技术特征：
1.一种挖掘机器人电驱流量匹配系统，其特征在于，包括变转速流量匹配系统(100)、上位机控制器(200)、执行器位置检测装置(300)；所述变转速流量匹配系统(100)包括变速电机(110)、液压泵(120)、比例多路阀(130)和液压执行器(140)，所述变速电机(110)和所述液压泵(120)连接，变速电机(110)接收上位机控制器(200)的控制信号，驱动液压泵(120)输出需求流量到液压系统；所述比例多路阀(130)分别与对应的液压执行器(140)连接，比例多路阀(130)接收上位机控制器(200)的控制信号，控制方向和开口大小，输出相应的液压油驱动对应的液压执行器(140)，各液压执行器上安装有对应的执行器位置检测装置(300)。2.根据权利要求1所述的一种挖掘机器人电驱流量匹配系统，其特征在于，所述液压执行器(140)包括回转马达(141)、动臂油缸(142)、斗杆油缸(143)和铲斗油缸(144)。3.根据权利要求1所述的一种挖掘机器人电驱流量匹配系统，其特征在于，所述上位机控制器(200)分别与执行器位置检测装置(300)、变速电机(110)、比例多路阀(130)连接，上位机控制器(200)接收执行器位置检测装置(300)检测到的各液压执行器(140)的位置信号，并发送控制信号给变速电机(110)和比例多路阀(130)，控制变速电机(110)的转速以控制流量输出，同时，控制比例多路阀(130)开口以驱动液压执行器(140)。4.根据权利要求1所述的一种挖掘机器人电驱流量匹配系统，其特征在于，所述执行器位置检测装置(300)包括马达转角传感器(301)、动臂油缸位移传感器(302)、斗杆油缸位移传感器(303)、铲斗油缸位移传感器(304)；所述执行器位置检测装置(300)与上位机控制器(200)连接，将检测的位置信号传输给上位机控制器(200)。5.根据权利要求1所述的一种挖掘机器人电驱流量匹配系统，其特征在于，所述上位机控制器(200)包含轨迹规划程序c1、流量匹配程序c2和轨迹控制程序c3；所述轨迹规划程序c1规划所述液压执行器(140)的目标位移曲线；所述流量匹配程序c2根据轨迹规划程序c1规划的执行器目标位移计算液压系统需求流量，并输出控制信号给所述变速电机(110)，实现泵的流量匹配；所述轨迹控制程序c3以轨迹规划程序c1规划的执行器目标位移为输入信号，以所述执行器位置检测装置(300)检测的执行器位移为反馈信号，控制所述比例多路阀(130)的开口，实现所述液压执行器(140)的位置伺服。6.一种采用权利要求1-5任一项所述挖掘机器人电驱流量匹配系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤；(a)以液压泵的最大输出流量和比例多路阀的最大流量作为限制条件进行轨迹规划；(b)液压泵根据规划轨迹进行流量匹配输出；(c)采用闭环控制进行执行器轨迹跟踪。7.根据权利要求6所述的挖掘机器人电驱流量匹配系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(a)以所述液压泵(120)的最大输出流量和所述比例多路阀(130)的最大流量作为限制条件进行轨迹规划；所述轨迹规划为求解挖掘机液压执行器(140)的位置-时间函数，所述液压执行器(140)的位置-时间函数对时间的微分为执行器的速度；所述轨迹规划不满足流量限制条件时重新进行规划，直至满足限制条件；
所述限制条件为通过各液压执行器(140)的规划速度来计算各自需求的流量，并且各液压执行器(140)需求的流量应小于与该执行器匹配的比例多路阀(130)的最大流量；所有液压执行器(140)需求流量之和应小于所述液压泵(120)能够输出的最大流量。8.根据权利要求6所述的挖掘机器人电驱流量匹配系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(b)液压泵(120)根据规划轨迹进行流量匹配输出；所述轨迹规划计算得到的所有流量之和作为液压泵(120)流量控制参考信号，通过改变驱动电机转速改变液压泵(120)输出流量来进行流量匹配。9.根据权利要求6所述的挖掘机器人电驱流量匹配系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(c)采用闭环控制进行执行器轨迹跟踪；所述轨迹规划得到的各液压执行器(140)目标位移为参考信号，所述执行器位置检测装置(300)检测到的执行器位移为反馈信号，通过上位机控制器(200)控制所述比例多路阀(130)开口，驱动所述液压执行器(140)按照规划轨迹运动，实现位置伺服；此步骤实现了所述比例多路阀(130)对所述液压泵(120)输出流量的再分配。
技术总结
本发明公开一种挖掘机器人电驱流量匹配系统与控制方法，包括变转速流量匹配系统、上位机控制器、执行器位置检测装置；变转速流量匹配系统包括变速电机、液压泵、比例多路阀和液压执行器，变速电机和所述液压泵连接，变速电机接收上位机控制器的控制信号，驱动液压泵输出需求流量到液压系统；比例多路阀分别与对应的液压执行器连接，比例多路阀接收上位机控制器的控制信号，控制方向和开口大小，输出相应的液压油驱动对应的液压执行器，各液压执行器上安装有对应的执行器位置检测装置。本发明的电驱流量匹配系统运用流量匹配控制方法，采用变速电机驱动，通过比例多路阀进行流量分配，实现了单泵-多执行器的控制，具有结构简单、系统效率高等优点。系统效率高等优点。系统效率高等优点。
技术研发人员：周运杰 丁海港 赵继云 史继江 桑子文 沈刚 王云飞 李志鹏
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/8/30