气－液串联复合驱动系统

摘要

本发明涉及一种气－液串联复合驱动系统，此复合驱动系统可作为流体驱动的机器人、机械等的低压、小流量的动力系统，属于机器人、机械的应用技术领域。本发明复合驱动系统以气压源驱动，气体部分的体积小，系统的主要流动部分为液体，因此可压缩气体量小，加上液体的不可压缩特性，系统刚性好，滑动缸的运动平稳性大大提高，有利于系统的伺服控制；利用气体节流阀小孔产生壅塞流原理，即气体经节流阀小孔排气的质量流量恒定的原理，结合气、液节流或单作用缸的弹簧预紧力的阻尼特性，建立滑动缸位移、速度的动态方程，动态方程的自变量仅仅是时间量，控制方式简单，成本低廉。

主权项

1.一种气-液串联复合驱动系统，在已有技术中，现有的复合驱动系统有采用气-液串联和气-液并联复合驱动系统，其不足之处是由于气体可压缩性，运动平稳性差，伺服系统的定位精度低；或伺服控制系统复杂，以流体压力来控制液压缸/气缸的位移，成本较高，而本发明利用流量不可调的气体节流阀小孔产生壅塞流原理，即气体经节流阀小孔排气的质量流量恒定的原理，结合气、液节流或单作用缸的弹簧预紧力的阻尼特性，以时间量来控制滑动缸位移的气-液串联复合驱动系统；本发明人工肌肉的特征是：带储气罐的恒压源的气体压力为pS，与出口压力为pA的小孔节流阀(1)相连，不可调的小孔节流阀(1)的出口与三位四通阀(5)相通，三位四通阀(5)的一通口与气体可调节流阀(4)相连，气体可调节流阀(4)与消声器(3)相连；三位四通阀(5)另外两通口中一通口封闭、另一通口与柱塞缸(2)相通，压力变送器(6)亦与柱塞缸(2)相连、测量柱塞缸(2)气体腔压力pB；连接三位四通阀(5)、柱塞缸(2)和压力变送器(6)的这段气路尽可能短，未通气源pS时，柱塞缸(2)的柱塞在最右端，这样可减少气体体积；柱塞缸(2)的左端为液体，其液路与液体可调节流阀(8)相连，液体通断阀(7)与液体可调节流阀(8)并联；上述元件构成了本发明的气-液串联复合驱动系统，以下将简称为系统QY。