[實用新型]大型四足仿生機械恐龍的液壓動力系統

有效

• 申請號: 201420207846.8
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN203879830U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 韓曉建;李紅衛;孫宇;晉浩奇
• 申請（專利權）人: 中科宇博（北京）文化有限公司
• 主分類號: F15B11/16
• 分類號: F15B11/16;F15B21/04;F15B13/06
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

技術領域

本實用新型涉及四足機器人，具體涉及大型四足仿生機械恐龍的液壓動力系統。

背景技術

機器人技術是一門綜合性交叉學科，由力學、機械學、電子學、生物學、計算機、人工智能、人機工程、系統工程等學科相互交叉綜合運用而產生的學科，它綜合了機械、微電子與計算機、自動控制、傳感器與信息處理以及人工智能等多學科的最新研究成果，是機電一體化技術的典型載體。大型四足仿生機械恐龍是四足步行機器人的一種重要應用，廣泛應用于娛樂、影視等領域。

眾所周知，機械結構是仿生機械恐龍的骨骼，而動力系統是實現仿生機械恐龍“動”的關鍵，是大型四足機器人設計的一個核心問題。目前，大型四足仿生機械恐龍普遍采用的是電機驅動方式，該方式最大的優點在于便于控制，但是，由于大型四足仿生機器人是一個移動機器人，在運動過程中對能源的需求變化較大，且需要功率較大，為了便于四足機器人的運動和控制，要求動力系統在提供足夠動力的基礎上質量盡可能的減小。

有鑒于此，需要對四足仿生機械恐龍的動力系統進行優化設計，找到一種高功率密度的動力系統及高效的動力系統。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是解決如何提供一種大型四足仿生機械恐龍高功率密度、高效的的動力系統及動力系統的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是提供一種大型四足仿生機械恐龍的液壓動力系統，包括液壓泵、驅動大型四足仿生機械恐龍的各關節運動的多個伺服油缸、角位移傳感器以及控制單元，每個所述伺服油缸分別通過相應的電液伺服閥連接所述液壓泵；角位移傳感器分別設置在大型四足仿生機械恐龍的各關節上，實時檢測得到相應關節的角位移數據；控制單元根據相應關節的角位移數據以及每個關節的驅動函數控制相應的電液伺服閥的流量及方向，使相應關節的伺服油缸伸縮。

在上述方案中，每個所述伺服油缸與所述電液伺服閥之間的管路上設有過濾器。

在上述方案中，還包括電磁溢流閥和電磁卸荷閥組件，設置在所述液壓泵的回油管路上。

在上述方案中，還包括冷卻器，設置在所述電液伺服閥和電磁卸荷閥組件的回油管路上。

在上述方案中，相應關節的驅動函數包括各髖關節的驅動函數和膝關節的驅動函數，當大型四足仿生機械恐龍以對角步態行走，步態周期T＝1s時，各髖關節和膝關節的驅動函數如下：

左后腿髖關節，θ₄₁＝75°-7°cos2πt；

左后腿膝關節，當0＜t＜0.5s時θ₃₁＝150°；

當1s＞t＞0.5s時θ₃₁＝135°+15°cos4πt；

右前腿髖關節，θ₄₂＝75°+7°cos2πt；

右前腿膝關節，當0＜t＜0.5s時θ₃₂＝150°；

當1s＞t＞0.5s時θ₃₂＝135°+15°cos4πt；

右后腿髖關節，θ₄₃＝75°+7°cos2πt；

右后腿膝關節，當0＜t＜0.5s時θ₃₃＝135°+15°cos4πt

當1s＞t＞0.5s時θ₃₃＝150°；

左前腿髖關節，θ₄₁＝75°-7°cos2πt；

左前腿膝關節，當0＜t＜0.5s時θ₃₄＝135°+15°cos4πt

當1s＞t＞0.5s時。

本實用新型，根據相應關節的角位移數據以及相應關節的驅動函數控制相應的電液伺服閥的流量及方向，使相應的伺服油缸伸縮，實現大型四足仿生機械恐龍的各種動作，具有高功率密度、高效等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的大型四足仿生機械恐龍的液壓動力系統液壓原理圖。

具體實施方式

本實用新型提供了一種大型四足仿生機械恐龍的液壓動力系統，用于實現大型四足仿生機械恐龍的運動，具有高功率密度和高效的優點。下面結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做出詳細的說明。

如圖1所示，大型四足仿生機械恐龍的液壓動力系統包括液壓泵1、驅動大型四足仿生機械恐龍的各關節運動的多個伺服油缸2、多個角位移傳感器3和控制單元4以及相應的輔助元件。