[发明专利]一种用于机器人的一体化液压驱动器及其控制方法

摘要

本发明公开一种用于机器人的一体化液压驱动器及其控制方法，其液压驱动器的伺服缸为单出杆液压缸，伺服缸缸体上部安装喷嘴挡板伺服阀和油路连接块，伺服缸与油路连接块连接处的缸体上设有相应油道与喷嘴挡板伺服阀上的进油口、控制油口和回油口连通；力传感器安装在伺服缸活塞杆前端，位移传感器的壳体固定在伺服缸缸体上，探头固定在与力传感器同侧的伺服缸活塞杆上；其控制方法是力传感器和位移传感器配合使用，实时监测伺服缸输出力和位移两状态量，由负载压力观测器计算系统负载压力，最终经控制器使伺服缸的输出等于系统的输入。本发明采用阀控非对称缸结构，并省去了伺服缸两腔的压力传感器，其结构更加紧凑，其功重比及可控性均具有优势。

主权项

一种用于机器人的一体化液压驱动器，包括伺服缸、油路连接块、喷嘴挡板伺服阀、位移传感器、力传感器，喷嘴挡板伺服阀和油路连接块安装在伺服缸的缸体上部，其特征在于：所述的伺服缸为单出杆液压缸，伺服缸与油路连接块连接处的缸体上设有径向的流道C、流道H、流道J和四个固定油路连接块的螺纹孔，伺服缸与喷嘴挡板伺服阀连接处的缸体上设有径向的流道E、流道G、流道L、流道M、定位销孔和四个固定喷嘴挡板伺服阀的螺纹孔，伺服缸靠近油路连接块一侧的缸体内设有轴向的流道D、流道N和流道Q，流道D分别与流道C和流道E相通,流道N分别与流道J和流道M相通,流道Q分别与流道H和流道L相通；所述的油路连接块上并列开设有：水平向的进油流道R和回油流道W，垂直向的流道V和流道Z，进油流道R和流道V相通，回油流道W和流道Z相通；油路连接块上的流道V和伺服缸缸体上的流道J连通，油路连接块上的流道Z和伺服缸缸体上的流道H连通；所述的喷嘴挡板伺服阀上设有进油口P、控制油口A、控制油口B和回油口T；所述的力传感器安装在伺服缸活塞杆前端，所述的位移传感器的壳体固定在伺服缸缸体上，探头固定在与力传感器同侧的伺服缸活塞杆上，所述伺服缸活塞杆可进行伸出或缩回运动；所述伺服缸活塞杆的伸出运动：进油时，系统油液经进油管道和油路连接块上的进油流道R和流道V流入伺服缸缸体内的流道J，经伺服缸缸体内的流道N和流道M进入喷嘴挡板伺服阀的进油口P，经过喷嘴挡板伺服阀的内部流道后，从其控制油口A再流入伺服缸缸体内的流道E11，经伺服缸缸体内的流道D9和流道C8后，最终进入伺服缸的左腔；回油时，系统油液由伺服缸的右腔流出进入伺服缸缸体内的流道G后流入喷嘴挡板伺服阀的控制油口B，经喷嘴挡板伺服阀的内部流道后，从喷嘴挡板伺服阀的回油口T流出喷嘴挡板伺服阀，再流进伺服缸缸体流道L，经过伺服缸缸体内的流道Q和流道H流入油路连接块的流道Z，最后经油路连接块中的回油流道W流回回油管道；所述伺服缸活塞杆的缩回运动：进油时，系统油液经进油管道和油路连接块上的进油流道R和流道V流入伺服缸缸体内的流道J，经伺服缸缸体内的流道N和流道M进入喷嘴挡板伺服阀进油口P，经过喷嘴挡板伺服阀的内部流道后，从其控制油口B再流入伺服缸缸体内的流道G，并最终进入伺服缸的右腔；当回油时，油液由伺服缸的左腔流出进入伺服缸缸体内的流道C、流道D和流道E后流入喷嘴挡板伺服阀的控制油口A，经喷嘴挡板伺服阀的内部流道后，从喷嘴挡板伺服阀的回油口T流出喷嘴挡板伺服阀，再流进伺服缸缸体流道L，经过伺服缸缸体内的流道Q和流道H流入油路连接块的流道Z，最后经油路连接块中的回油流道W流回回油管道。