液压驱动系统及其控制方法和液压驱动肢体部件与流程

1.本技术涉及液压传动技术领域，具体涉及一种液压驱动系统及其控制方法和液压驱动肢体部件。


背景技术：

2.机器人对于驱动系统节能性要求较高，同时机器人关节运动灵活，常承受冲击载荷。为了通过液压执行器驱动关节运动，目前常用的方式是将伺服阀的两个工作油口分别与液压缸两个容腔连通，通过伺服阀控制液压执行器的运动方向和速度；这种控制方式存在较大的节流作用，能量效率通常不高；且伺服阀关闭状态下无法对冲击载荷进行缓冲，增加了结构损坏的风险。相关技术中通常采用将伺服阀和阻尼孔之间相配合以实现液压驱动过程，然而这种驱动单元仍然存在节流损失，并且能量效率较低。相关技术中也存在采用多个开关阀组对液压缸进出油口进行独立控制的驱动系统，但是这种驱动系统中通常开关阀组数量较多，因此会增大驱动单元的体积和重量，不利于驱动系统的广泛应用。


技术实现要素：

3.本技术针对相关技术的缺点，提出一种液压驱动系统及其控制方法和液压驱动肢体部件，用以解决相关技术中液压驱动系统节流损失较大、能量利用效率不高、或组成部件复杂的问题。
4.本技术提供一种液压驱动系统，包括液压缸、换向阀、第一数字阀、第二数字阀、与所述换向阀连接的第一控制器、与所述第一数字阀连接的第二控制器、以及与所述第二数字阀连接的第三控制器；所述液压缸包括液压腔、活塞杆和活塞，所述活塞杆的一部分设置于所述液压腔内并与所述活塞连接，所述活塞杆的另一部分设置于所述液压腔外并连接有负载；所述活塞杆沿所述液压腔的轴线方向移动，所述活塞与所述液压腔的壁面相接触并将所述液压腔分隔为第一容腔和第二容腔；所述第一数字阀包括第一数字阀第一油口和第一数字阀第二油口，所述第二数字阀包括第二数字阀第一油口和第二数字阀第二油口；所述换向阀包括换向阀第一油口、换向阀第二油口、换向阀第三油口和换向阀第四油口；所述换向阀第一油口与高压油源连通，所述换向阀第三油口与低压油源连通；所述换向阀第二油口与所述第一数字阀第一油口连通，所述第一数字阀第二油口分别与所述第二数字阀第二油口、所述第二容腔连通；所述第二数字阀第一油口与所述换向阀第四油口、所述第一容腔连通；其中，所述第一控制器用于控制所述换向阀在所述换向阀第一油口、所述换向阀第二油口、所述换向阀第三油口和所述换向阀第四油口之间的导通状态；所述第二控制器用于控制所述第一数字阀的阀口大小以及启闭状态；所述第三控制器用于控制所述第二数字阀的阀口大小以及启闭状态。
5.根据上述实施例可知，本技术中的液压驱动系统中通过结合液压缸、换向阀、第一数字阀、第二数字阀、第一控制器、第二控制器和第三控制器共同组合形成，其中换向阀用于切换油液的运动方向，第一数字阀和第二数字阀可以控制数字阀连通的油路的通断以及
油液流量，因此通过控制第一数字阀、第二数字阀和换向阀可进一步实现控制液压缸内活塞杆的运动方向以及运动速度，可适应不同的负载，并且在活塞杆不同的运动意图下，可灵活控制高压油源和低压油源的工作油路是否启动运行，因此可减少节流损失，以进一步提高能量利用效率。并且在不同负载下，通过第一数字阀、第二数字阀控制液压缸内的第一容腔和第二容腔之间的阻尼，提高了液压驱动系统内活塞杆的冲击载荷缓冲能力。
6.在一个实施例中，所述换向阀具有使所述换向阀第一油口与所述换向阀第四油口导通、所述换向阀第二油口与所述换向阀第三油口导通的换向阀第一工作状态，以及使所述换向阀第一油口与所述换向阀第二油口导通、所述换向阀第三油口与所述换向阀第四油口导通的换向阀第二工作状态，所述第一控制器用于控制所述换向阀选择性的在所述换向阀第一工作状态和所述换向阀第二工作状态之间切换。
7.本技术还提供一种液压驱动系统的控制方法，基于前述的液压驱动系统，包括以下步骤：获取活塞杆的运动指令以及负载；基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令。
8.在一个实施例中，所述活塞杆的运动指令包括第一运动指令、第二运动指令和第三运动指令；所述第一运动指令为使所述活塞杆沿第一容腔指向第二容腔的方向移动；所述第二运动指令为使所述活塞杆沿所述第二容腔指向所述第一容腔的方向移动；所述第三运动指令为使所述活塞杆相对液压腔保持静止状态。
9.在一个实施例中，所述负载为第一负载或第二负载，所述第一负载小于所述第二负载。
10.在一个实施例中，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第一运动指令、所述负载为第一负载或第二负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第一工作状态，开启所述第一数字阀，关闭所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第一运动指令。
11.在一个实施例中，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令还包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第二运动指令、所述负载为第一负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第一工作状态，关闭所述第一数字阀，开启所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第二运动指令。
12.在一个实施例中，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数
字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令还包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第二运动指令、所述负载为第二负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第二工作状态，开启所述第一数字阀，关闭所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第二运动指令。
13.在一个实施例中，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令还包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第三运动指令、所述负载为第一负载或第二负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第二工作状态，关闭所述第一数字阀，开启所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第三运动指令。
14.本技术还提供一种液压驱动肢体部件，包括前述的液压驱动系统以及第一肢体部件、第二肢体部件和关节，活塞杆远离活塞的一端与所述第一肢体部件铰接，第二容腔的腔体外壁与所述第二肢体部件铰接，所述第一肢体部件与所述第二肢体部件之间通过所述关节铰接。
15.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
17.图1所示为本技术提供的一种液压驱动系统的结构示意图；图2所示为本技术提供的一种液压驱动系统的控制方法的流程示意图；图3所示为本技术提供的液压驱动系统的控制方法的部分步骤的一种流程示意图；图4所示为本技术提供的液压驱动系统的控制方法的部分步骤的另一种流程示意图；图5所示为本技术提供的液压驱动系统的控制方法的部分步骤的又一种流程示意图；图6所示为本技术提供的液压驱动系统的控制方法的部分步骤的又一种流程示意图；图7所示为本技术提供的一种液压驱动肢体部件的结构示意图。
18.其中：10-液压缸；11-活塞杆；12-液压腔；121-第一容腔；122-第二容腔；13-活塞；20-换向阀；21-换向阀第一油口；22-换向阀第二油口；23-换向阀第三油口；24-换向阀第四油口；30-第一数字阀；31-第一数字阀第一油口；32-第一数字阀第二油口；40-第二数字阀；41-第二数字阀第一油口；42-第二数字阀第二油口；50-第一控制器；60-第二控制器；70-第三控制器；80-高压油源；90-低压油源；100-负载；1-第一肢体部件；2-第二肢体部件；3-关节。
具体实施方式
19.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本技术相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
20.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
21.研究发现，机器人对于驱动系统节能性要求较高，同时机器人关节运动灵活，常承受冲击载荷。为了通过液压执行器驱动关节运动，目前常用的方式是将伺服阀的两个工作油口分别与液压缸两个容腔连通，通过伺服阀控制液压执行器的运动方向和速度；这种控制方式存在较大的节流作用，能量效率通常不高；且伺服阀关闭状态下无法对冲击载荷进行缓冲，增加了结构损坏的风险。相关技术中通常采用将伺服阀和阻尼孔之间相配合以实现液压驱动过程，然而这种驱动单元仍然存在节流损失，并且能量效率较低。相关技术中也存在采用多个开关阀组对液压缸进出油口进行独立控制的驱动系统，但是这种驱动系统中通常开关阀组数量较多，因此会增大驱动单元的体积和重量，不利于驱动系统的广泛应用。
22.本技术提供的一种液压驱动系统及其控制方法和液压驱动肢体部件，旨在解决相关技术的如上技术问题。
23.下面结合附图，对本技术实施例中的液压驱动系统及其控制方法和液压驱动肢体部件进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互补充或相互组合。
24.本技术提供一种液压驱动系统，如图1所示，包括液压缸10、换向阀20、第一数字阀30、第二数字阀40、与换向阀20连接的第一控制器50、与第一数字阀30连接的第二控制器60、以及与第二数字阀40连接的第三控制器70；液压缸10包括液压腔12、活塞杆11和活塞13，活塞杆11的一部分设置于液压腔12内并与活塞13连接，活塞杆11的另一部分设置于液压腔12外并连接有负载100；活塞杆11沿液压腔12的轴线方向移动，活塞13与液压腔12的壁面相接触并将液压腔12分隔为第一容腔121和第二容腔122；第一数字阀30包括第一数字阀第一油口31和第一数字阀第二油口32，第二数字阀40包括第二数字阀第一油口41和第二数字阀第二油口42；换向阀20包括换向阀第一油口21、换向阀第二油口22、换向阀第三油口23和换向阀第四油口24；换向阀第一油口21与高压油源80连通，换向阀第三油口23与低压油源90连通；换向阀第二油口22与第一数字阀第一油口31连通，第一数字阀第二油口32分别与第二数字阀第二油口42、第二容腔122连通；第二数字阀第一油口41与换向阀第四油口24、第一容腔121连通；其中，第一控制器50用于控制换向阀20在换向阀第一油口21、换向阀第二油口22、换向阀第三油口23和换向阀第四油口24之间的导通状态；第二控制器60用于控制第一数字阀30的阀口大小以及启闭状态；第三控制器70用于控制第二数字阀40的阀口大小以及启闭状态。
25.根据上述实施例可知，本技术中的液压驱动系统中通过结合液压缸10、换向阀20、第一数字阀30、第二数字阀40、第一控制器50、第二控制器60和第三控制器70共同组合形成，其中换向阀20用于切换油液的运动方向，第一数字阀30和第二数字阀40可以控制数字
阀连通的油路的通断以及油液流量，因此通过控制第一数字阀30、第二数字阀40和换向阀20可进一步实现控制液压缸10内活塞杆11的运动方向以及运动速度，可适应不同的负载100，并且在活塞杆11不同的运动意图下，可灵活控制高压油源80和低压油源90的工作油路是否启动运行，因此可减少节流损失，以进一步提高能量利用效率。并且在不同负载100下，通过第一数字阀30、第二数字阀40控制液压缸10内的第一容腔121和第二容腔122之间的阻尼，提高了液压驱动系统内活塞杆11的冲击载荷缓冲能力。
26.在一些实施例中，如图1所示，换向阀20具有使换向阀第一油口21与换向阀第四油口24导通、换向阀第二油口22与换向阀第三油口23导通的换向阀第一工作状态，以及使换向阀第一油口21与换向阀第二油口22导通、换向阀第三油口23与换向阀第四油口24导通的换向阀第二工作状态，第一控制器50用于控制换向阀20选择性的在换向阀第一工作状态和换向阀第二工作状态之间切换。
27.本实施例中，当换向阀第一油口21和换向阀第四油口24导通、换向阀第二油口22和换向阀第三油口23导通时，高压油源80主要用于供应至第一容腔121，通过第二数字阀40控制高压油源80可选择性的是否供应至第二容腔122，通过第一数字阀30控制低压油源90可选择性的是否供应至第二容腔122，从而控制活塞杆11的运动方向以及运动速度。当换向阀第一油口21和换向阀第二油口22导通、换向阀第三油口23和换向阀第四油口24导通时，低压油源90主要用于供应至第一容腔121，通过第二数字阀40控制低压油源90可选择性的是否供应至第二容腔122，通过第一数字阀30控制高压油源80可选择性的是否供应至第二容腔122，从而控制活塞杆11的运动方向以及运动速度。因此可灵活调整高压油路和低压油路的通道，以实现活塞杆11在不同负载100下的灵活运动。
28.为便于理解，本技术还提供一种液压驱动系统的控制方法，如图2所示，基于前述实施例提供的液压驱动系统，包括以下步骤：步骤s100：获取活塞杆11的运动指令以及负载100；步骤s200：基于活塞杆11的运动指令以及负载100确定换向阀20、第一数字阀30以及第二数字阀40的目标工作状态；步骤s300：控制换向阀20、第一数字阀30以及第二数字阀40切换至目标工作状态以使活塞杆11执行运动指令。
29.本实施例中首先通过获取活塞杆11的运动指令以确定活塞杆11的运动意图，以及活塞杆11连接的负载100的状况，确定换向阀20、第一数字阀30以及第二数字阀40对应实现活塞杆11的运动意图的目标工作状态，再通过第一控制器50、第二控制器60和第三控制器70控制换向阀20、第一数字阀30以及第二数字阀40切换至目标工作状态以使活塞杆11执行运动指令，最终完成活塞杆11的运动动作。
30.在一些实施例中，步骤s100中活塞杆11的运动指令包括第一运动指令、第二运动指令和第三运动指令；第一运动指令为使活塞杆11沿第一容腔121指向第二容腔122的方向移动；第二运动指令为使活塞杆11沿第二容腔122指向第一容腔121的方向移动；第三运动指令为使活塞杆11相对液压腔12保持静止状态。
31.本实施例中液压缸10中的活塞杆11在接收到不同的运动中指令后可对应做出不同的运动动作。
32.在一些实施例中，步骤s100中负载100为第一负载或第二负载，第一负载小于第二负载。在不同负载100的压力下，活塞杆11的运动状态也有所变化。
33.在一些实施例中，如图3所示，步骤s200~s300中具体包括步骤001：当活塞杆11的运动指令为第一运动指令、负载100为第一负载或第二负载时，控制换向阀20切换至换向阀第一工作状态，开启第一数字阀30，关闭第二数字阀40，以使活塞杆11执行第一运动指令。
34.本实施例中当活塞杆11的运动指令为第一运动指令，即当活塞杆11的运动意图为沿第一容腔121指向第二容腔122的方向移动（活塞杆11收回）时，控制换向阀20切换至换向阀第一工作状态，即换向阀第一油口21和换向阀第四油口24导通、换向阀第二油口22和换向阀第三油口23导通，开启第一数字阀30，关闭第二数字阀40，则形成的工作油路中，高压油路：高压油源80-换向阀第一油口21-换向阀第四油口24-（第一容腔121）/（第二数字阀第一油口41-第二数字阀40阻断），低压油路：低压油源90-换向阀第三油口23-换向阀第二油口22-第一数字阀第一油口31-第一数字阀30导通-第一数字阀第二油口32-第二容腔122；则此时第一容腔121接收高压油源80，第二容腔122接收低压油源90，由于第一容腔121比第二容腔122受到的压力更大，因此此时第一容腔121的容积增大，第二容腔122的容积减小，活塞杆11向内收回。
35.在一些实施例中，如图4所示，步骤s200~s300中具体包括步骤002：当活塞杆11的运动指令为第二运动指令、负载100为第一负载时，控制换向阀20切换至换向阀第一工作状态，关闭第一数字阀30，开启第二数字阀40，以使活塞杆11执行第二运动指令。
36.本实施例中当活塞杆11的运动指令为第二运动指令，即当活塞杆11的运动意图为沿第二容腔122指向第一容腔121的方向移动（活塞杆11伸出）、活塞杆11承受的负载100压力较小时，控制换向阀20切换至换向阀第一工作状态，即换向阀第一油口21和换向阀第四油口24导通、换向阀第二油口22和换向阀第三油口23导通，关闭第一数字阀30，开启第二数字阀40，则形成的工作油路中，高压油路：高压油源80-换向阀第一油口21-换向阀第四油口24-（第一容腔121）/（第二数字阀第一油口41-第二数字阀40导通-第二数字阀第一油口41-第二容腔122），低压油路：低压油源90-换向阀第三油口23-换向阀第二油口22-第一数字阀第一油口31-第一数字阀30阻断；此时由于第一容腔121的受压面积（活塞13面积-活塞杆11面积）小于第二容腔122的受压面积（活塞13面积），因此当第一容腔121和第二容腔122均接收同一高压油源80时，第二容腔122受到的压力更大，因此此时第一容腔121的容积减小，第二容腔122的容积增大，活塞杆11向外伸出。在这种情形下，由于低压油源90不参与整个动力驱动过程，因此可不启用低压油源90，减少节流损失，提高能量利用率。
37.在一些实施例中，如图5所示，步骤s200~s300中具体包括步骤003：当活塞杆11的运动指令为第二运动指令、负载100为第二负载时，控制换向阀20切换至换向阀第二工作状态，开启第一数字阀30，关闭第二数字阀40，以使活塞杆11执行第二运动指令。
38.本实施例中当活塞杆11的运动指令为第二运动指令，即当活塞杆11的运动意图为沿第二容腔122指向第一容腔121的方向移动（活塞杆11伸出）、活塞杆11承受的负载100压力较大时，控制换向阀20切换至换向阀第二工作状态，即换向阀第一油口21与换向阀第二油口22导通、换向阀第三油口23和换向阀第四油口24导通，开启第一数字阀30，关闭第二数字阀40，则形成的工作油路中，高压油路：高压油源80-换向阀第一油口21-换向阀第二油口22-第一数字阀第一油口31-第一数字阀30导通-第一数字阀第二油口32-第二容腔122；低
压油路：低压油源90-换向阀第三油口23-换向阀第四油口24-（第一容腔121）/（第二数字阀第一油口41-第二数字阀40阻断）。则此时第一容腔121接收低压油源90，第二容腔122接收高压油源80，由于第二容腔122比第一容腔121受到的压力更大，因此此时第二容腔122的容积增大，第一容腔121的容积减小，活塞杆11向外伸出。相比于当负载100较小时，利用液压缸10自身的活塞杆11相对液压腔12的运动实现活塞杆11的伸出而言，当负载100较大时，高压油源80和低压油源90之间的油压差更大，因此可产生更大的液压驱动力，因此可实现负载100较大时液压缸10的驱动。
39.在一些实施例中，如图6所示，步骤s200~s300中具体包括步骤004：当活塞杆11的运动指令为第三运动指令、负载100为第一负载或第二负载时，控制换向阀20切换至换向阀第二工作状态，关闭第一数字阀30，开启第二数字阀40，以使活塞杆11执行第三运动指令。
40.本实施例中当活塞杆11的运动指令为第三运动指令，即，当活塞杆11需要相对液压腔12保持静止状态时，控制换向阀20切换至换向阀第二工作状态，即换向阀第一油口21与换向阀第二油口22导通、换向阀第三油口23和换向阀第四油口24导通，关闭第一数字阀30，开启第二数字阀40，则形成的工作油路中，高压油路：高压油源80-换向阀第一油口21-换向阀第二油口22-第一数字阀第一油口31-第一数字阀30阻断；低压油路：低压油源90-换向阀第三油口23-换向阀第四油口24-（第一容腔121）/（第二数字阀第一油口41-第二数字阀40导通-第二数字阀第二油口42—第二容腔122）。此时低压油源90控制第一容腔121和第二容腔122之间的油压保持相对平衡，用于耗散冲击以实现对冲击载荷的有效缓冲。在这种情形下，由于高压油源80不参与整个动力驱动过程，因此可不启用高压油源80，减少节流损失，提高能量利用率。
41.基于同一发明构思，如图7所示，本技术还提供一种液压驱动肢体部件，包括前述实施例提供的液压驱动系统以及第一肢体部件1、第二肢体部件2和关节3，其中活塞杆11远离活塞13的一端与第一肢体部件1铰接，第二容腔122的腔体外壁与第二肢体部件2铰接，第一肢体部件1与第二肢体部件2之间通过关节3铰接。本实施例可通过控制液压驱动系统进一步控制第一肢体部件1和第二肢体部件2之间的相对运动状态。
42.本技术的上述实施例，在不产生冲突的情况下，可互为补充。
43.本技术领域技术人员可以理解，本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，相关技术中的具有与本技术中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
44.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
45.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
46.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种液压驱动系统，其特征在于，包括液压缸、换向阀、第一数字阀、第二数字阀、与所述换向阀连接的第一控制器、与所述第一数字阀连接的第二控制器、以及与所述第二数字阀连接的第三控制器；所述液压缸包括液压腔、活塞杆和活塞，所述活塞杆的一部分设置于所述液压腔内并与所述活塞连接，所述活塞杆的另一部分设置于所述液压腔外并连接有负载；所述活塞杆沿所述液压腔的轴线方向移动，所述活塞与所述液压腔的壁面相接触并将所述液压腔分隔为第一容腔和第二容腔；所述第一数字阀包括第一数字阀第一油口和第一数字阀第二油口，所述第二数字阀包括第二数字阀第一油口和第二数字阀第二油口；所述换向阀包括换向阀第一油口、换向阀第二油口、换向阀第三油口和换向阀第四油口；所述换向阀第一油口与高压油源连通，所述换向阀第三油口与低压油源连通；所述换向阀第二油口与所述第一数字阀第一油口连通，所述第一数字阀第二油口分别与所述第二数字阀第二油口、所述第二容腔连通；所述第二数字阀第一油口与所述换向阀第四油口、所述第一容腔连通；其中，所述第一控制器用于控制所述换向阀在所述换向阀第一油口、所述换向阀第二油口、所述换向阀第三油口和所述换向阀第四油口之间的导通状态；所述第二控制器用于控制所述第一数字阀的阀口大小以及启闭状态；所述第三控制器用于控制所述第二数字阀的阀口大小以及启闭状态。2.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，所述换向阀具有使所述换向阀第一油口与所述换向阀第四油口导通、所述换向阀第二油口与所述换向阀第三油口导通的换向阀第一工作状态，以及使所述换向阀第一油口与所述换向阀第二油口导通、所述换向阀第三油口与所述换向阀第四油口导通的换向阀第二工作状态，所述第一控制器用于控制所述换向阀选择性的在所述换向阀第一工作状态和所述换向阀第二工作状态之间切换。3.一种液压驱动系统的控制方法，基于权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于，包括：获取活塞杆的运动指令以及负载；基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令。4.根据权利要求3所述的液压驱动系统的控制方法，其特征在于，所述活塞杆的运动指令包括第一运动指令、第二运动指令和第三运动指令；所述第一运动指令为使所述活塞杆沿第一容腔指向第二容腔的方向移动；所述第二运动指令为使所述活塞杆沿所述第二容腔指向所述第一容腔的方向移动；所述第三运动指令为使所述活塞杆相对液压腔保持静止状态。5.根据权利要求4所述的液压驱动系统的控制方法，其特征在于，所述负载为第一负载或第二负载，所述第一负载小于所述第二负载。6.根据权利要求5所述的液压驱动系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态
以使所述活塞杆执行所述运动指令包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第一运动指令、所述负载为第一负载或第二负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第一工作状态，开启所述第一数字阀，关闭所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第一运动指令。7.根据权利要求5所述的液压驱动系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令还包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第二运动指令、所述负载为第一负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第一工作状态，关闭所述第一数字阀，开启所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第二运动指令。8.根据权利要求5所述的液压驱动系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令还包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第二运动指令、所述负载为第二负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第二工作状态，开启所述第一数字阀，关闭所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第二运动指令。9.根据权利要求5所述的液压驱动系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述活塞杆的所述运动指令以及所述负载确定所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀的目标工作状态；控制所述换向阀、所述第一数字阀以及所述第二数字阀切换至目标工作状态以使所述活塞杆执行所述运动指令还包括：当所述活塞杆的运动指令为所述第三运动指令、所述负载为第一负载或第二负载时，控制所述换向阀切换至换向阀第二工作状态，关闭所述第一数字阀，开启所述第二数字阀，以使所述活塞杆执行所述第三运动指令。10.一种液压驱动肢体部件，其特征在于，包括如权利要求2所述的液压驱动系统以及第一肢体部件、第二肢体部件和关节，活塞杆远离活塞的一端与所述第一肢体部件铰接，第二容腔的腔体外壁与所述第二肢体部件铰接，所述第一肢体部件与所述第二肢体部件之间通过所述关节铰接。

技术总结
本申请提供一种液压驱动系统及其控制方法和液压驱动肢体部件，其中，该液压驱动系统包括液压缸、换向阀、第一数字阀、第二数字阀、与所述换向阀连接的第一控制器、与所述第一数字阀连接的第二控制器、以及与所述第二数字阀连接的第三控制器。通过各个控制器控制换向阀、第一数字阀和第二数字阀的工作状态可实现液压驱动系统在不同工况下的正常运转，减少液压驱动系统的节流损失，提高能量利用效率。提高能量利用效率。提高能量利用效率。


技术研发人员：赵鹏宇 穆玉康 陈思远 谢安桓 丁梦龙 孔令雨
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2023.08.30
技术公布日：2023/10/6