一种用于机器人腿的具有柔顺快速运动与高提升力的双模静液致动器

机器人腿具有双模操作：摆动相中腿需要在空中快速移动（高速、低力），支撑相中腿承受系统重量（低速、高力）。为此类极值操作设计传统的单传动比致动系统会导致尺寸过大的重型电动机和较差的能效，这阻碍了承载其致动器与能源质量的腿式系统的能力。本文探索了一种致动概念，其中使用阀门动态重构静液传动以适应机器人腿各相的需求。给出了切换阀的质量-延迟-流量权衡分析。随后，构建了一套定制致动系统并集成于机器人腿测试台以评估该概念。实验结果表明：1）专为该任务设计的小型电动球阀可在工作模式间快速切换；2）所提出的操作原理与控制方案可实现无缝过渡，即便在地面冲击期间亦如此；3）该致动器特性在力、速度与柔顺性方面满足了腿双模操作的需求。