[发明专利]力控制电动静液一体化泵控对称缸作动器

说明书

本公开提供一种力控制电动静液一体化泵控对称缸作动器，包括伺服电机、液压泵、液压缸、力传感器和控制器，其中，伺服电机、液压泵、液压缸、力传感器和控制器依次连接；控制器与伺服电机连接，控制器发送电机控制信号至伺服电机；伺服电机带动液压泵进行正转和反转；液压泵控制液压缸对负载进行加载；力传感器检测液压缸输出的力，形成力反馈信号并将力反馈信号传送至控制器；以及控制器接收力传感器传送的力反馈信号，并根据力反馈信号调整伺服电机的转速。

技术领域

本公开涉及电液伺服控制的技术领域，尤其涉及一种力控制电动静液一体化泵控对称缸作动器。

背景技术

作动器的力加载在工业中有着非常广泛的应用，如结构加载试验、工业机器人、机床以及外骨骼机器人等都需要进行力的加载控制，而现有的液压加载多采用传统的集中泵源供能，液压管路进行能量传递，阀控液压缸进行作动加载，这种加载方式存在液压管路冗杂、不利于作动器布置、系统能量消耗大等问题。

例如，在飞机全机结构加载试验中，需要对飞机结构进行静力加载和疲劳加载，而传统的加载方式管路冗长复杂，不利于加载构型的改变，同时由于试验时间长，能量消耗大的问题尤为凸显。在工业机器人和外骨骼机器人中，对高动态的紧凑、高效的作动系统有着非常高的需求，而传统的加载方式，能量利用率低造成发热量大，因而需要对系统进行散热设计，且由于采用液压管路进行能量传递，也需要更高要求的液压接头与管路，这些问题都严重制约着液压作动器的应用。

发明内容

为了解决至少一个上述技术问题，本公开提出一种力控制电动静液一体化泵控对称缸作动器及其控制方法。

根据本公开的一个方面，一种力控制电动静液一体化泵控对称缸作动器，包括伺服电机、液压泵、液压缸、力传感器和控制器，

伺服电机、液压泵、液压缸、力传感器和控制器依次连接；

控制器与伺服电机连接，控制器发送电机控制信号至伺服电机；

伺服电机带动液压泵进行正转和反转；

液压泵控制液压缸对负载进行加载；

力传感器检测液压缸输出的力，形成力反馈信号并将力反馈信号传送至控制器；以及

控制器接收力传感器传送的力反馈信号，并根据力反馈信号调整伺服电机的转速。

根据本公开的至少一个实施方式，液压泵包括正向腔室和反向腔室，液压缸包括正向腔室和反向腔室，

液压泵的正向腔室连接液压缸的正向腔室，液压泵的反向腔室连接液压缸的反向腔室。

根据本公开的至少一个实施方式，液压泵正转控制液压缸进行正向加载，液压泵反转控制液压缸进行反向加载。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括蓄能器、阀块和阀组，

蓄能器和阀组配置在阀块的侧方，伺服电机和液压泵配置在阀块的上方，液压缸配置在阀块的下方，

蓄能器用于补充油压，阀组用于维持作动器的安全运行，阀块用于连接蓄能器、阀组、伺服电机、液压泵和液压缸。

根据本公开的至少一个实施方式，阀组包括溢流阀和旁通阀，溢流阀用于减小油压，旁通阀用于快速卸载压力。

根据本公开的另一方面，一种力控制电动静液一体化泵控对称缸作动器的控制方法，包括：

当伺服电机正转时，包括以下步骤：

S11通过电缆向伺服电机发送初始力信号；

S12伺服电机正转带动液压泵正转；

S13液压缸的反向腔室内的油液进入液压泵的正向腔室；