CN108679025A - 一种助力模式自动切换阀及外骨骼机器人液压传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种助力模式自动切换阀及外骨骼机器人液压传动系统，助力模式自动切换阀的工作状态受供油压力自动控制：进油口建立压力时自动切换为助力模式，进油口失压时自动切换为不助力模式，简化了控制、降低了能耗；既适用于泵控液压传动系统，也适用于阀控液压传动系统；且助力模式自动切换阀结构紧凑，体积小，重量轻，有利于外骨骼机器人液压传动系统的集成。

Description

一种助力模式自动切换阀及外骨骼机器人液压传动系统

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，更具体的说是涉及一种助力模式自动切换阀及外骨骼机器人液压传动系统。

背景技术

外骨骼机器人是一种穿戴在人体上的人机协作装置，在军事、物流、抢险、助残等领域具有广阔应用前景。液压传动因其功率密度高、输出力量大而在重载型外骨骼机器人上成为主流传动方案。

液压传动的外骨骼机器人一般采用油缸来驱动机械臂运动，油缸的最大运动速度受制于液压系统最大瞬时流量。外骨骼机器人工作过程中，在某些特殊情况下——比如非支撑腿快速抬腿迈步、人体紧急调整步态防止摔倒、以及电池能量耗尽等情况下，如果人体不能越权带动机械臂运动，机械臂就会成为人体运动的障碍。为解决该问题，现有技术采用的方案是通过电磁阀、高速开关阀或手动阀来实现助力功能的开启或关闭，具体实施时一般采用电磁阀或高速开关阀，而手动阀手动操作仅作为备用功能，在助力功能关闭时油缸进油口连通油箱，油缸可在外力作用下自由伸缩，人体可越权带动机械臂运动。

采用电磁阀或高速开关阀来实现助力功能开启或关闭的技术方案，主要存在以下几方面的不足：

第一，对于高度集成的外骨骼机器人液压系统来说，电磁阀或高速开关阀本身重量相对于成套液压系统重量所占比重较大，而为了安装电磁阀或高速开关阀又会导致集成阀块外形和重量的增加，最终导致成套液压系统外形和重量的显著增加。外骨骼机器人是一种人体穿戴装置，对液压系统的外形和重量非常敏感。特别是在伺服泵控液压传动系统中，为提高响应速度，简化液压管路，通常要求液压源和油缸就近连接或者集成一体，再安装在非常局促的空间内，这就对液压系统整体外形和重量的要求更加严苛。在一般工业用途的大功率液压系统中，增减一个电磁阀或高速开关阀对整体外形和重量的影响通常可忽略不计；但在高度集成的外骨骼机器人伺服泵控液压传动系统中，增减一个电磁阀或高速开关阀对液压系统的外形重量影响却非常大。去掉一个电磁阀或高速开关阀，液压系统整体重量甚至可以下降10％-20％。

第二，电磁阀或高速开关阀的存在增加了液压系统能耗。为避免电池电量耗尽后人体无法运动，电磁阀或高速开关阀断电状态通常为不助力模式，电磁阀或高速开关阀保持通电状态才能助力。虽然电磁阀或高速开关阀能耗本身并不大，但对于额定功率同样也不大的伺服电机来说，电磁阀或高速开关阀能耗所占比例不容忽视。对于伺服泵控液压传动系统来说，电磁阀或高速开关阀额定功率可达到伺服电机额定功率的5％-10％，而按照平均使用功率来计算占比会更大。因此，如果去掉电磁阀或高速开关阀，可以有效提高电池续航时间。

第三，电磁阀或高速开关阀的存在不利于液压系统的外观造型设计。电磁阀或高速开关阀很难内置到本身外形就很小的阀块内，电磁阀或高速开关阀外露在液压站表面形成一个突起，不仅影响美观，还对穿戴者的行动产生干扰。

第四，控制上相对复杂。相对复杂是相对于不用电磁阀或高速开关阀而言，尽管在技术上解决电磁阀或高速开关阀的控制并不难，但毕竟多一个控制点位，多一组数据线；显然，取消电磁阀或高速开关阀对简化控制无疑是有利的。

因此，如何提供一种助力模式自动切换阀及外骨骼机器人液压传动系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种助力模式自动切换阀及外骨骼机器人液压传动系统，助力模式自动切换阀能够受供油压力自动控制，进油口建立压力时自动切换为助力模式，进油口失压时自动切换为不助力模式，简化了控制、降低了能耗；既适用于泵控液压传动系统，也适用于阀控液压传动系统；且助力模式自动切换阀结构紧凑，体积小，重量轻，有利于外骨骼机器人液压传动系统的集成。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种助力模式自动切换阀，包括：阀体、换向阀阀芯和复位弹簧，所述阀体上设置有换向阀阀芯安装孔和换向阀密封孔口；所述换向阀阀芯安装在所述换向阀阀芯安装孔内；所述换向阀阀芯上设置有配流结构以及换向阀密封面，所述换向阀密封面为锥面或球面；所述换向阀阀芯设置有锥面的一端与所述复位弹簧相连；所述助力模式自动切换阀包括：控制油腔和至少三个油口，三个所述油口分别为进油口、出油口和补油泄油口，所述控制油腔与所述进油口连通；所述复位弹簧所在的弹簧腔与所述补油泄油口连通；所述助力模式自动切换阀设置有第一工作位和第二工作位；处于第一工作位时，所述出油口与所述补油泄油口连通，且与所述进油口断开或通过节流器连通；处于第二工作位时，所述出油口与所述进油口连通，且与所述补油泄油口断开。

优选的，所述出油口和所述补油泄油口之间安装有单向阀。

优选的，与安全阀集成为一体，具体结构还包括安全阀阀芯，所述复位弹簧所在的弹簧腔与所述补油泄油口连通；所述阀体上设置有换向阀阀芯安装孔和换向阀密封孔口；所述换向阀阀芯安装在所述换向阀阀芯安装孔内，所述换向阀阀芯上设置有安全阀阀芯安装孔、安全阀密封孔口、配流结构以及换向阀密封面；所述换向阀密封面为锥面或球面；所述安全阀阀芯安装在所述安全阀阀芯安装孔内，且所述安全阀阀芯一端设置有安全阀密封面，另一端与所述复位弹簧相连，所述安全阀密封面为锥面或球面。

一种外骨骼机器人液压传动系统，包括：至少一个助力模式自动切换阀、伺服电机、液压泵、油缸和储油容器，所述伺服电机驱动所述液压泵，所述助力模式自动切换阀进油口连通所述液压泵的出油口，所述助力模式自动切换阀的出油口连通所述油缸的进油口，所述助力模式自动切换阀的补油泄油口连通所述储油容器；

所述助力模式自动切换阀包括：控制油腔和至少三个油口，三个所述油口分别为进油口、出油口和补油泄油口，所述控制油腔与所述进油口连通；所述助力模式自动切换阀设置有第一工作位和第二工作位；处于第一工作位时，所述出油口与所述补油泄油口连通，且与所述进油口断开或通过节流器连通；处于第二工作位时，所述出油口与所述进油口连通，且与所述补油泄油口断开。

优选的，所述油缸采用单作用油缸，所述液压泵采用双向旋转液压泵，所述双向旋转液压泵的第一出油口连通所述助力模式自动切换阀的进油口，所述双向旋转液压泵的第二出油口连通所述储油容器。

优选的，所述油缸采用双作用油缸，所述液压泵采用双向旋转液压泵，所述助力模式自动切换阀的数量为2个，并在所述助力模式自动切换阀和所述液压泵之间设置有泵控液压阀；所述双向旋转液压泵的第一出油口和第二出油口不仅分别连通所述泵控液压阀的两个出油口，还分别连通两个所述助力模式自动切换阀的两个进油口；两个所述助力模式自动切换阀的两个出油口分别连通所述双作用油缸的两个进油口；两个所述助力模式自动切换阀的补油泄油口和所述泵控液压阀的补油泄油口均连通所述储油容器；所述泵控液压阀采用流量匹配阀、或两个单向阀组合、或两个液控单向阀组合、或一个单向阀一个液控单向阀组合。

优选的，所述油缸采用单作用油缸，所述助力模式自动切换阀和所述液压泵之间设置有伺服阀或比例换向阀，所述液压泵的出油口连通所述伺服阀或所述比例换向阀的进油口，所述液压泵的进油口连通所述储油容器，所述伺服阀或所述比例换向阀的一个出油口连通所述助力模式自动切换阀的进油口，所述伺服阀或所述比例换向阀另一个出油口封闭，所述伺服阀或所述比例换向阀的回油口连通所述储油容器。

优选的，所述油缸采用双作用油缸，所述助力模式自动切换阀和所述液压泵之间设置有伺服阀或比例换向阀，采用两个助力模式自动切换阀，所述液压泵的出油口连通所述伺服阀或比例换向阀的进油口，所述液压泵的进油口连通所述储油容器，所述伺服阀或比例换向阀的两个出油口分别连通两个所述助力模式自动切换阀的两个进油口，两个所述助力模式自动切换阀的两个出油口分别连通所述双作用油缸的两个进油口，所述伺服阀或比例换向阀的回油口连通储油容器。

一种双回路助力模式自动切换阀，所述双回路助力模式自动切换阀至少有5个油口：第一进油口、第二进油口、第一出油口、第二出油口、补油泄油口；所述双回路助力模式自动切换阀有两个控制油腔：第一控制油腔、第二控制油腔；所述第一进油口与所述第一控制油腔连通，所述第二进油口与所述第二控制油腔连通；所述双回路助力模式自动切换阀有两个复位弹簧；所述双回路助力模式自动切换阀有三个工作位：所述双回路助力模式自动切换阀处于中位时，所述第一进油口与所述第一出油口断开或通过一个节流器连通，所述第二进油口与所述第二出油口断开或通过一个节流器连通，所述第一出油口和所述第二出油口均与所述补油泄油口连通；所述双回路助力模式自动切换阀处于左位或处于右位时，所述第一进油口和所述第一出油口连通，所述第二进油口和所述第二出油口连通，所述第一出油口和所述第二出油口均与所述补油泄油口断开。

一种采用双回路助力模式自动切换阀的外骨骼机器人液压传动系统，包括双回路助力模式自动切换阀、双作用油缸、伺服电机、液压泵和储油容器，所述伺服电机驱动所述液压泵，所述双回路助力模式自动切换阀和所述液压泵之间还设置有泵控液压阀或电液伺服阀；

所述双回路助力模式自动切换阀的出油口连通所述双作用油缸的两个进油口，所述双回路助力模式自动切换阀的补油泄油口连通所述储油容器。

采用所述泵控液压阀时，所述液压泵采用双向旋转液压泵，所述泵控液压阀的两个出油口分别与所述液压泵的两个出油口连通，且还分别与所述双回路助力模式自动切换阀的两个进油口连通，所述泵控液压阀的补油泄油口与所述储油容器连通；或采用电液伺服阀时，所述液压泵的进油口连通储油容器，所述液压泵的出油口与所述电液伺服阀的进油口连通，所述电液伺服阀的两个出油口与所述双回路助力模式自动切换阀的两个进油口连通，所述电液伺服阀的回油口与所述储油容器连通；

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种助力模式自动切换阀及其外骨骼机器人液压传动系统，助力模式自动切换阀结构紧凑，外形体积小，安装空间小，有利于外骨骼机器人液压系统的高度集成，具体有益效果如下：

(1)、本发明中的助力模式自动切换阀结构紧凑、外形体积小、安装空间小、重量轻，外骨骼机器人液压传动系统采用该助力模式自动切换阀后不采用电磁阀、高速开关阀和平衡阀；当助力模式自动切换阀集成安全阀功能时，其紧凑程度更高，应用于泵控液压传动系统中还可以省掉安全阀，因而系统得到简化，可显著减小外骨骼机器人液压系统整体外形和重量。当本发明所述助力模式自动切换阀应用于泵控液压传动系统时，液压系统整体重量能够减小10％-20％。

(2)、本发明中的助力模式自动切换阀仅在换向瞬间产生能耗，而换向时间很短，所产生的能耗微乎其微，其保持工作状态时完全不消耗能量，可有效提高电池续航时间。相比于采用电磁阀或高速开关阀来切换助力模式的方案，总能耗可减少大约10％。

(3)、本发明中的助力模式自动切换阀可嵌入到外骨骼机器人液压系统内部，不会在液压站表面形成突起，不仅有利于减小整体外形和重量，还有利于液压系统整体外观造型设计。

(4)、本发明中的助力模式自动切换阀应用于泵控液压传动系统时其工作状态由伺服电机工作状态自动决定，应用于阀控液压传动系统时其工作状态由电液伺服阀工作状态自动决定，简化了控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例1的液压原理图；

其中，4、助力模式自动切换阀实施例1；A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔。

图1-1为本发明提供的实施例1的结构图；

4c-1、阀体；4c-2、换向阀阀芯；4c-4、复位弹簧，A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔，y2、换向阀密封孔口，z2、换向阀密封锥面或密封球面，d2、换向阀阀芯安装孔，w、配流结构。

图2为本发明提供的实施例2的液压原理图；

其中，4a、助力模式自动切换阀的实施例2；A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔。

图3为本发明提供的实施例3的液压原理图；

其中，4b、助力模式自动切换阀实施例3，A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔。

图4为本发明提供的实施例4的液压原理图；

其中，4c、助力模式自动切换阀实施例4，A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔。

图4-1为本发明提供的实施例4的结构示意图；

其中，4c-1、阀体；4c-2、换向阀阀芯；4c-3、安全阀阀芯；4c-4、复位弹簧，A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔，y1、安全阀密封孔口，z1、安全阀密封锥面或密封球面，d1、安全阀阀芯安装孔，y2、换向阀密封孔口，z2、换向阀密封锥面或密封球面，d2、换向阀阀芯安装孔，w、配流结构，x、节流缺口。

图5为本发明提供的实施例5的液压原理图；

其中，4d、助力模式自动切换阀实施例5，A2、进油口；B2、出油口；T2补油泄油口；C2、控制油腔。

图6为本发明提供的实施例6的液压原理图(泵控液压传动)

1、伺服电机；2、双向旋转液压泵；3、储油容器；4、助力模式自动切换阀实施例1；5、单作用油缸。

图7为本发明提供的实施例7的液压原理图(泵控液压传动)

其中，1、伺服电机1；2、双向旋转液压泵；3、储油容器；4、两个助力模式自动切换阀实施例1；5a、双作用油缸；6、流量匹配阀6。

图8为本发明提供的实施例8的液压原理图(泵控液压传动)

1、伺服电机；2、双向旋转液压泵；3、储油容器；4、助力模式自动切换阀实施例1；5a、双作用油缸；6a、两个单向阀的组合。

图9为本发明提供的实施例9的液压原理图(泵控液压传动)

1、伺服电机；2、双向旋转液压泵；3、储油容器；4、助力模式自动切换阀实施例1；5a、双作用油缸；6b、两个液控单向阀的组合。

图10为本发明提供的实施例10的液压原理图(泵控液压传动)

1、伺服电机；2、双向旋转液压泵；3、储油容器；4、助力模式自动切换阀实施例1；5a、双作用油缸；6c、一个单向阀和一个液控单向阀的组合。

图11为本发明提供的实施例11的液压原理图(阀控液压传动)

1、伺服电机；2a、单向旋转液压泵；3、储油容器；4、助力模式自动切换阀实施例1；5、单作用油缸；7、电液伺服阀。

图12为本发明提供的实施例12的液压原理图(阀控液压传动)

1、伺服电机；2a、单向旋转液压泵；3、储油容器；4、助力模式自动切换阀实施例1；5a、双作用油缸；7、电液伺服阀。

图13为本发明提供的实施例13的液压原理图(双回路助力模式自动切换阀)

4e、双回路助力模式自动切换阀。

图14为本发明提供的实施例14的液压原理图，即双回路助力模式自动切换阀应用于泵控液压传动的实施例(泵控液压传动；采用双回路助力模式自动切换阀)

1、伺服电机；2、双向旋转液压泵；3、储油容器；4e、双回路助力模式自动切换阀；5a、双作用油缸；6、流量匹配阀。

图15为本发明提供的实施例15的液压原理图，即双回路助力模式自动切换阀应用于阀控液压传动的实施例(阀控液压传动；采用双回路助力模式自动切换阀)

1、伺服电机；2a、单向旋转液压泵；3、储油容器；4e、双回路助力模式自动切换阀；5a、双作用油缸；7、电液伺服阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1公开了一种助力模式自动切换阀4，参见图1和图1-1，包括：阀体4c-1、换向阀阀芯4c-2和复位弹簧4c-4，阀体上设置有直径为d2的换向阀阀芯安装孔和换向阀密封孔口y2；换向阀阀芯安装在换向阀阀芯安装孔内；换向阀阀芯上设置有宽度为w的配流结构、且换向阀阀芯一端设置有换向阀密封锥面或密封球面z2，换向阀阀芯端面与复位弹簧相连；助力模式自动切换阀有三个油口：进油口A2口、出油口B2口和补油泄油口T2口，助力模式自动切换阀4有一个控制油腔C2腔，控制油腔C2腔与进油口A2口连通；助力模式自动切换阀4有两个工作位：助力模式自动切换阀4处于第一工作位时出油口B2口与补油泄油口T2口连通，同时进油口A2口与出油口B2口断开；助力模式自动切换阀4处于第二工作位时进油口A2口与出油口B2口连通，同时出油口B2口与补油泄油口T2口断开。

其作用原理和工作过程如下：

在初始状态，复位弹簧4c-4作用于换向阀阀芯4c-2右端，使换向阀阀芯4c-2左端与阀体孔底接触。此时，A2口与B2口之间断开，B2口与T2口连通，B2口可从T2口吸油也可向T2口排油。

当A2口建立压力，因控制腔C2腔始终与A2口连通，故C2腔同时也建立压力，C2腔压力对换向阀阀芯4c-2产生向右的推力，当C2腔压力对换向阀阀芯产生的推力大于复位弹簧预压紧力后，推动换向阀阀芯向右移动而换向，直到换向阀阀芯上设置的密封锥面或密封球面z2接触阀体4c-1上设置的换向阀密封孔口y2，则助力模式自动切换阀换向到位。换向到位后A2口与B2口连通，而B2口与T2口之间被有效隔断，工作压力越高，则换向阀阀芯4c-2上的密封锥面或密封球面z2与阀体4c-1上的密封孔口y2贴合越紧，B2口到T2口的内泄量可做到接近于零。A2口失压时换向阀阀芯在复位弹簧作用下左移复位，在复位过程中，当换向阀阀芯位置越过过渡位之后(即换向阀阀芯上的配流结构隔断了A2口和B2口之后)，助力模式自动切换阀的控制油腔C2腔的油液主要通过阀芯与阀孔的配合间隙向T2口排油，如果阀芯阀孔配合间隙较小，则换向阀阀芯的复位速度较慢。

实施例2

本发明实施例2公开了一种助力模式自动切换阀4a，参见图2，为防止实施例1在过渡位停留时间较长导致油缸短时吸油排油不畅，在助力模式自动切换阀的进油口A2口和出油口B2口之间增加一个节流器，助力模式自动切换阀复位时其控制油腔C2腔油液可经节流器排出，复位速度更快。

节流器并非助力模式自动切换阀的必要构件，是否需要设置节流器需根据阀芯与阀孔配合间隙、液压泵内泄量等因素来决定

采用图2所示的助力模式自动切换阀实施例2时，助力模式自动切换阀从不助力模式切换为助力模式的过程中，A2口油液会经节流器产生少量内泄流向T2口，由于这个过程很短，由此产生的能耗微乎其微；当助力模式自动切换阀换向到位后，节流器并不会产生能量损失。

需注意的是，如果节流器通流面积过大，会导致助力模式自动切换阀从不助力模式切换为助力模式的时间变长。

实施例3

本发明的实施例3公开了一种助力模式自动切换阀4b，参见图3，该实施例中，助力模式自动切换阀4b的出油口B2口和补油泄油口T2口之间设置有一个单向阀，其余与图1中的助力模式自动切换阀实施例1完全相同。

图1中的助力模式自动切换阀实施例1，其进油口A2口失压时复位，在复位过程中，当阀芯位置处于过渡位附近时，B2口会被遮盖，无论阀口遮盖形式是正遮盖、零遮盖还是负遮盖，都可能造成油缸瞬时进出油不畅。为解决此问题，可在B2口和T2口之间增加一个单向阀，当B2口被遮盖瞬间，B2口可通过单向阀从储油容器吸油。

然而，在正常使用条件下，助力模式自动切换阀处于过渡位附近的时间极短，单向阀并非助力模式自动切换阀实现其功能的必要构件，设置单向阀仅作为一种辅助措施，用来解决一些特殊工况需求，比如油缸瞬时吸油流量需求非常大。

实施例4

本发明的实施例4公开了一种助力模式自动切换阀4c，参见图4，该实施例中，助力模式自动切换阀集成了安全阀(溢流阀)功能，其余与图2所示实施例2完全相同。

图4-1是图4所示助力模式自动切换阀实施例4的具体结构；包括阀体4c-1，换向阀阀芯4c-2，安全阀阀芯4c-3，复位弹簧4c-4。助力模式自动切换阀设置有进油口A2口、出油口B2口、补油泄油口T2口和控制油腔C2腔；控制油腔C2腔与进油口A2口连通；复位弹簧所在的弹簧腔与补油泄油口T2口连通；阀体4c-1上设置有直径为d2的换向阀阀芯安装孔、以及换向阀密封孔口y2；换向阀阀芯4c-2安装在阀体4c-1上设置的换向阀阀芯安装孔内，换向阀阀芯4c-2上设置有宽度为w的配流结构、换向阀密封锥面或密封球面z2、直径为d1的安全阀阀芯安装孔、以及安全阀密封孔口y1；安全阀阀芯4c-3安装在换向阀阀芯4c-2上设置的安全阀阀芯安装孔内，安全阀阀芯4c-3的左端设置有安全阀密封锥面或密封球面z1，安全阀阀芯4c-3右端与复位弹簧接触。

换向阀阀芯4c-2的配流结构上设置有环槽，位于环槽左侧的圆环上开设缺口X，起到节流器的功能。缺口X是在A2口和B2口之间设置节流器的一种简单易行的方案，但节流器也可采用其他结构形式，包括但不限于在阀体或换向阀芯上设置节流孔。配流结构上设置环槽是为了防止配流结构圆周上各处压力不等引起阀芯卡滞或偏磨的一种优选方案，但该环槽并非配流结构实现配流功能的必要结构特征。

如果必要，可以给复位弹簧4c-4设置预紧力调节机构，比如采用调节螺钉来调节弹簧的预压紧力，这样就可以方便地调节安全阀的开启压力。在图4-1所示结构中，换向阀和安全阀共用弹簧，调节弹簧预紧力会同时改变安全阀开启压力和换向阀的换向控制压力。

其作用原理和工作过程如下：

在初始状态，复位弹簧4c-4作用于安全阀芯4c-3右端，安全阀芯4c-3左端设置的安全阀密封锥面或密封球面z1与换向阀阀芯上设置的安全阀密封孔口y1接触，弹簧力通过安全阀阀芯4c-3压紧换向阀阀芯4c-2使换向阀阀芯4c-2左端与阀体孔底接触。此时，A2口与B2口之间经过节流缺口X连通(取消节流缺口X则A2口与B2口断开)，B2口与T2口连通，B2口可从T2口吸油也可向T2口排油。

当A2口建立压力，因控制腔C2腔始终与A2口连通，故C2腔同时也建立压力，C2腔压力对换向阀阀芯4c-2和安全阀阀芯4c-3均产生向右的推力，当C2腔压力对换向阀阀芯4c-2和安全阀阀芯4c-3产生的推力之和大于弹簧预压紧力后，推动换向阀阀芯4c-2和安全阀阀芯4c-3一起向右移动而换向，直到换向阀阀芯4c-2上设置的密封锥面或密封球面z2接触阀体4c-1上设置的换向阀密封孔口y2，则助力模式自动切换阀换向到位。换向到位后A2口与B2口连通，而B2口与T2口之间被有效隔断，工作压力越高，则换向阀阀芯4c-2上的密封锥面或密封球面z2与阀体4c-1上的密封孔口y2贴合越紧，B2口到T2口的内泄量可做到接近于零。

在换向阀阀芯4c-2和安全阀阀芯4c-3一起向右移动过程中，虽然C2腔压力同时对换向阀阀芯4c-2和安全阀阀芯4c-3产生向右的推力，但由于C2腔压力对换向阀阀芯4c-2的作用面积大、而对安全阀阀芯4c-3的作用面积小，因此在换向过程中安全阀阀芯4c-3上的密封锥面或密封球面z1与换向阀阀芯上设置的安全阀密封孔口y1并不会脱开而泄油。

当换向到位后，换向阀阀芯4c-2右端被限位，复位弹簧4c-4被进一步压缩，弹簧力增加，此时的弹簧力决定了安全阀开启压力。当压力进一步升高，C2腔压力对安全阀阀芯的推力可克服弹簧力时，则推动安全阀阀芯继续右移，安全阀阀芯4c-3上的密封锥面z1与换向阀阀芯4c-2上的安全阀密封孔口y1脱开，安全阀开启。

实施例5

本发明实施例5公开了一种助力模式自动切换阀4d，参见图4，该实施例与图4所示实施例4相比，取消了节流器，其余完全相同。

如果图4-1结构中取消用于节流的缺口X，就是图5所示助力模式自动切换阀实施例5的具体结构。

实施例6

本发明实施例6公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图6，包括伺服电机1、双向旋转液压泵2、储油容器3、助力模式自动切换阀4和单作用油缸5。该方案属于泵控液压传动范畴。

助力模式自动切换阀4至少有三个油口：进油口A2口、出油口B2口和补油泄油口T2口，助力模式自动切换阀有一个控制油腔C2腔，控制油腔C2腔与进油口A2口连通；助力模式自动切换阀4至少有两个工作位，至少有一个复位弹簧；助力模式自动切换阀4处于第一工作位时出油口B2口与补油泄油口T2口连通，同时进油口A2口与出油口B2口断开或通过一个节流器连通(参见图2)；助力模式自动切换阀4处于第二工作位时进油口A2口与出油口B2口连通，同时出油口B2口与补油泄油口T2口断开。

伺服电机1驱动双向旋转液压泵2，双向旋转液压泵2的第一出油口A1口连通助力模式自动切换阀4的进油口A2口，双向旋转液压泵2的第二出油口B1口连通储油容器3，助力模式自动切换阀4的出油口B2口连通单作用油缸5的进油口，助力模式自动切换阀4的补油泄油口T2口连通储油容器3。

其工作原理和作用过程如下：

当需要单作用油缸5伸出时，启动伺服电机1正转，驱动双向旋转液压泵2正转(为便于说明工作原理，将液压泵A1口出油时的旋转方向定义为正转方向，液压泵A1口吸油时的旋转方向定义为反转方向，以下同)，双向旋转液压泵2的B1口从储油容器3吸油，双向旋转液压泵2的A1口向助力模式自动切换阀4的进油口A2口供油，当控制油腔C2腔压力上升到可克服助力模式自动切换阀4的复位弹簧力后，助力模式自动切换阀4换向，双向旋转液压泵2向单作用油缸5供油；通过改变伺服电机1的转速可改变单作用油缸5的运动速度，通过对电机扭矩的限制可对单作用油缸5的输出力进行控制。

当需要单作用油缸5在外负载作用下保持在当前位置时，伺服电机1维持低速正转状态以补偿内泄漏。

当需要单作用油缸5带载缩回时，单作用油缸5是在外负载驱动下缩回，A2口不会失压，压力油驱动双向旋转液压泵2反转，该工况下双向旋转液压泵2实际上工作于马达模式。此时应当让伺服电机1通电产生作用力矩，作用力矩的方向为阻止双向旋转液压泵2反转的方向。

当需要关闭助力功能，或电池电量耗尽时，伺服电机1停止运转，助力模式自动切换阀因A2口失压而复位，单作用油缸5的进油口与储油容器3连通，单作用油缸5可在外力作用下自由伸缩，人体可带动机械臂运动，运动速度不受系统流量的制约。

单作用油缸5在带载伸出过程中，一旦人体运动速度超出系统流量允许的油缸最大运行速度，则助力模式自动切换阀4因A2口失压而复位，单作用油缸5可从储油容器吸油。也就是说，正常工作过程中人体运动速度也不受系统最大供油流量的制约，紧急情况下人体可以越权带动机械臂运动，这就提高了穿戴者的安全性。

本发明中的助力模式自动切换阀4应用于泵控液压传动系统时，油缸的位置保持和负负载工况下的速度控制均通过控制伺服电机转速和扭矩来实现，不采用平衡阀，这就简化了液压系统。

实施例7

本发明实施例7公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图7，包括伺服电机1、双向旋转液压泵2、储油容器3、两个助力模式自动切换阀4、双作用油缸5a、流量匹配阀6。该方案属于泵控液压传动范畴。

伺服电机1驱动双向旋转液压泵2，双向旋转液压泵2的第一出油口A1口连通左侧助力模式自动切换阀4的进油口A2口，双向旋转液压泵2的第二出油口B1口连通右侧助力模式自动切换阀4的进油口B2口，双向旋转液压泵2的第一出油口A1口和第二出油口B1口同时还连通流量匹配阀6的两个出油口A3口和B3口；左侧助力模式自动切换阀4的出油口B2口连通双作用油缸5a的无杆腔，右侧助力模式自动切换阀4的出油口B2口连通双作用油缸5a的有杆腔；两个助力模式自动切换阀4的补油泄油口T2口和流量匹配阀的补油泄油口T3口均连通储油容器3。

其工作原理和作用过程如下：

当需要双作用油缸5a伸出时，启动伺服电机1驱动双向旋转液压泵2正转，双向旋转液压泵的A1口出油、B1口吸油。在启动瞬间，A1口压力尚未建立，油缸尚未运动，双向旋转液压泵的吸油口B1口经流量匹配阀内置的补油单向阀从储油容器3吸油；A1口压力上升后，首先驱动流量匹配阀6换向，双向旋转液压泵的B1口经换向后的流量匹配阀从储油容器3吸油；A1口压力继续上升，左侧助力模式自动切换阀4的C2腔压力克服其复位弹簧力后换向，双向旋转液压泵2的A1口向双作用油缸5a无杆腔供油，驱动油缸伸出，通过调节伺服电机1的转速可改变双作用油缸5a运行速度，通过对电机扭矩的限制可对双作用油缸5a的输出力进行控制。

当需要油缸缩回时，启动伺服电机1驱动双向旋转液压泵反转，双向旋转液压泵的B1口出油、A1口吸油。作用过程参见油缸伸出过程，只是双作用油缸5a进出油方向相反。

特别地，当双作用油缸5a处于负负载工况时，油缸控制方法略有不同。以双作用油缸5a带载缩回为例，双作用油缸5a是在外负载驱动下缩回，左侧助力模式自动切换阀的进油口A2口不会失压，压力油驱动双向旋转液压泵2反转，该工况下双向旋转液压泵2实际上工作于马达模式。此时应当让伺服电机1通电产生作用力矩，作用力矩的方向为阻止液压泵反转的方向。

当需要关闭助力功能，或电池电量耗尽时，伺服电机1停止运转，两个助力模式自动切换阀4均因进油口失压而复位，双作用油缸5a的两个进油口均与储油容器3连通，双作用油缸5a可在外力作用下自由伸缩，人体可带动机械臂运动，运动速度不受系统流量的制约。

双作用油缸在带载伸出或缩回过程中，一旦人体运动速度超出系统流量允许的油缸最大运行速度，则与双作用油缸5a进油侧油口相连的助力模式自动切换阀因其进油口失压而复位，双作用油缸5a的进油侧油口可从储油容器3吸油。也就是说，正常工作过程中人体运动速度也不受系统最大供油流量的制约，紧急情况下人体可以越权带动机械臂运动。

实施例8

本发明实施例8公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图8，属于泵控液压传动范畴。该实施例与图7所示实施例相比，流量匹配阀被两个单向阀的组合代替，其余完全相同。该方案的优点是结构更为简单，不足点是双向旋转液压泵2正反转均需通过单向阀来吸油，始终存在吸油阻力，故该方案较适用于储油容器采用增压油箱的情况。

实施例9

本发明实施例9公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图9，属于泵控液压传动范畴。该实施例与图7所示实施例相比，流量匹配阀被两个液控单向阀的组合代替，其余完全相同。该方案可以解决图8所示实施例中双向旋转液压泵吸油时始终存在吸油阻力的问题，可以适用于不采用增压油箱的情况。其不足点是结构上相对复杂，会导致液压系统整体外形和重量增加。

实施例10

本发明实施例10公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图10，属于泵控液压传动范畴。该实施例与图2所示实施例相比，流量匹配阀被一个单向阀和一个液控单向阀的组合代替，其余完全相同。该方案相比于图9所示的实施例，结构略有简化，外形重量略有下降；双向旋转液压泵2向双作用油缸5a的无杆腔供油时液控单向阀打开，吸油阻力较小；双向旋转液压泵2向双作用油缸5a的有杆腔供油时，只能通过单向阀吸油，但由于此时供油时流量相对较小，故吸油阻力也会相对较小。

图7、图8、图9、图10所示的几个实施例，都属于泵控液压传动，其中的流量匹配阀、或两个单向阀的组合、或两个液控单向阀的组合、或一个单向阀和一个液控单向阀的组合，可统称为泵控液压阀，功能上都是用来保证液压泵吸油通畅。具体实施时应当选择哪个方案，可参照以下原则：当储油容器采用增压油箱时，优选图8所示实施例；当储油容器不采用增压油箱时，优选图7所示实施例；当储油容器不采用增压油箱，且在集成阀块上安装流量匹配阀有困难时才选择图9或图10所示实施例。

当本发明中助力模式自动切换阀应用于泵控液压传动系统时，双向旋转液压泵也可以采用非对称流量液压泵，不过采用非对称流量液压泵并非优选方案。

实施例11

本发明实施例11公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图11，包括伺服电机1、单向旋转液压泵2a、储油容器3、助力模式自动切换阀4、单作用油缸5、电液伺服阀7。单向旋转液压泵2a也可以用双向旋转液压泵代替；当使用要求较低时，电液伺服阀7可以用比例换向阀代替。该方案属于阀控液压传动范畴，多个执行机构可以共用一个液压油源，即共用伺服电机和液压泵。

伺服电机1驱动单向旋转液压泵2a旋转；单向旋转液压泵2a的出油口A1口连通电液伺服阀7的进油口P4口，单向旋转液压泵2a的吸油口S1口连通储油容器3；电液伺服阀7的其中一个出油口A4口连通助力模式自动切换阀的进油口，另一个出油口B4口封闭，其回油口T4口连通储油容器3；助力模式自动切换阀4的出油口B2口连通单作用油缸5的进油口、其补油泄油口T2口连通储油容器3。

其工作原理和作用过程如下：

伺服电机1驱动单向旋转液压泵2a构建成恒压油源。

当需要单作用油缸5伸出时，电液伺服阀7换向，其A4口向助力模式自动切换阀的A2口供油，助力模式自动切换阀4换向，其A2口连通B2口向单作用油缸5供油，通过改变电液伺服阀7的阀口开度可对单作用油缸5的伸出速度进行控制。

当需要单作用油缸5带载缩回时，电液伺服阀7换向，其A4口小开度连通回油口T4口，单作用油缸5是在外负载驱动下缩回，且电液伺服阀的A4口回油流量受控，助力模式自动切换阀的A2口不会失压，故单作用油缸5的缩回速度受控。

当需要关闭助力功能，或电池电量耗尽时，电液伺服阀7保持中位，或同时伺服电机1停止运转，则助力模式自动切换阀4因A2口失压而复位，单作用油缸5的进油口与储油容器3连通，单作用油缸5可在外力作用下自由伸缩，人体可带动机械臂运动，运动速度不受系统流量的制约。

单作用油缸在带载伸出过程中，一旦人体运动速度超出系统流量允许的油缸最大运行速度，则助力模式自动切换阀4因A2口失压而复位，单作用油缸5可从储油容器吸油。也就是说，正常工作过程中人体运动速度也不受系统最大供油流量的制约，紧急情况下人体可以越权带动机械臂运动。

实施例12

本发明实施例12公开了一种外骨骼机器人液压传动系统，参见图12，方案包括伺服电机1、单向旋转液压泵2a、储油容器3、两个助力模式自动切换阀4、双作用油缸5、电液伺服阀7。单向旋转液压泵2a也可以用双向旋转液压泵代替，当使用要求较低时，电液伺服阀7可以用比例换向阀阀代替。该方案属于阀控液压传动范畴，多个执行机构可以共用一个液压油源，即共用伺服电机和液压泵。

伺服电机1驱动单向旋转液压泵2a旋转；单向旋转液压泵2a的出油口A1口连通电液伺服阀7的进油口P4口，单向旋转液压泵2a的吸油口S1口连通储油容器3；电液伺服阀7的两个出油口A4口和B4口分别连通两个助力模式自动切换阀的进油口A2口、其回油口T4口连通储油容器3；两个助力模式自动切换阀4的两个出油口B2口分别连通双作用油缸5a的两个进油口、两个助力模式自动切换阀4的两个补油泄油口T2口均连通储油容器3。

其工作原理和作用过程如下：

伺服电机1驱动单向旋转液压泵2a构建成恒压油源。

当需要双作用油缸5a伸出时，电液伺服阀7换向，其A4口向左侧助力模式自动切换阀的A2口供油，左侧助力模式自动切换阀4换向，则电液伺服阀的A4口向双作用油缸5a的无杆腔供油；此时，电液伺服阀7的B4口连通回油口T4口，如果没有负负载工况，则右侧助力模式自动切换阀工作于初始位。通过改变电液伺服阀7的开度可对双作用油缸5a的伸出速度进行控制。

当需要双作用油缸5a缩回时，电液伺服阀7换向，其B4口向右侧助力模式自动切换阀的A2口供油，右侧助力模式自动切换阀4换向，则电液伺服阀的B4口向双作用油缸5a的有杆腔供油；此时，电液伺服阀的A4口连通回油口T4口，如果没有负负载工况，则左侧助力模式自动切换阀工作于初始位。通过改变电液伺服阀7的开度可对双作用油缸5a的缩回速度进行控制。

特别地，当双作用油缸5a处于负负载工况时，油缸控制方法略有不同。以双作用油缸5a带载缩回为例，此时电液伺服阀的A4口小开度连通回油口T4口，双作用油缸5a是在外负载驱动下缩回，且电液伺服阀的A4口回油流量受控，左侧助力模式自动切换阀的A2口不会失压，故双作用油缸5a的缩回速度受控。

当需要关闭助力功能，或电池电量耗尽时，电液伺服阀7保持中位，或同时伺服电机1停止运转，则两个助力模式自动切换阀均因进油口失压而复位，双作用油缸5a的无杆腔和有杆腔均与储油容器3连通，双作用油缸5a可在外力作用下自由伸缩，人体可带动机械臂运动，运动速度不受系统流量的制约。

双作用油缸5a在带载伸出或带载缩回过程中，一旦人体运动速度超出系统流量允许的油缸最大运行速度，则与双作用油缸5a进油侧油口相连的助力模式自动切换阀因其进油口失压而复位，双作用油缸5a的进油侧油口可从储油容器3吸油。也就是说，正常工作过程中人体运动速度也不受系统最大供油流量的制约，紧急情况下人体可以越权带动机械臂运动。

实施例13

本发明实施例13公开了一种双回路助力模式自动切换阀，参见图13，该实施例实际上是将两个单回路的助力模式自动切换阀一体化设计，形成一个双回路助力模式自动切换阀4e。双回路助力模式自动切换阀4e仅适用于油缸采用双作用油缸的情况。

双回路助力模式自动切换阀4e至少有5个油口：第一进油口A2-1口、第二进油口A2-2口、第一出油口B2-1口、第二出油口B2-2口、补油泄油口T2口；双回路助力模式自动切换阀4e有两个控制油腔：第一控制油腔C2-1腔、第二控制油腔C2-2腔；双回路助力模式自动切换阀4e有两个复位弹簧；第一进油口A2-1口与第一控制油腔C2-1腔连通、第二进油口A2-2口与第二控制油腔C2-2腔连通；

双回路助力模式自动切换阀4e有三个工作位：

双回路助力模式自动切换阀4e处于中位时，第一进油口A2-1口与第一出油口B2-1口断开或通过一个节流器连通、第二进油口A2-2口和第二出油口B2-2口断开或通过一个节流器连通、第一出油口B2-1口和第二出油口B2-2均与补油泄油口T2口连通；

双回路助力模式自动切换阀4e处于左位和处于右位时功能相同：第一进油口A2-1口和第一出油口B2-1口连通、第二进油口A2-2口和第二出油口B2-2口连通、第一出油口B2-1口和第二出油口B2-2口均与补油泄油口T2口断开。

其工作原理和作用过程如下：

双回路助力模式自动切换阀4e处于初始位时，其第一出油口B2-1口和第二B2-2口均连通补油泄油口T2口。此时如B2-1口和B2-2口分别连接双作用油缸的无杆腔和有杆腔，则该油缸可以在外力作用下自由伸缩。

当双回路助力模式自动切换阀的第一进油口A2-1口供油时，第一控制油腔C2-1腔压力上升，推动阀芯右移换向，换向到位后第一进油口A2-1口与第一出油口B2-1口连通，第二进油口A2-2口与第二出油口B2-2口连通。

当双回路助力模式自动切换阀的第二进油口A2-2口供油时，第二控制油腔C2-2腔压力上升，推动阀芯左移换向，换向到位后第一进油口A2-1口与第一出油口B2-1口连通，第二进油口A2-2口与第二出油口B2-2口连通。

一个双回路助力模式自动切换阀，其外形和重量通常会比分体式设计的两个单回路助力模式自动切换阀的外形重量之和要小。但是，对于整个液压系统来说，采用双回路助力模式自动切换阀是否有利于减小整体外形和重量，要看实际情况。当系统功率较大时，有条件在阀块内集成安装双回路助力模式自动切换阀，那么此时将两个助力模式自动切换阀一体化设计有利于减小液压系统整体外形和重量；但当系统功率较小时，因阀块允许的外形相对较小，可能没有条件在阀块内集成安装双回路助力模式自动切换阀，否则需要阀块局部加高加宽，则此时采用双回路助力模式自动切换阀对减小液压系统整体外形和重量反而不利。

实施例14

本发明实施例14公开了一种应用双回路自动切换阀的外骨骼机器人液压传动系统，参见图14，是双回路助力模式自动切换阀应用于泵控液压传动系统的实施例14；其工作原理和作用过程参见前文说明，不另赘述。

实施例15

本发明实施例15公开了一种应用双回路自动切换阀的外骨骼机器人液压传动系统，参见图15，是双回路助力模式自动切换阀应用于阀控液压传动系统的实施例；其工作原理和作用过程参见前文说明，不另赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种助力模式自动切换阀，其特征在于，包括：阀体、换向阀阀芯和复位弹簧，所述阀体上设置有换向阀阀芯安装孔和换向阀密封孔口；

所述换向阀阀芯安装在所述换向阀阀芯安装孔内；所述换向阀阀芯上设置有配流结构以及换向阀密封面，所述换向阀密封面为锥面或球面；所述换向阀阀芯设置有锥面的一端与所述复位弹簧相连；

所述助力模式自动切换阀包括：控制油腔和至少三个油口，三个所述油口分别为进油口、出油口和补油泄油口，所述控制油腔与所述进油口连通；所述复位弹簧所在的弹簧腔与所述补油泄油口连通；

所述助力模式自动切换阀设置有第一工作位和第二工作位；

处于第一工作位时，所述出油口与所述补油泄油口连通，且与所述进油口断开或通过节流器连通；

处于第二工作位时，所述出油口与所述进油口连通，且与所述补油泄油口断开。

2.根据权利要求1所述的一种助力模式自动切换阀，其特征在于，所述出油口和所述补油泄油口之间安装有单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种助力模式自动切换阀，其特征在于，与安全阀集成为一体，具体结构还包括安全阀阀芯，所述复位弹簧所在的弹簧腔与所述补油泄油口连通；

所述阀体上设置有换向阀阀芯安装孔和换向阀密封孔口；

所述换向阀阀芯安装在所述换向阀阀芯安装孔内，所述换向阀阀芯上设置有安全阀阀芯安装孔、安全阀密封孔口、配流结构以及换向阀密封面；所述换向阀密封面为锥面或球面；

所述安全阀阀芯安装在所述安全阀阀芯安装孔内，且所述安全阀阀芯一端设置有安全阀密封面，另一端与所述复位弹簧相连，所述安全阀密封面为锥面或球面。

4.一种外骨骼机器人液压传动系统，其特征在于，包括：至少一个助力模式自动切换阀、伺服电机、液压泵、油缸和储油容器，所述伺服电机驱动所述液压泵，所述助力模式自动切换阀进油口连通所述液压泵的出油口，所述助力模式自动切换阀的出油口连通所述油缸的进油口，所述助力模式自动切换阀的补油泄油口连通所述储油容器；

所述助力模式自动切换阀包括：控制油腔和至少三个油口，三个所述油口分别为进油口、出油口和补油泄油口，所述控制油腔与所述进油口连通；所述助力模式自动切换阀设置有第一工作位和第二工作位；处于第一工作位时，所述出油口与所述补油泄油口连通，且与所述进油口断开或通过节流器连通；处于第二工作位时，所述出油口与所述进油口连通，且与所述补油泄油口断开。

5.根据权利要求4所述的一种外骨骼机器人液压传动系统，其特征在于，所述油缸采用单作用油缸，所述液压泵采用双向旋转液压泵，所述双向旋转液压泵的第一出油口连通所述助力模式自动切换阀的进油口，所述双向旋转液压泵的第二出油口连通所述储油容器。

6.根据权利要求4所述的一种外骨骼机器人液压传动系统，其特征在于，所述油缸采用双作用油缸，所述液压泵采用双向旋转液压泵，所述助力模式自动切换阀的数量为2个，并在所述助力模式自动切换阀和所述液压泵之间设置有泵控液压阀；

所述双向旋转液压泵的第一出油口和第二出油口不仅分别连通所述泵控液压阀的两个出油口，还分别连通两个所述助力模式自动切换阀的两个进油口；两个所述助力模式自动切换阀的出油口分别连通所述双作用油缸的两个进油口；两个所述助力模式自动切换阀的补油泄油口和所述泵控液压阀的补油泄油口均连通所述储油容器；

所述泵控液压阀采用流量匹配阀、或两个单向阀组合、或两个液控单向阀组合、或一个单向阀一个液控单向阀组合。

7.根据权利要求4所述的一种外骨骼机器人液压传动系统，其特征在于，所述油缸采用单作用油缸，所述助力模式自动切换阀和所述液压泵之间设置有伺服阀或比例换向阀，所述液压泵的出油口连通所述伺服阀或所述比例换向阀的进油口，所述液压泵的进油口连通所述储油容器，所述伺服阀或所述比例换向阀的一个出油口连通所述助力模式自动切换阀的进油口，所述伺服阀或所述比例换向阀另一个出油口封闭，所述伺服阀或所述比例换向阀的回油口连通所述储油容器。

8.根据权利要求4所述的一种外骨骼机器人液压传动系统，其特征在于，所述油缸采用双作用油缸，所述助力模式自动切换阀和所述液压泵之间设置有伺服阀或比例换向阀，采用两个助力模式自动切换阀，所述液压泵的出油口连通所述伺服阀或比例换向阀的进油口，所述液压泵的进油口连通所述储油容器，所述伺服阀或比例换向阀的两个出油口分别连通两个所述助力模式自动切换阀的两个进油口，两个所述助力模式自动切换阀的两个出油口分别连通所述双作用油缸的两个进油口，所述伺服阀或比例换向阀的回油口连通储油容器。

9.一种双回路助力模式自动切换阀，其特征在于，所述双回路助力模式自动切换阀至少有5个油口：第一进油口、第二进油口、第一出油口、第二出油口、补油泄油口；所述双回路助力模式自动切换阀有两个控制油腔：第一控制油腔、第二控制油腔；所述第一进油口与所述第一控制油腔连通，所述第二进油口与所述第二控制油腔连通；

所述双回路助力模式自动切换阀有两个复位弹簧；

所述双回路助力模式自动切换阀有三个工作位：

所述双回路助力模式自动切换阀处于中位时，所述第一进油口与所述第一出油口断开或通过一个节流器连通，所述第二进油口与所述第二出油口断开或通过一个节流器连通，所述第一出油口和所述第二出油口均与所述补油泄油口连通；

所述双回路助力模式自动切换阀处于左位或处于右位时，所述第一进油口和所述第一出油口连通，所述第二进油口和所述第二出油口连通，所述第一出油口和所述第二出油口均与所述补油泄油口断开。

10.一种采用双回路助力模式自动切换阀的外骨骼机器人液压传动系统，其特征在于，包括权利要求9所述的双回路助力模式自动切换阀、双作用油缸、伺服电机、液压泵和储油容器，所述伺服电机驱动所述液压泵，所述双回路助力模式自动切换阀和所述液压泵之间还设置有泵控液压阀或电液伺服阀；

所述双回路助力模式自动切换阀的两个出油口连通所述双作用油缸的两个进油口，所述双回路助力模式自动切换阀的补油泄油口连通所述储油容器。

采用所述泵控液压阀时，所述液压泵采用双向旋转液压泵，所述泵控液压阀的两个出油口分别与所述液压泵的两个出油口连通，且还分别与所述双回路助力模式自动切换阀的两个进油口连通，所述泵控液压阀的补油泄油口与所述储油容器连通；或采用电液伺服阀时，所述液压泵的进油口连通储油容器，所述液压泵的出油口与所述电液伺服阀的进油口连通，所述电液伺服阀的两个出油口与所述双回路助力模式自动切换阀的两个进油口连通，所述电液伺服阀的回油口与所述储油容器连通。