，工作过程中，通过两个恒流液源持续输出流体，实现两个流体激励单元中的流控二极管错开180°相位的周期性输出压力信号。

作为优选，所述的流控二极管包括二极管上端盖、弧形密封片、二极管支撑盘和二极管下端盖。二极管下端盖与二极管下端盖对接设置。二极管下端盖与二极管下端盖的相反端分别设置有进流接口、出流接口。二极管下端盖内腔靠近二极管下端盖的端部设置有支撑台。二极管下端盖的内腔设置有朝向支撑台的环形台阶。二极管支撑盘通过支撑台外侧面上的三个环形导向片滑动连接在支撑台上。二极管支撑盘上开设有中心孔。支撑台的边缘处设置有多个通流缺口。二极管支撑盘远离支撑台的侧面上固定有向外凸起的弧形密封片。弧形密封片抵住二极管下端盖上的环形台阶；