[发明专利]基于液压控制方式的闭环力控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于液压控制方式的闭环力控制系统，包括：

语音模块、按键、控制器模块、液压控制元件、液压执行元件、手腕夹持器、反馈测量元件；

所述语音模块，信号连接于所述控制器模块，用于识别外界语音输入并将所述外界语音转化为语音信号；所述按键信号连接于所述控制器模块，用于提供控制信号；

所述控制器模块通过所述语音模块获取力闭环控制参数及执行所述语音信号和控制信号，并根据所述控制参数设定所述液压执行元件输出步进量及判断是否进行输出力控制；所述液压控制元件根据所述输出力控制流入液压缸的油液的方向和压力，所述液压执行元件根据油缸两腔内液压油存在压力差而推动活塞运动产生拉拽力，所述手腕夹持器在所述拉拽力的作用下对其夹持伤员手臂施加拉拽力，所述反馈测量元件检测所述拉拽力的大小，并将所述拉拽力的大小信号处理后反馈至所述控制器模块，所述控制器模块采样所述拉拽力，并将所述拉拽力的大小作为力闭环控制算法的力反馈值；

所述控制器模块根据所述语音模块获取力闭环控制参数及所述力反馈值进行增量PI计算，并将增量PI计算后的输入值转换为模拟量再经功率放大后作为所述液压控制元件的输入值，所述液压控制元件根据所述输出力控制流入液压缸的油液的方向和压力，所述液压执行元件根据油缸两腔内液压油存在压力差而推动活塞运动产生拉拽力，所述手腕夹持器在所述拉拽力的作用下对其夹持伤员手臂施加拉拽力。

2.根据权利要求1所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述控制器模块包括DSP模块，所述DSP模块包括SCI、SPI、AD、I/O接口，用于通过所述语音模块获取力闭环控制参数及执行所述语音信号和控制信号，并根据所述控制参数设定液压执行元件输出步进量及判断是否进行输出力控制及采样所述反馈测量元件检测所述拉拽力的大小，并将所述拉拽力的大小作为力闭环控制算法的力反馈值，同时对所述力反馈值进行增量PI计算，并将计算后的值作为液压控制元件的输入值。

3.根据权利要求2所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述控制器模块还包括RS232接口电路，所述RS232接口电路的两端分别信号连接于所述SCI及所述语音模块。

4.根据权利要求2所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述控制器模块还包括电源模块，所述电源模块电性连接于所述DSP模块，用于为所述DSP模块及其它模块提供正常工作所必须的电源。

5.根据权利要求2所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述控制器模块还包括数模转换电路及功率放大器，所述数模转换电路用于接收所述DSP模块给定的数字量转换为对应的模拟量输出，数模转换电路与所述SPI接口信号连接，所述功率放大器与所述模数转换单元电气连接，所述功率放大器将所述模拟量经放大转换后通过屏蔽电缆输入液压控制元件。

6.根据权利要求2所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述控制器模块还包括IO隔离模块，所述按键通过所述IO隔离模块与DSP模块信号连接。

7.根据权利要求1所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述液压控制元件为控制液压油压力和方向的比例阀，所述比例阀可根据给定的输入信号连续的或按比例的控制液流的压力、流量和方向。

8.根据权利要求1或7所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述液压执行元件接收所述比例阀调压后的液压油运动而输出拉拽力。

9.根据权利要求1所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述手腕夹持器机械连接于所述液压执行元件，用于夹持伤员手臂手腕。

10.根据权利要求1所述的基于液压控制方式的闭环力控制系统，其特征在于，所述反馈测量元件与所述DSP模块的AD接口连接，用于检测所述拉拽力的大小，所述DSP模块对所述拉拽力模拟反馈信号进行多通道采样取平均值和数字滤波处理。