基于增材制造旋转直驱伺服阀的肢腿运动单元位置控制研究

液压腿足式机器人因其可承受大负载、具有更高的速度上限等优势被广泛应用于物资搬运、地形侦查等场景。伺服阀作为液压系统中的控制元件，与机器人作业过程的运动稳定性、地形适应性、节能等方面都存在着密切关联。目前腿足式机器人系统普遍应用喷嘴挡板式伺服阀，不同阀型号的选择往往只需要满足阀的频响、压力、流量等指标，并且伺服阀的数学模型也通常近似为低阶环节，这在设计中弱化了伺服阀对系统的影响。为探究不同结构伺服阀与控制系统最佳匹配问题，研究了增材制造旋转直驱式伺服阀在机器人位置控制系统中的性能，并将其与传统喷嘴式挡板阀作比较，分别建立其数学模型并在单腿试验台上完成实验验证。结果表明，在相同的流量压力需求下，应用旋转直驱阀的控制系统足端阶跃响应时间减少了14%,足端正弦轨迹跟踪误差减少了21%。