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液压机器人牛在哪里?看完这篇文章后,有多少人?

作者:希文      发布时间:2021-05-05      浏览量:0
在他们深入液压之前,他们把液压传动等同于

在他们深入液压之前,他们把液压传动等同于马达驱动。事实上,这种等价是错误的。“我们不生产能源,我们只是能源搬运工,”液压说。“液压技术通常被定义为完成从动力源到目标机构的动力传递的一种传动技术。因此,液压传动可以看作是马达系统中的齿轮、皮带轮和其他机构。以下是对液压系统最抽象的理解:

马达或发动机驱动液压泵(泵)旋转,驱动油推动气缸,推动负载向前推进。然而,在实际应用中,没有这样的系统。”首先,这个系统是不安全的,想象一下,油箱延伸到水头,泵还在抽油,即使水泵和汽缸都还好,上面的管道接头也爆裂了,大致是妈妈把皮管放在水龙头上取水,淘气你踩到皮管后,损坏的功率应该放大10到100倍,这不包括母亲打败你的力量。不是只有这个

,这个系统不能满足我们先进的需要,把这么重的东西推出来,谁会把它拉回来?因此,更合理的液压系统如下:

图中的阀门2(阀门2)用于保护系统,当管道压力过高时,自动打开溢流口,相当于当你意外踩到皮管后,堵塞在管道中的水从下一个流道流出,此时你可以微笑并优雅地离开你母亲的视野。在图中,阀门1(Valve 1)通过手动推送实现左、右反向功能。当阀门1被推到左边时,汽缸收缩,当推到右边时,汽缸伸出。

好的,现在我们有了一个安全的液压系统,可以手动控制方向,当我们玩得很开心的时候,我们就不用再担心由于移动不小心而弹出的零件的头部断了。但玩了一会儿后,机智的学生立即发现,他们可以通过控制阀芯的距离来控制液压缸的速度,就像控制水龙头的出水量一样。是的!这是最常见的液压速度控制:当压力稳定时,调整阀门口的开度来控制流过阀口的流量,得到新的技术。

以上基本技能,学生一定已经开始尝试,一些学生说:“我想用这个做机床!”有人说:“我要带这个来开大狗!”其他人说:“我要用它作为一台挖掘机来改造世界!”于是,一群热情洋溢的学生踏上了振兴中华民族水利工业的长路。

学生们听说西方一些国家已经完成了几个版本的大狗,所以他们立即去寻找信息。互联网上没有太多关于BigDog的信息,所以让我们首先了解HyQ机器人。官方网站上的HyQ机器人图片与答案中的图片不同。它应该是一个改进的版本。最初,每个缸的控制阀集中在后部,但现在它被制成一个气门块,集成成一个单缸,机械结构更紧凑,油管更少。

B学生在网站上发现,HyQ控制阀选用了MOOG E 024伺服阀。秋石B学员选择了MOOG公司的样品:E 024系列微伺服阀,由E 030系列空间伺服阀演变而来,阀体重量92 g,阀体尺寸35≤30 mm,最大允许压力210 bar,主级最大流量7.5L≤min,零泄漏小于5%,≤3dB减小频率大于250 Hz,即频率响应大于250 Hz(HyQ机器人网页显示1000 Hz)。

看到这里,同学B感到放松了一段时间。这些控制方法,过去像天空中的云一样空灵,现在看起来如此接近。由于控制频率的不足和死区、滞环等非线性特性所引起的问题已经变得非常遥远。B学生还发现了HyQ机器人单缸与控制阀集成模块图,1欧元硬币直径的比较约为23毫米。

一段时间后,同学B发现了一个更全面的BigDog数据。如前所述,BigDog还使用了MOOG的航空伺服阀,并制作了一个集成模块。(事实上,波士顿动力公司的大多数产品使用MOOG的航空伺服阀作为主控制阀,包括ATLAS.)<;nodename>;),模板名将采用不同的格式。

因此,对于单个自由度,所有连接中只剩下两根油管和一条电气控制线,只需要机械连接。通过万有X宝,B学生大致了解了MOOG伺服阀的价格:“单价20000销售,全国免费送货哦~”扣压计算,单次购买控制阀将花费230万美元。但是同学B的老板轻描淡写地说:“钱不是问题,只要把事情做好。”老板的话就像四月的春风,让同学忘记了悲伤。简单的系统结构,强大的控制阀,作为一名液压从业者B同学说他从来没有这么高兴过,这时他眼里含着泪水:“有钱烧,好!”

关于B同学到底是不是做了大狗,我们不知道。但是,从波士顿动力数据中的BigDog液压原理图中,我们可以对液压部分给予更多的信心(除了将泵改为变量泵,并平行于泵出口的蓄能器(蓄能器)以减小压力脉动,这是以前最简单的系统)。

让我们来看看两者的机械结构。大狗和挖掘机属于液压机械手,在机械原理上没有很大的差别。它只是大狗比挖掘机小得多,给人一种微妙而复杂的感觉,特别是最新的“点”,关节设计又小又精致,所以我是一个被机器人设计师折磨了两年的模块化操舵装置。

工程专业的学生有一种经验:机器很难制造大的困难,但也要做小的困难。对于大型挖掘机,由于其巨大的惯性和空腔以及相对恒定的油刚度,液压系统的可控性大大降低。但是,在大狗、等比的情况下,液压阀的精度要求很高,在相同的压力下,液压元件的密封是不变的,这对液压原件的制造工艺提出了更高的要求。由BigDog公司自行研制的航空伺服阀是一种很难制造的部件。在从无到有的成长过程中,伺服阀的制造是整个系统的关键,但挖掘机不需要伺服阀有其特殊的原因,因此不能认为BigDog的液压系统比挖掘机的液压系统先进,某些挖掘机专用的功能变量泵比伺服阀更难制造。

那么,如果你不考虑原始制造,只从系统设计的角度考虑。挖掘机系统将比大狗困难得多。挖掘机液压系统的设计既要考虑动力匹配、执行器控制,又要注重系统节能、各种情况下的安全保护、减震舒适性等工程问题。根据目前的理解,如果BigDog液压系统真的像数据显示的那样简单,那么这样一个简洁的液压系统是非常粗糙的,它的能源效率很低,即使有一个高性能的变量泵可以减少发动机不动时的输出功率,但在运动中,我无法想象如何单独使用变量泵来实现12路负载并行系统的实时功率匹配。因此,我认为在工作中,BigDog的变量泵处于最大排量状态,以应付未知的紧急情况,

最后,我认为BigDog的难点应该是使用更好的阀门,使液压控制算法更加困难。BigDog和SPOT的“踢”屏很好地反映了它们的液压系统对随机状态的响应速度和鲁棒性。首先,BigDog有12个以上的液压执行器,但只有同一泵驱动,这12个或更多的负载耦合是底部控制的最大困难。就个人而言,高频响应的状态估计和参数检测是必不可少的。如果这个问题得到解决,单执行器就会改变负载位置,而速度控制则要简单得多。