一種流體人工肌肉驅動與控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人、機械的應用技術領域，涉及一種機器人、變體機翼等領域應用的流體人工肌肉驅動與控制系統，尤其是涉及一種機器人、機械等的低壓、小流量的動力驅動與控制系統。
【背景技術】
[0002]在機器人關節(jié)以及變體機翼驅動與控制中，人工肌肉驅動器是一種新型的驅動器，人工肌肉可分為氣動人工肌肉和流體人工肌肉。氣動人工肌肉已經在機器人、變體機翼等領域中應用，具有結構簡單、動作平滑、輸出力/重量比大等優(yōu)點。流體人工肌肉不但具有結構簡單、有利于實現小型化和輕型化的優(yōu)勢，相比氣動人工肌肉還具有輸出力更大、響應速度更快、工作噪音更低等優(yōu)點。流體人工肌肉的響應速度更快，控制剛度更大，但流體人工肌肉的壓力流量耦合特性也更強，使其驅動和控制難度更大。流體人工肌肉一般通過壓力傳感器、節(jié)流控制閥、過濾器、溢流閥、單向閥等元器件來調節(jié)肌肉壓力，但這不僅不能很好地驅動和控制流體人工肌肉，而且也在一定程度上增加了經濟成本。因此，需要研制新型的流體人工肌肉驅動與控制系統來實現驅動器輸入與輸出的控制。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決現有技術存在的上述問題，本發(fā)明設計了一種流體人工肌肉驅動與控制系統，能夠連續(xù)、平穩(wěn)控制流體人工肌肉驅動器輸入與輸出，很好地實現流體人工肌肉的驅動與控制。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題采用的技術方案是:
一種流體人工肌肉驅動與控制系統，包括流體人工肌肉、電機、液壓缸、壓力變送器、滾珠絲杠、PC控制端，流體人工肌肉一端與壓力變送器連接，另一端與液壓缸密閉連通；滾珠絲杠的兩端分別與液壓缸活塞桿端部和電機相連接；電機和壓力變送器分別與PC控制端連接。此外，可通過實驗獲得電機轉數與人工肌肉輸出壓力的關系，進而不用壓力變送器，而是直接用電機轉數作為相應參數反饋給PC控制端。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明的流體人工肌肉驅動與控制系統流動部分為液體，并采用液壓缸來驅動流體人工肌肉，不需要水箱、水液壓栗、節(jié)流控制閥、過濾器、溢流閥、單向閥等元器件，系統簡單，成本低廉，易于安裝操作，具有可攜帶型。加上液體的不可壓縮性，系統剛性好，液壓缸的運動平穩(wěn)性大大增加，有利于系統的控制，適用于變體機翼、機器人等領域。
[0006]2、本發(fā)明能夠連續(xù)、平穩(wěn)控制流體人工肌肉驅動器輸入與輸出，很好地實現流體人工肌肉的驅動與控制。
[0007]3、本發(fā)明可作為流體驅動的機器人、機械等的低壓，小流量的動力驅動與控制系統，用于流體驅動仿生領域和機器人領域。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述流體人工肌肉驅動與控制系統結構圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
[0010]【具體實施方式】一:如圖1所示，本實施方式提供的流體人工肌肉驅動與控制系統主要包括壓力變送器1、流體人工肌肉2、液壓缸3、滾珠絲杠4、電機5、PC控制端6。流體人工肌肉2 —端與壓力變送器I連接，另一端與液壓缸3密閉連通；滾珠絲杠4的兩端分別與液壓缸3活塞桿端部和電機5相連接；電機5和壓力變送器I分別與PC控制端6連接。
[0011]工作過程:
當PC控制端6發(fā)出信號，電機5就會帶動滾珠絲杠4轉動，滾珠絲杠4轉動帶動液壓缸3的活塞沿著液壓缸軸線方向往里推進時，流體人工肌肉2內部壓力增大，流體人工肌肉2內部壓力通過壓力變送器I將壓力信號反饋給PC控制端6，PC控制端6根據反饋的壓力來控制電機5的轉動進而實現對流體人工肌肉2的驅動與控制。
[0012]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，可通過實驗獲得電機5轉數與流體人工肌肉2輸出壓力的關系，進而不用壓力變送器1，而是直接用電機5的轉數作為相應參數反饋給PC控制端6，進而直接通過電動機5來實現對流體人工肌肉2的驅動與控制。
[0013]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是，壓力變送器I和電機5與PC控制端6之間可通過導線進行連接，導線連接長度根據實際應用需要而定；另夕卜，也可通過在電機5、壓力變送器I以及PC控制端6上安裝無線信號發(fā)送和接收裝置，進而實現遠距離無線遙控。
【主權項】
1.一種流體人工肌肉驅動與控制系統，其特征在于所述系統包括流體人工肌肉、電機、液壓缸、滾珠絲杠、PC控制端構成；流體人工肌肉一端與液壓缸密閉連通；滾珠絲杠的兩端分別與液壓缸活塞桿端部和電機相連接；電機與PC控制端連接。2.根據權利要求1所述的流體人工肌肉驅動與控制系統，其特征在于所述系統還包括壓力變送器，壓力變送器一端與流體人工肌肉連接，另一端與PC控制端連接。3.根據權利要求1所述的流體人工肌肉驅動與控制系統，其特征在于所述電機與PC控制端之間通過導線進行連接。4.根據權利要求1所述的流體人工肌肉驅動與控制系統，其特征在于所述電機和PC控制端上安裝無線信號發(fā)送和接收裝置，進而實現遠距離無線遙控。5.根據權利要求2所述的流體人工肌肉驅動與控制系統，其特征在于所述壓力變送器與PC控制端之間通過導線進行連接。6.根據權利要求2所述的流體人工肌肉驅動與控制系統，其特征在于所述壓力變送器和PC控制端上安裝無線信號發(fā)送和接收裝置，進而實現遠距離無線遙控。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體人工肌肉驅動與控制系統，所述系統由流體人工肌肉、電機、液壓缸、壓力變送器、滾珠絲杠、PC控制端構成，流體人工肌肉一端與壓力變送器連接，另一端與液壓缸密閉連通；滾珠絲杠的兩端分別與液壓缸活塞桿端部和電機相連接；電機和壓力變送器分別與PC控制端連接。本發(fā)明的流體人工肌肉驅動與控制系統流動部分為液體，并采用液壓缸來驅動流體人工肌肉，不需要水箱、水液壓泵、節(jié)流控制閥、過濾器、溢流閥、單向閥等元器件，系統簡單，成本低廉，易于安裝操作，具有可攜帶型。加上液體的不可壓縮性，系統剛性好，液壓缸的運動平穩(wěn)性大大增加，有利于系統的控制，適用于變體機翼、機器人等領域。
【IPC分類】F15B21/02
【公開號】CN105114397
【申請?zhí)枴緾N201510557468
【發(fā)明人】尹維龍, 蔡朝燦, 赫曉東, 鄒恢燃, 楊知寒
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月6日