[发明专利]一种电液伺服驱动单元及其应用

说明书

本发明公开了一种电液伺服驱动单元，属于液压驱动领域。本发明的电液伺服驱动单元包括伺服电机、第一啮合齿轮泵、第二啮合齿轮泵、充液油箱、驱动缸、第一单向阀、第一溢流阀、第一压力传感器、第二单向阀、第二溢流阀和第二压力传感器，其中，伺服电机同时与第一内啮合齿轮泵和第二内啮合齿轮泵连通；第一内啮合齿轮泵的一端通过油管与驱动缸的驱动缸无杆腔连通，第一啮合齿轮泵的另一端通过油管与充液油箱连通；第二内啮合齿轮泵的一端通过油管与驱动缸的驱动缸有杆腔连通，第二啮合齿轮泵的另一端通过油管与充液油箱连通。根据本发明实施例的电液伺服驱动单元，同时具有压力信号和流量信号控制功能，可以提高驱动的精准性和安全性。

技术领域

本发明属于液压驱动技术领域，具体涉及一种电液伺服驱动单元及其应用。

背景技术

目前，下肢外骨骼主要应用于人体下肢的康复训练。穿戴式下肢外骨骼可以穿戴与人体并与人同步运动，在动态步行移动中跟随检测人体运动信息或者主动提供驱动力矩，以帮助穿戴者完成较大负重和较长时间的行走，减轻穿戴者的疲劳。现有下肢外骨骼驱动系统主要采用阀控液压驱动或者关节布置电机的电驱动形式，阀控液压驱动特点是由于下肢王骨骼驱动系统跟随人体运动信息的负载，驱动效率低。电驱动将驱动器布置于关节位置，下肢外骨骼惯量大，对系统功率需求大，同时存在系统自身自扰动问题，跟随能力差。因此改进和优化下肢外骨骼的驱动方式，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种电液伺服驱动单元及其应用。

首先，根据本发明的一方面，本发明提供了一种电液伺服驱动单元，包括伺服电机、第一啮合齿轮泵、第二啮合齿轮泵、充液油箱、第一油路、第二油路、第一单向阀、第一溢流阀、第一压力传感器、第二单向阀、第二溢流阀和第二压力传感器。

优选地，伺服电机同时与第一内啮合齿轮泵和第二内啮合齿轮泵连通；第一内啮合齿轮泵一端的油口与第一油路连通，第一啮合齿轮泵另一端的油口通过油管与充液油箱连通；第二内啮合齿轮泵一端的油口与第二油路连通，第二啮合齿轮泵另一端的油口通过油管与充液油箱连通。

进一步地，第一压力传感器的一端通过油管与伺服电机连通，第一压力传感器的另一端通过油管与第一油路连通。

进一步地，第一单向阀的一端通过油管与第一油路连通，第一单向阀的另一端通过油管与充液油箱连通。

进一步地，第一溢流阀的一端通过油管与第一油路连通，第一溢流阀的另一端通过油管与充液油箱连通。

进一步地，第二压力传感器的一端通过油管与伺服电机连通，第二压力传感器的另一端通过油管与第二油路连通。

进一步地，第二单向阀的一端通过油管与第二油路连通，第二单向阀的另一端通过油管与充液油箱连通。

进一步地，第二溢流阀的一端通过油管与第二油路连通，第二溢流阀的另一端通过油管与充液油箱连通。

进一步地，第一内啮合齿轮泵与第二内啮合齿轮泵的转向相反。

根据本发明的另一方面，本发明还涉及上述电液伺服驱动单元在下肢外骨骼液压驱动系统中的应用。

与现有技术相比，本发明的电液伺服驱动单元，同时具有压力信号和流量信号控制功能，可以提高驱动的精准性和安全性。可应用于穿戴式下肢外骨骼机器人驱动系统，在提高下肢外骨骼驱动系统能效的同时降低下肢惯量，起到助力功能，同时可以反馈驱动信息，能够提高下肢外骨骼与人体运动的协调，保证动态步行运动中，下肢外骨骼驱动运动与人的下肢关节运动的对应性和一致性。可以应用于需要协助步行和负重的对象，也可帮助下肢运动轻度障碍者实现康复的下肢外骨骼。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

图1为本发明电液伺服驱动单元的结构原理图；