[发明专利]一种高速开关阀气动肌肉驱动系统

摘要

本发明属于气动控制领域，涉及一种高速开关阀气动肌肉驱动系统。所述的驱动系统包括感知模块、上位机、驱动模块和气源模块。所述的气源模块通过驱动模块的三位三通高速开关阀与气动肌肉连接，为气动肌肉提供气源；驱动模块与上位机连接，上位机控制驱动模块输出驱动信号来控制高速开关电磁阀的打开，从而控制气动肌肉的充气和放气；感知模块与上位机相连，将其测量气动肌肉的位移和气压信息传送给上位机。本发明采用的高速开关阀具有响应速度快、结构简单、抗污染和抗干扰能力强，解决了目前气动肌肉驱动系统遇到的通讯速率低、价格昂贵、安装复杂、无法实现闭环控制等问题。

主权项

1.一种高速开关阀气动肌肉驱动系统，其特征在于，包括感知模块、上位机、驱动模块和气源模块；所述的气源模块通过驱动模块的三位三通高速开关阀(8)与气动肌肉(1)连接，为气动肌肉(1)提供气源；驱动模块与上位机连接，上位机控制驱动模块输出驱动信号控制高速开关电磁阀的打开和关闭，从而控制气动肌肉(1)的充气和放气；感知模块与上位机相连，将其测量气动肌肉(1)的位移和气压信息传送给上位机；感知模块包括数据采集卡(4)、气压传感器(3)、直线位移传感器(2)和接线盒；所述的直线位移传感器(2)平行固定在气动肌肉(1)一侧；气压传感器(3)与气动肌肉(1)相连，直线位移传感器(2)和气压传感器(3)实时测量气动肌肉(1)的长度和气压；直线位移传感器(2)和气压传感器(3)的输出端通过接线盒与数据采集卡(4)连接，数据采集卡(4)将采集到的模拟量数据转换为数字量数据，数据采集卡(4)与上位机相连，将数字量数据传递给上位机；上位机采用工控机(5)；上位机接收感知模块获得的测量数据，并进行相应的计算，将计算结果发送给驱动模块；驱动模块的定时/计数器(6)和感知模块的数据采集卡(4)固定在上位机上；数据采集卡(4)将获得的测量数据传送给上位机，上位机接收测量数据后进行计算，将控制信号发送给驱动模块的定时/计数器(6)；驱动模块包括定时/计数器(6)、驱动器(7)和三位三通高速开关阀(8)；定时/计数器(6)接收上位机输出的数字信号转换为PWM信号，定时/计数器(6)输出端与接线盒连接；接线盒与驱动器(7)连接，实现将定时/计数器(6)输出的PWM信号发送给驱动器(7)；驱动器(7)将接收到的PWM信号放大输出给三位三通高速开关阀(8)；三位三通高速开关阀(8)通过机械装置将开关电信号转换成质量流量的模拟信号，只有开关两种极限工作状况；三位三通高速开关阀(8)的电气输入端与驱动器(7)连接，三位三通高速开关阀(8)的一个阀口与气动肌肉(1)连接，另一个阀口与气源模块的减压阀(91)连接；三位三通高速开关阀(8)根据驱动器(7)发出的电位信号到达不同阀位，实现打开气路控制气动肌肉(1)的充放气；气源模块包括气动三联件(9)、储气罐(10)和气泵(11)；气动三联件(9)由分离器(93)、过滤器(92)、减压阀(91)依次连接；气泵(11)与气动三联件(9)的分离器(93)串联，储气罐(10)并联在气泵(11)与分离器(93)之间；气动三联件(9)的减压阀(91)与高速开关阀的接口连接。