设计了一种具有多重密封的旋转液压关节驱动器.首先,根据设计需求,对关节驱动器和动密封的结构进行参数设计;然后,对驱动器进行数学建模,得到关节驱动器电液位置伺服系统的传递函数,对系统进行稳定性分析,得到系统幅值裕量22. 3 d B,相位裕量88. 4°,对系统的极点进行分析,简化系统的传递函数和进行理论最佳PID参数设计;最后,对关节驱动器进行关节驱动系统的性能测试与验证实验.实验中测试了关节驱动器的带宽、密封效率以及悬吊和着地条件下步行实验的效果,实验结果表明,在额定压强10 MPa下系统带宽可达5. 6 Hz,驱动器的密封效率在70%以上.因而本设计的关节驱动器具有较大的带宽,良好的密封效果,可满足足式机器人高速步行的需求.

机器人关节驱动器是人机交互运动得以实现的关键。为使服务机器人更好地完成与人之间的交互,根据仿生拮抗驱动原理,设计了一种主动变刚度的柔顺关节驱动器。同时建立了变刚度驱动器的数学模型,借助MATLAB软件分析,得到了变刚度驱动器静载下的静态刚度曲线,结果表明该关节驱动器具有良好的变刚度特性和安全性。此外,结合ADAMS虚拟样机和实物样机实验平台,分析了转角差δ=0°和δ=15°时小球的平抛情况,实验结果表明驱动器具有良好的储能特性和安全性。