[發明專利]一種四足機器人液壓系統能耗分析方法

有效

• 申請號: 202010741765.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111810491B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 韓壽松;晁智強;劉相波;李華瑩;靳瑩;寧初明;譚永營;李勛;薛大兵;王飛;郭浩
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院;軍事科學院系統工程研究院軍需工程技術研究所;浙江省軌道交通運營管理集團有限公司
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00;F15B20/00
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 鄒文婷

本發明涉及機器人技術領域，且公開了一種四足機器人液壓系統能耗分析方法，包括供電系統、檢測系統、液壓系統和輸入輸出機構，所述供電系統與輸入輸出機構、檢測系統、液壓系統電連接，通過供電網絡提供運行所需要的電量，所述檢測系統安裝在液壓系統上。該四足機器人液壓系統能耗分析方法，通過檢測系統與輸入輸出機構的配合安裝，使得檢測系統采集來的各個驅動單元數據，通過仿真系統模型模擬液壓裝置的運行過程，從而分析液壓系統各驅動單元的能耗對液壓系統的影響，了解液壓系統的運行效率，將數據分析傳網，為大數據分析提供數據支持，并通過顯示面板將數據實時顯示，當能耗發生變化到一定程度，能夠報警提醒維修。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體為一種四足機器人液壓系統能耗分析方法。

背景技術

四足機器人相較于輪式、蠕動式等機器人具有機體結構穩定、運動靈活、受地形限制少等優勢，在航空航天、搶險救災等領域具有廣泛的應用前景，BigDog、AlphaDog、Chetah等四足機器人已經實現了在野外環境中的自主路徑偵測和行走、失穩調節等復雜功能，隨著軍事、航天等領域研究范圍的不斷擴大，四足機器人的巨大應用潛力也逐漸受到關注，同時，控制理論、人工智能、加工工藝等技術的不斷發展使得四足機器人的性能有了很大提升，但是，目前針對四足機器人的研究主要集中于提高其結構穩定性和控制精度等方面，對液壓系統的節能研究幾乎空白。

對于液壓系統的節能研究，首先需要了解液壓系統各個部件在工作過程中的能耗，利用大數據分析研究，透徹了解各部位的能耗，為了更清晰了解液壓系統中的能耗準確參數，需要設計一種液壓系統能耗分析方法。

發明內容

本發明提供了一種四足機器人液壓系統能耗分析方法，具備數據采集更精確、能耗分析更充分的優點，解決了液壓系統節能研究較差的問題。

本發明提供如下技術方案：一種四足機器人液壓系統能耗分析方法，包括供電系統、檢測系統、液壓系統和輸入輸出機構，所述供電系統與輸入輸出機構、檢測系統、液壓系統電連接，通過供電網絡提供運行所需要的電量，所述檢測系統安裝在液壓系統上，對液壓系統的壓力、流量、流速全方位監測，所述檢測系統與輸入輸出機構通過通信線連接，檢測系統采集的數據轉化為電信號通過通信線傳輸到輸入輸出機構，液壓系統包括定量泵、高低壓蓄能器、出口閥和系統管路。

作為優選，所述檢測系統包括壓力傳感器、流量傳感器和速度傳感器，利用高性能芯片對所需要的參數及時采集。

作為優選，所述輸入輸出機構安裝有AMEsim與MATLAB/Simulink搭建基于兩級供能及負載口獨立閥控的四足機器人液壓系統模型，具有聯網數據計算以及顯示功能，將檢測系統采集來的各個驅動單元數據，通過仿真系統模型模擬液壓裝置的運行過程，從而分析液壓系統各驅動單元的能耗對液壓系統的影響，了解液壓系統的運行效率，將數據分析傳網，為大數據分析提供數據支持，并通過顯示面板將數據實時顯示。

作為優選，所述定量泵出口處配合安裝有壓力傳感器，所述高低壓蓄能器出口處配合安裝有壓力傳感器和流量傳感器，所述出口閥一側配合安裝有流量傳感器，兩側各安裝有壓力傳感器。

作為優選，所述供電系統包括蓄電池，以及電壓供給電路，所述輸入輸出機構與檢測系統共用一個蓄電池，液壓系統單獨供電。

作為優選，包括以下能耗算法步驟：

S1、系統輸入總功

由于該系統通過主動開啟開關閥的方法避免了系統的溢流損失，因此系統中選用定量泵作為能量供應元件。該定量泵輸出總功W_pump為：

W_pump=∫⁸₀n·q_pump·p_pump （1）