一种可穿戴式负重外骨骼的液压伺服控制系统的制作方法

文档序号:13168534阅读:566来源:国知局

本实用新型涉及一种机器人控制系统,特别涉及一种可穿戴式负重外骨骼的液压伺服控制系统。



背景技术:

外骨骼是一个能够为人提供便利的辅助装置,当人携带重物时,可以减轻人体能的消耗,那么选择良好的控制系统是非常关键的。目前我国在外骨骼液压伺服控制方面的研究己经起步,并取得了一定阶段性的研究成果,但当液压缸推动负载运动时,由于负载惯性力的存在导致控制精度不高,造成外骨骼机器人与人体运动不同步的情况。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型提供一种控制灵活方便、精度高的可穿戴式负重外骨骼的液压伺服控制系统。

本实用新型采用的技术方案是:一种可穿戴式负重外骨骼的液压伺服控制系统,包括计算机、D/A转化器、流量控制伺服阀、执行机构、检测模块、A/D转化器、负载;所述计算机连接A/D转化器和D/A转化器,D/A转化器连接流量控制伺服阀,流量控制伺服阀连接执行机构,执行机构的输出端连接负载和检测模块,检测模块与负载、A/D转化器相连。

所述执行机构包括左髋关节液压缸、左膝关节液压缸、右髋关节液压缸、右膝关节液压缸。

所述检测模块包括压力传感器、角度传感器、位移传感器、速度传感器。

所述负载为外骨骼机器人所承载的人和携行具的重量。

本实用新型的有益效果是:通过检测模块的反馈及计算机分析比较,可将误差降到最低,实现精准控制,达到外骨骼机器人与人体步态一致的目的。

附图说明

图1为本实用新型的可穿戴式负重外骨骼的液压伺服控制系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示,本实用新型包括:计算机、D/A转化器、流量控制伺服阀、执行机构、检测模块、A/D转化器、负载;所述计算机连接A/D转化器和D/A转化器,D/A转化器连接流量控制伺服阀,流量控制伺服阀连接执行机构,执行机构的输出端连接负载和检测模块,检测模块与负载、A/D转化器相连。

所述执行机构包括左髋关节液压缸、左膝关节液压缸、右髋关节液压缸、右膝关节液压缸。

所述检测模块包括压力传感器、角度传感器、位移传感器、速度传感器。

所述负载为外骨骼机器人所承载的人和携行具的重量。

本实用新型的控制原理如下:当人体携带外骨骼运动时,足底处的压力传感器检测到由负载引起的压力变化、外骨骼髋关节液压缸和膝关节液压缸有杆腔处的和无杆腔处的压力传感器检测到进出口油压的变化、外骨骼髋关节和膝关节处的速度传感器检测到运动时的速度变化,并将压力和速度信号传递给A/D 转换器,然后压力和速度信号经过A/D 转换器转化成计算机能够识别的数字信号,数字信号经过计算机分析处理后,又经D/A转化器转换成模拟信号输出给流量控制伺服阀,流量控制伺服阀接收到信号之后,改变阀的开口量,来控制流量,进而控制液压缸两腔压力及液压缸活塞杆的运动速度,使液压缸负载的力保持平衡及液压缸活塞杆的移动速度达到预期值,来满足外骨骼机器人与人体协调一致的要求;当外骨骼髋关节、膝关节处的角度传感器和位移传感器检测到角度变化和位移变化时,并将角度和位移信号传递给A/D 转换器,然后角度信号经过A/D 转换器转化成计算机能够识别的数字信号,数字信号经过计算机分析处理后,又经过D/A转化器转换成模拟信号输出给流量控制伺服阀,流量控制伺服阀接收到信号之后,改变阀的开口量,来控制流量,进而控制液压缸的行程,满足携带者穿戴舒服的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用作对本实用新型的任何形式的限制,任何根据本实用新型的技术实质所做的简单修改与变化等,皆应包含在本实用新型的保护范围之内。

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