[发明专利]使用流体缸的促动器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用流体缸的促动器及其控制方法。

背景技术

如日本特开2003-311667号公报所示，作为用于开动机器人关节的促动器，以往使用伺服电动机等电动机。如果使用电动机，则能够容易获得。但是，采用电动机容易造成机器人整体大型化·重量化等问题。气缸等流体缸与电动机相比，具有小型轻量、结构简单、容易维护保养等优点，因此认为作为机器人用的促动器比较实用。

专利文献1：日本特开2003-311667号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，阻碍使用诸如气缸之类的流体缸的最大缺点是，难以使活塞在任意位置动作，即很难发挥刚性。这是由于与电动机不同、力产生的响应性低，其中，认为主要原因在于，为了保持活塞的位置，不能迅速产生克服外力的力。为了解决这些问题而有附加摩擦制动器或锁定器(latch)等的方法，但如果附加这些部件，则仅使用电动机的方法是合理的。从而需要用尽可能简单的结构来赋予该刚性的方法。但是，一直以来并没有提出能够应对这些要求的技术。

本发明的目的是，提供一种使用流体缸的促动器及其控制方法，该流体缸可用简单的结构，给气缸等流体缸赋予刚性。

本发明的另一目的是，提供一种使用容易进行刚性调节的流体缸的促动器。

本发明的再一目的是，提供一种使用能够借助于简单构造和部件结构来进行刚性调节的流体缸的促动器。

解决上述问题的方式

本发明以使用具有两个腔室的流体缸的促动器为对象。在本发明中，设定腔室的排出阀机构的阀的开度，使得与腔室内的目标压力成反比例的关系。当这样设定排出阀机构的开度时，由于在目标压力与所希望的刚性之间得出对应关系，所以，可用少的控制参数进行刚性的调节。

鉴于此，具体到本发明的使用流体缸的促动器包括流体缸，流体缸包括缸室和活塞，该活塞滑动自如地配置在缸室内并将所述缸室分隔为第一腔室与第二腔室缸室。在这里，所谓流体缸，是指气缸或流体缸等的将流体压力作为驱动源而动作的缸。此外，本发明的使用流体缸的促动器，包括：配置在流体压力源与第一腔室之间、调节第一腔室内的流体压力的第一节流阀装置；以及配置在流体压力源与第二腔室之间、调节第二腔室内的流体压力的第二节流阀装置。这里的流体压力源，可分别相对第一节流阀装置及第二节流阀装置单独设置，但是不言而喻，对于第一节流阀装置及第二节流阀装置也可使用共用的一个流体压力源。第一节流阀装置及第二节流阀装置分别包括：供给阀机构，其允许流体在从流体压力源侧向对应的腔室侧的进入方向上流动并可遥控操作；排出阀机构，其允许流体在从腔室侧向大气或低压源侧的流出方向上流动并可遥控操作；以及阀机构控制装置，其输出用于遥控供给阀机构和排出阀机构的开闭的控制指令，以及设定排出阀机构的阀的开度(即流体的排出容易度)的开度设定指令。作为上述的低压源，根据条件当然也包含流体压力源。另外，具体的阀机构控制装置被构成为，输出用于遥控供给阀机构和排出阀机构的开闭的控制指令以及设定排出阀机构的阀开度(即流体的排出容易程度)的开度设定指令。

另外，本发明的使用流体缸的促动器包括：测量腔室内的实际压力的压力测量装置。

另外，设置在节流阀装置上的供给阀机构与排出阀机构，可以使用分别作为独立的构造构成的形式，也可以使用供给阀机构与排出阀机构在一个构造中并存的复合形阀机构。

在本发明中，作为排出阀机构，使用根据开度指令设定阀的开度的结构。而且，阀机构控制装置被构成为，设定阀的开度，使通过节流阀装置调节压力的腔室内的目标压力与排出阀机构的阀开度成反比例的关系。即是说，当目标压力大于实际压力时，打开供给阀机构的阀。这时，也可以关闭排出阀机构的阀。此外，也可以按照下述方式构成阀机构控制装置，即当目标压力小于实际压力时，关闭供给阀机构的阀，且设定排出阀机构的阀开度，使该排出阀机构的阀开度与目标压力的大小成反比例的关系。此外，当实际压力达到目标压力时，关闭排出阀机构的阀。