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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明涉及一种液压控制猎豹仿生四足机器人。该机器人包括：机械结构、液压系统以及控制器；所述机械结构包括4个腿部结构和1个脊柱结构；所述腿部结构包括髋关节、大腿结构以及小腿结构；所述髋关节通过所述大腿结构与所述小腿结构相连接；所述控制器向所述液压系统发送第一控制信号，所述液压系统根据所述第一控制信号控制两个第一直线液压缸并联控制所述大腿结构的运动；所述控制器向所述液压系统发送第二控制信号，所述液压系统根据所述第二控制信号控制两个第二直线液压缸控制所述脊柱结构的机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的运动。本发明能够实现液压缸的快速响应动作以及所述机器人整机的快速运动。

主权项：1.一种液压控制猎豹仿生四足机器人，其特征在于，包括：机械结构、液压系统以及控制器；所述机械结构包括4个腿部结构和1个脊柱结构；所述腿部结构包括髋关节、大腿结构以及小腿结构；所述髋关节通过所述大腿结构与所述小腿结构相连接；所述控制器向所述液压系统发送第一控制信号，所述液压系统根据所述第一控制信号控制两个第一直线液压缸并联控制所述大腿结构的运动；所述第一直线液压缸包括1个30mm行程直线液压缸和1个50mm行程直线液压缸；所述大腿结构包括大腿连杆、160mm腿部连杆以及60mm腿部连杆；所述大腿连杆以及所述160mm腿部连杆并排设置，且所述大腿连杆一端以及所述160mm腿部连杆一端通过所述60mm腿部连杆联动，所述160mm腿部连杆的另一端通过端面球轴承设于所述小腿结构的小腿连杆上，所述大腿连杆与所述小腿连杆的另一端转动连接；所述50mm行程直线液压缸和所述30mm行程直线液压缸的一端通过轴承固定在所述髋关节上，在所述髋关节上转动，它们的另一端通过转动轴承固定在所述60mm腿部连杆和160mm腿部连杆的铰点A处，同样可以实现转动，所述160mm腿部连杆的另一端通过所述端面球轴承与所述小腿连杆在铰点B相连，从而通过控制所述50mm行程直线液压缸和所述30mm行程直线液压缸的伸缩即可并联控制铰点A的位置，通过四连杆机构的运动规律，即可控制所述小腿连杆的运动，从而实现机器人腿部的运动控制；所述控制器向所述液压系统发送第二控制信号，所述液压系统根据所述第二控制信号控制两个第二直线液压缸控制所述脊柱结构的机身俯仰动作，模拟猎豹奔跑时猎豹脊柱部分的运动；所述第二直线液压缸包括前脊柱液压缸和后脊柱液压缸；所述液压系统包括：2个伺服电机、10个直线液压缸、10个伺服阀、10个位移传感器、10个力传感器、液压控制器、2个齿轮泵、大蓄能器以及小蓄能器；所述液压控制器与所述10个直线液压缸相连接，所述10个直线液压缸包括4个所述30mm行程直线液压缸、4个50mm行程直线液压缸、1个前脊柱液压缸以及1个后脊柱液压缸；所述伺服阀设于所述伺服电机与所述直线液压缸之间，一个所述伺服阀仅与一个直线液压缸相连接；每个直线液压缸的内部均设有一个所述位移传感器以及一个所述力传感器；所述位移传感器用于采集直线液压缸的缸杆位移，所述力传感器用于采集直线液压缸的缸杆出力值；所述液压控制器用于处理所述液压系统中的外接控制信号以及内部反馈控制信号，并根据所述外接控制信号以及所述内部反馈控制信号控制所述液压系统内各个器件的执行动作和时序；每个所述齿轮泵仅与一个所述伺服电机相连接；所述液压控制器通过控制所述伺服电机的转速以控制所述齿轮泵的转速，从而控制所述齿轮泵的输出流量，进而控制所述液压系统的流量，实现所述猎豹仿生四足机器人在不同条件下的运动；所述齿轮泵的入口处设有所述大蓄能器；所述大蓄能器作为闭式回路油箱，所述大蓄能器用于存储油液，且调整所述齿轮泵入口的油液压力；所述齿轮泵的出口处设有所述小蓄能器；所述小蓄能器用于稳定所述液压系统的压力，并消除所述液压系统的压力脉动；伺服电机带动液压泵转动，液压泵转动后给整个液压系统供油；基于电信号，控制伺服阀的阀芯的移动位置，当所述伺服电机驱动所述伺服阀，使得所述伺服阀的阀芯向一侧偏移使阀口张开，压力油经过所述伺服阀的开口进入所述直线液压缸的一个腔，使得活塞杆向一侧移动，带动猎豹仿生四足机器人的躯干和腿部运动；选择两组齿轮泵和伺服电机并联为液压系统供油；采用伺服电机带动定量泵供油方式，根据负载情况实时调节电机转速，当系统处于不同工况时向伺服电机发送信号以改变转速。

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