CN109764007A - 软体作动系统及软体作动器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供软体作动系统及软体作动器控制方法，属于软体作动系统领域。该软体作动系统包括：输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。从而使得在对作动器的充放气速度快，且可随时控制输出压力，有效提高了输出压力的精度。同时，有效降低了成本。

Description

软体作动系统及软体作动器控制方法

技术领域

本发明涉及软体作动系统领域，具体而言，涉及软体作动系统及软体作动器控制方法。

背景技术

目前利用硅橡胶等弹性材料制作而成的软体作动单元、执行器，是利用内外压差实现变形和作动的，一般使用流体作为驱动介质，改变软体作动单元的内部压力，实现压差驱动。作为驱动介质的流体中，压缩空气更易获得，且相关气动元器件品类丰富、体积小，搭建控制系统更为便捷。

目前常规气源(工厂总气源、空气压缩机等)仅能提供0.5～0.7MPa的固定压力值的正压力压缩空气，无法直接向软体作动单元或其他需要正负可调气压的执行器供给气体，并且在正负压切换过程中，充放气速度慢，回路压差太小，譬如输出端处于0KPa压力状态时，突然需要控制其达到100KPa，其控制逻辑是调整比例阀或减压阀输出压力达到100KPa，再打开正压输出阀、关闭负压输出阀，以给输出端充气、充压，但此时输出端和比例阀之间的压差仅有100KPa，气体流速会比较慢，输出端带载的软体作动器或其他执行器的气腔体积如果较大，会花费较长的时间才能达到所需压力；以及半闭环控制，理论精度低，例如压力控制的精度取决于比例阀或减压阀的精度，且没有设置在输出端的气压传感器来监控真实的输出压力；以及成本高，目前为了实现压力自动可调，采用了正负压比例阀，是比较昂贵的气动元器件，尤其是负压比例阀，不仅本身很贵，且为了保证其正常工作，负压比例阀前端的负压真空泵或真空发生器必须持续工作，耗气量极大。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例提供软体作动系统及软体作动器控制方法。

第一方面，本发明实施例提供一种软体作动系统，包括输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。

进一步地，所述负压回路中的真空发生装置的一端与所述输入节点连通，所述真空发生装置的另一端与所述第一负压回路阀的一端连通，所述第一负压回路阀的另一端与所述输出节点连通。

进一步地，所述真空发生装置包括：真空发生器使能阀和真空发生器，所述真空发生器使能阀的一端与所述输入节点连通，所述真空发生器使能阀的另一端与所述真空发生器的供气口连通，所述真空发生器的真空口与所述第一负压回路阀连通。

进一步地，所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，包括：所述控制器基于预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；所述控制器交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀，当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。

进一步地，所述软体作动系统还包括：第二正压回路阀和第二负压回路阀；所述第二正压回路阀位于所述正压回路且与所述第一正压回路阀并联；所述第二负压回路阀位于所述负压回路且与所述第一负压回路阀并联。

进一步地，所述软体作动系统还包括：减压阀，所述减压阀的一端与所述输入节点连通，所述减压阀的另一端分别与所述第二正压回路阀和所述第一正压回路阀连通。

进一步地，所述第一正压回路阀、第二正压回路阀、第一负压回路阀和第二负压回路阀为高频电磁阀。

进一步地，所述第一正压回路阀和第一负压回路阀为大流量高频电磁阀，所述第二正压回路阀和第二负压回路阀为小流量高频电磁阀。

进一步地，所述软体作动系统还包括：消音器，所述消音器设于所述真空发生器的排气口。

第二方面，本发明实施例提供了一种软体作动器控制方法，应用于如第一方面任意一项所述的软体作动系统，所述方法包括：获取预设目标气压值；接收所述气压传感器采集的作动器的实时气压值；基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，以使所述作动器的所述实时气压值达到所述预设目标气压值。

进一步地，所述基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，包括：基于所述预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第一预设目标气压范围时，交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。

进一步地，所述基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，包括：基于预设目标气压值和第二阈值，确定第二预设目标气压范围，基于预设目标气压值和第三阈值，确定第三预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第二预设目标气压范围时，交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第二预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；并交替开启所述第二正压回路阀和所述第二负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第三预设目标气压范围时，关闭所述第二正压回路阀和所述第二负压回路阀。

与现有技术相比，本发明实施例提供的软体作动系统及软体作动器控制方法带来了以下有益效果：通过设置气源、输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；通过所述控制器基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，从而使得在对作动器的充放气速度快，且可随时控制输出压力，有效提高了输出压力的精度。同时，有效降低了成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术提供的软体作动单元的气动控制系统的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的一种软体作动系统的结构示意图；

图3为本为图2所示的一种软体作动系统中的控制功能的模块示意图；

图4为本为图2所示的一种软体作动系统中的输出气压的闭环调节流程的示意图；

图5为本发明第一实施例提供的另一种软体作动系统的结构示意图；

图6为本发明第二实施例提供的一种软体作动器控制方法的流程图。

图标：100-软体作动系统；110-气源；120-正压回路；130-负压回路；140-气压传感器；150-作动器；160-控制器；170-消音器；180-减压阀；121-第一正压回路阀；122-第二正压回路阀；131-真空发生装置；132-第一负压回路阀；133-第二负压回路阀；1311-真空发生器使能阀；1312-真空发生器；S1-输入节点；S2-输出节点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，现有技术中，工厂气源或空气压缩机通过接口a输入高压空气(0.5～0.7MPa)，分别连接到上方的正压回路和下方的负压回路中。在正压回路中，高压空气通过减压阀b减压到软体执行器g正向动作所需的压力值(0～0.5MPa)，由正压回路阀c来控制何时向软体执行器g中充压，实现正向作动；在负压回路中，真空发生器使能阀d打开时，真空发生器e工作，在其与真空回路阀f之间建立负压(真空)状态，真空回路阀f打开时，即可以从软体执行器g中抽出空气降低压力，实现反向作动。然而，减压阀b一般使用手动调压阀，无法实现自动调压，如果使用比例阀(一种自动调压阀)成本极高；以及软体执行器g所需气压较低时，调压阀b输出气压设定在较低的气压时，充气速度极慢，软体执行器g动作速度也慢，原因是同样管径时，压差越大，气体流速越高，反之越小；以及负压值不可调，真空发生器使能阀d和负压回路阀f均打开时，回路从软体执行器g中抽气，软体执行器g中建立负压，但最终关闭f阀时的真空度不可控。以及输出压力精度较差，正压输出时，减压阀b在低压力值时，精度一般都不高，负压输出时，真空发生器使能阀d和负压回路阀f均打开时，回路从软体执行器g中抽气，软体执行器g中建立负压，但最终关闭f阀时的真空度不可控。

因此，为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种软体作动系统。

第一实施例

请参照图2，本实施例提供一种软体作动系统100，其包括气源110、输入节点S1、输出节点S2、气压传感器140和作动器150，所述软体作动系统100还包括控制器160。

在本实施例中，所述气源110与输入节点S1连通，所述输入节点S1和所述输出节点S2间包括一正压回路120和一负压回路130。

可选地，所述输入节点S1或所述输出节点S2为多通气路接头，所述输入节点S1包括三个端口，第一端口连接正压回路120，所述输入节点S1的第二端口连接负压回路130，所述输入节点S1的第三端口与输入回路连接，所述输入回路为气源110与输入节点S1间的气路。输出节点S2包括三个端口，第一端口连接正压回路120，输出节点S2的第二端口连接负压回路130，输出节点S2的第三端口与输出回路连接，所述输出回路为输出节点S2与作动器150间的气路。

可选地，所述气压传感器140安装在所述输出回路。所述气压传感器140用于监测输出回路/作动器150的实时气压值。。

其中，所述气源110用于提供高压空气。例如，0.5～0.7MPa的高压空气。

在本实施例中，所述正压回路120用于将所述气源110输入的高压空气调节为正压力压缩空气。

作为一种实施方式，所述正压回路120包括第一正压回路阀121；

所述第一正压回路阀121的一端通过输入节点S1的第三端口与所述气源110连通，所述第一正压回路阀121的另一端通过输出节点S2的第一端口与所述作动器150连通。

第一正压回路阀121用于将所述气源110提供的高压空气调节为正压力压缩空气，并将该正压力压缩空气输出至作动器150，以使作动器150正向作动。

通过第一正压回路阀121从而可随时控制输出压力，由于第一正压回路阀121的前端压力是气源压力，低于这个压力值的气压都可以通过自动调节获得，从而能够克服现有技术中正压会被调压阀限制的技术问题，实现可随时控制输出压力的技术效果。

在本实施例中，由于减少了现有技术中的减压阀，从而使得第一正压回路阀121两侧的压差足够高，气体流量大，进而在给作动器150充气时，充气速度快。例如，现有技术中在给作动器150充气时，由于回路压差太小，则会花费较长的时间才能达到所需压力。例如，输出端处于0KPa压力状态时，突然需要控制其达到100KPa，其控制逻辑是调整比例阀或减压阀输出压力达到100KPa，再打开正压输出阀、关闭负压输出阀，以给输出端充气、充压，但此时输出端和比例阀之间的压差仅有100KPa，气体流速会比较慢，输出端带载的软体作动器或其他执行器的气腔体积如果较大，则会花费较长的时间才能达到所需压力。

在本实施例中，所述负压回路130用于从作动器150中抽出空气降低压力，实现作动器150的反向作动。

作为一种实施方式，所述负压回路130包括真空发生装置131和第一负压回路阀132；所述真空发生装置131的一端与所述输入节点S1连通，所述真空发生装置131的另一端与所述第一负压回路阀132的一端连通，所述第一负压回路阀132的另一端与所述输出节点S2连通。。

可选地，所述真空发生装置131用于在与第一负压回路阀132之间建立负压(真空)状态。

可选地，所述真空发生装置131包括：真空发生器使能阀1311和真空发生器1312，如图2所示，所述真空发生器使能阀1311的一端与所述输入节点S1连通，所述真空发生器使能阀1311的另一端与所述真空发生器1312的供气口连通，所述真空发生器1312的真空口与所述第一负压回路阀132连通。在一些实施例中，所述真空发生器1312还包括排气口，所述排气口可设置有消音器170。

在负压回路130中，真空发生器使能阀1311打开时，真空发生器1312工作，在真空发生器1312与第一负压回路阀132之间建立负压(真空)状态，第一负压回路阀132打开时，即可以从作动器150中抽出空气降低压力，实现反向作动。可选地，所述真空发生器使能阀1311与所述第一负压回路阀132协同控制。即，所述第一负压回路阀132开启时，所述真空发生器使能阀1311同时开启，以使得所述真空发生器1312工作；所述第一负压回路阀132关闭时，所述真空发生器使能阀1311同时关闭，以使得所述真空发生器1312停止工作。

在一些实施例中，所述控制器160控制所述第一正压回路阀121或所述第一负压回路阀132开启。所述开启表示所述控制器160控制所述第一正压回路阀121或所述第一负压回路阀132工作。所述关闭表示所述控制器160控制所述第一正压回路阀121或所述第一负压回路阀132停止工作。可选地，所述第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132为高频电磁阀。即，所述第一正压回路阀121或所述第一负压回路阀132开启/工作时，所述第一正压回路阀121或所述第一负压回路阀132能够高频次地开关，以实现高频次地开关正压回路120或负压回路130。例如，当所述第一正压回路阀121开启时，所述第一正压回路阀121高频次地开关，造成正压回路120高频次地通断，使得来自气源110的压力稳定地对作动器150进行充气。又例如，当所述第一负压回路阀132开启时，所述第一负压回路阀132高频次地开关，造成负压回路130高频次地通断，使得所述作动器150中的气体稳定地被所述真空发生器1312抽出。

在本实施例中，所述控制器160可以基于所述气压传感器140监测的所述作动器150的实时气压值，交替开启所述第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132，以渐进式地趋近预设目标气压值。在本实施例中，在作动器150达到预设目标气压值时，可以关闭第一正压回路阀121和第一负压回路阀132，以节约压缩空气。在本实施例中，所述作动器150达到预设目标气压值可以是指所述气压传感器140监测的实时气压值与所述预设目标气压值的差值小于第一阈值，即，基于所述第一阈值和所述预设目标气压值确定第一预设目标气压范围，当所述作动器150达到所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132。可选地，所述第一阈值可以是所述气压传感器140的灵敏度。例如，所述第一阈值为1Pa，预设目标气压值为500Pa，则所述第一预设目标气压范围为499Pa～501Pa，当达到所述第一预设目标气压范围时，认为达到目标气压值。又例如，所述气压传感器140的灵敏度为1Pa，当实际差值为0.1Pa时，所述气压传感器140是检测不出的，所述气压传感器140可能显示500KPa，此时认为达到目标气压值。

在本实施例中，如图2所示，通过所述真空发生器使能阀1311的一端与所述输入节点S1连通，所述真空发生器使能阀1311的另一端与所述真空发生器1312的供气口连通，所述真空发生器1312的真空口与所述第一负压回路阀132连通。进一步地，由于第一负压回路阀132两侧的压差高，从而使得作动器150的放气速度快，使得当作动器150的气压过高时，能够快速完成放气操作。

在本实施例中，所述预设目标气压值的设置可以根据作动器150的性能或者是用户需求进行设置，在此，不作具体限定。

在本实施例中，所述气压传感器140用于实时监测所述作动器150的气压，并将所述实时气压值传递给所述控制器160。所述控制器160用于基于所述实时气压值控制所述第一正压回路阀121、所述第一负压回路阀132。

通过所述气压传感器140实时监测作动器150的实时气压值，通过控制器160比对其与预设目标气压值的差值，所述控制器160基于所述差值确定是否达到预设目标气压值；特别地，所述控制器160基于预设目标气压值和所述第一阈值确定第一预设目标气压范围，如果所述实时气压值小于预设目标气压范围的最小值，开启所述第一正压回路阀121进行充气；如果所述气压传感器140所采集的实时气压值大于预设目标气压范围的最大值，关闭所述第一正压回路阀121，并开启所述第一负压回路阀132进行放气。进而在正压回路120与负压回路130的输出端直接监控输出压力，实时交替调整压力值，以实现全闭环控制，当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，所述控制器160判断达到预设目标气压值。相对于现有技术中的半闭环控制(现有技术中压力控制的精度取决于比例阀或减压阀的精度)，有效提高了压力值调整的精度。

举例来说，如图4所示，初始时，输出气压为0(KPa)，无控制信号，正压设定值为p_正1(KPa)，负压设定值为p_负1(KPa)；

t1时刻，所述软体作动系统100输入正压控制信号，第一正压回路阀121打开，迅速向输出回路充入气体，导致输出回路压力快速升高，当超出正压设定值p_正1(KPa)时，通过交替开启和关闭第一正压回路阀121、第一负压回路阀132对输出回路进行补充和释放气体，最终逼近正压设定值p_正1(KPa)，在压力控制误差允许范围内时，第一正压回路阀121、第一负压回路阀132保持关闭，输出回路封闭，并保持气压稳定；

t2时刻，所述软体作动系统100输入信号切换为负压控制，第一负压回路阀132和真空发生器1312打开，迅速从输出回路中抽出气体，实现输出回路压力快速拉低，当其低于负压设定值p_负1(KPa)时，同样通过交替开启和关断第一正压回路阀121、第一负压回路阀132对输出回路进行补充和释放气体，最终使输出回路气压稳定于负压设定值p_负1(KPa)附近；

t3时刻，所述软体作动系统100输入信号重新切换为正压控制，重复执行t1时刻时的动作，在此，不再赘述。

t4时刻，所述软体作动系统100输入信号保持正压控制，但正压设定值切换为p_正2(KPa)，负压设定值切换为p_负2(KPa)，则打开第一负压回路阀132进行压力释放，并通过后续的交替控制第一正压回路阀121和第一负压回路阀132，把压力稳定于新的正压设定值p_正2(KPa)；

t5时刻，所述软体作动系统100输入信号切换为负压控制，则按照最新的负压设定值p_负2(KPa)来进行输出压力调整；

t6时刻，所述软体作动系统100输入信号切换为正压控制，则重复执行t1时刻时的动作或执行t3时刻时的动作，在此，不再赘述。

t7时刻，所述软体作动系统100输入信号切换为泄压控制，则保持第一正压回路阀121关闭，打开第一负压回路阀132，输出回路与外界大气压导通，将作动器150中的压力释放掉，气压恢复零值。

特别地，上述过程中的p_正1、p_负1、p_正2、p_负2为精确的预设目标气压值，实际过程中是通过判断所述实时气压值是否落入p_正1、p_负1、p_正2、p_负2各自对应的第一预设目标气压范围。

上述交替控制可以看作是渐进式趋近预设目标气压值/第一预设目标气压范围。仅作为示例，所述p_正1为500Pa，第一阈值为1Pa，则第一预设目标气压范围为499Pa～501Pa，所述控制器160控制开启所述第一正压回路阀121，迅速向输出回路充入气体，导致输出回路压力快速升高，当超出501Pa(例如达到510)时，关闭所述第一正压回路阀121，并开启所述第一负压回路阀132；第一负压回路阀132对输出回路进行放气(例如达到497Pa)时，关闭所述第一负压回路阀132并开启所述第一正压回路阀121对输出回路进行充气；当落入所述第一预设目标气压范围(例如，达到501Pa)时，关闭所述第一正压回路阀121。值得说明的是，所述落入第一预设目标气压范围(499Pa～501Pa)也可能发生在所述第一负压回路阀132对输出回路进行放气之后。所述交替次数可以是任意的，可能与第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132一次开启的充气量和放气量有关。在一些实施例中，所述第一正压回路阀121或所述第一负压回路阀132一次开启的充气量和放气量可能与开启时长有关。例如，所述控制器160开启所述第一负压回路阀132时长1秒，使得所述实时气压值从510Pa变为497Pa，控制器160开启所述第一正压回路阀121时长0.7秒，使得所述实时气压值从497Pa变为501Pa。值得说明的是，所述预设目标气压值和所述第一阈值仅作为示例，可能并不适合于实际的气路应用场景。

可选地，所述作动器150为利用硅胶制成的软体作动器。

在本实施例中，所述控制器160分别与所述气压传感器140、正压回路120和所述负压回路130电连接，用于基于预设目标气压值和所述气压传感器140探测的所述作动器150的实时气压值，交替控制所述正压回路120和所述负压回路130，以使所述作动器150的实时气压值达到所述预设目标气压值。

可选地，所述控制器160用于基于预设目标气压值和所述气压传感器140探测的所述作动器150的实时气压值，交替控制所述正压回路120和所述负压回路130的通断，以使所述作动器150的实时气压值达到所述预设目标气压值，包括：基于所述预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第一预设目标气压范围时，所述控制器160交替开启所述第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132的，从而实现交替控制所述正压回路120和所述负压回路130的通断；当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132。所述第一阈值的大小可以根据用户需求进行设置。

作为一种实施方式，所述软体作动系统100还包括：消音器170。

可选地，所述消音器170设于所述真空发生器1312的排气口。通过将消音器170安装在所述真空发生器1312的排气口，以降低所述软体作动系统100的噪音。

请参照图5，作为一种实施方式，所述软体作动系统100还包括：减压阀180。

所述减压阀180用于起到稳压作用，以使得所述第一正压回路阀121的前端(即第一正压回路阀121前的正压回路部分)的压力保持稳定。

可选地，所述正压回路120包括第二正压回路阀122，所述第二正压回路阀122位于所述正压回路120且与所述第一正压回路阀121并联；

所述负压回路130包括第二负压回路阀133，所述第二负压回路阀133位于所述负压回路130且与所述第一负压回路阀132并联；

所述减压阀180的一端与所述输入节点S1连通，所述减压阀180的另一端分别与所述第二正压回路阀122和所述第一正压回路阀121连通。

在一些实施例中，所述减压阀180与所述第二正压回路阀122和所述第一正压回路阀121通过第一节点连接；所述真空发生器1312与所述第二负压回路阀133和所述第一负压回路阀132通过第二节点连接；所述第一节点和/或所述第二节点可以是多通气路接头。

在一些实施例中，所述输出节点S2与所述第二正压回路阀122和所述第一正压回路阀121通过第三节点连接；所述输出节点S2与所述第二负压回路阀133和所述第一负压回路阀132通过第四节点连接；所述第三节点和所述第四节点可以是多通气路接头。在一些实施例中，所述第二正压回路阀122和第一正压回路阀121可以直接与输出节点S2连接而所述第二负压回路阀133和所述第一负压回路阀132通过第四节点与输出节点S2连接；或者第二负压回路阀133和所述第一负压回路阀132直接与输出节点S2连接而所述第二正压回路阀122和第一正压回路阀121通过第三节点与输出节点S2连接，此时输出节点S2具有四个端口。在一些实施例中所述第二正压回路阀122、第一正压回路阀121、第二负压回路阀133和所述第一负压回路阀132均直接与所述输出节点S2连接；此时所述输出节点S2具有五个端口。

可选地，所述第一正压回路阀121与第一负压回路阀132为大流量高频电磁阀，所述第二正压回路阀122和第二负压回路阀133为小流量高频电磁阀。

可选地，第一正压回路阀121与第一负压回路阀132选取大流量气动电磁阀，开启后可以快速给作动器150中充、放气，在作动器150的实时气压值与目标气压值的差值不大于第二阈值时，关闭大流量的第一正压回路阀121与第一负压回路阀132，而是以小流量、高响应速度的第二正压回路阀122和第二负压回路阀133来进行压力调整。从而既能实现高速的充放气，也能保证气压尽快达到稳定状态，以及较高的压力控制精度。即，所述控制器160基于预设目标气压值和第二阈值，确定第二预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第二预设目标气压范围时，所述控制器160交替开启所述第一正压回路阀121和第一负压回路阀132；当所述实时气压值落入所述第二预设目标气压范围时，所述控制器160关闭所述第一正压回路阀121和第一负压回路阀132，并交替控制所述第二正压回路阀122和第二负压回路阀133，当所述实时气压值与预设目标气压值的差值不大于第三阈值(所述第三阈值小于所述第二阈值)时，所述控制器160关闭所述第二正压回路阀122和第二负压回路阀133。在一些实施例中，所述控制器160基于所述预设目标气压值和所述第三阈值确定第三预设目标气压范围，当所述实时气压值落入第三预设目标气压范围时，关闭所述第二正压回路阀122和第二负压回路阀133。所述第二正压回路阀122和所述第二负压回路阀133的控制过程与第一正压回路阀121和所述第一负压回路阀132的控制过程类似。

在一些实施例中，所述第二阈值等于第一阈值，设置所述第三阈值可实现更为精细的控制。在一些实施例中，所述第三阈值等于所述第一阈值，设置第二阈值可以实现更快速的充放气。在一些实施例中，所述第二阈值和第三阈值均与第一阈值不相等，设置第二阈值和第三阈值相比于仅设置第一阈值可以具有折中兼顾充放气速度和精度。

本发明实施例提供的软体作动系统100，通过设置气源110、输入节点S1、输出节点S2、气压传感器140、作动器150和控制器160，所述输入节点S1和所述输出节点S2间包括一正压回路120和一负压回路130；所述正压回路120包括第一正压回路阀121，所述负压回路130包括第一负压回路阀132和真空发生装置131，所述气压传感器140监测所述作动器150的气压；通过所述控制器160基于预设目标气压值和所述气压传感器140探测的所述作动器150的实时气压值，交替控制所述正压回路120和所述负压回路130，以使所述作动器150的实时气压值达到所述预设目标气压值，从而使得在对作动器150的充放气速度快，且可随时控制输出压力，有效提高了输出压力的精度。同时，有效降低了成本。

第二实施例

请参照图6，图6为本发明实施例提供的一种软体作动器控制方法的流程图，所述方法应用于第一实施例提供的软体作动系统，所述方法包括如下步骤：

步骤S101：所述控制器获取预设目标气压值。

可选地，所述预设目标气压值可以是实时输入的，也可以是预先设置的(例如，预先存储在缓存或存储空间中的)，在此，不作具体限定。

其中，预设目标气压值的设置可以根据作动器的性能或者是用户需求进行设置，在此，不作具体限定。

步骤S102：所述控制器接收所述气压传感器采集的作动器的实时气压值。

可选地，气压传感器在采集到实时气压值后，将实时气压值发送至控制器。

可选地，所述控制器基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，以使作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。例如，所述控制器基于预设目标气压值和第一阈值确定第一预设目标气压范围，步骤S103：判断实时气压值是否落入第一预设目标气压范围，当落入第一预设目标气压范围时，进入步骤S104；当未落入第一预设目标气压范围时，进入步骤S105。

S104：所述控制器关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。

S105：判断所述实时气压值是否低于所述第一预设目标气压范围，当低于所述第一预设目标气压范围时，进入步骤S106；当不低于所述第一预设目标气压范围时，进入步骤S107。

步骤106：所述控制器打开所述第一正压回路阀，关闭所述第一负压回路阀。

步骤107：所述控制器关闭所述第一正压回路阀，打开所述第一负压回路阀。

本发明实施例提供的软体作动器控制方法，通过所述控制器获取预设目标气压值；所述控制器接收所述气压传感器采集的作动器的实时气压值；所述控制器基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，以使作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。进而相对于现有技术而已不再是简单地打开和关闭回路阀，给作动器充压或泄压，进而实现可随时控制输出压力、充放气速度快以及输出压力的精度高。

综上所述，本发明实施例提供软体作动系统及软体作动器控制方法，能够有效提高输出压力的精度、以及可随时控制输出压力，同时对作动器的充放气速度快，并且还有效降低了使用成本。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者控制设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (13)

1.一种软体作动系统，其特征在于，包括输入节点、输出节点、气压传感器、作动器和控制器，所述输入节点和所述输出节点间包括一正压回路和一负压回路；

所述正压回路包括第一正压回路阀，所述负压回路包括第一负压回路阀和真空发生装置；

所述气压传感器用于监测所述作动器的实时气压值；

所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。

2.根据权利要求1所述的软体作动系统，其特征在于，所述负压回路中的真空发生装置的一端与所述输入节点连通，所述真空发生装置的另一端与所述第一负压回路阀的一端连通，所述第一负压回路阀的另一端与所述输出节点连通。

3.根据权利要求2所述的软体作动系统，其特征在于，所述真空发生装置包括：真空发生器使能阀和真空发生器，所述真空发生器使能阀的一端与所述输入节点连通，所述真空发生器使能阀的另一端与所述真空发生器的供气口连通，所述真空发生器的真空口与所述第一负压回路阀连通。

4.根据权利要求3所述的软体作动系统，其特征在于，所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，包括：

所述控制器基于预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；所述控制器交替开启所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀，当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。

5.根据权利要求3所述的软体作动系统，其特征在于，所述软体作动系统还包括：第二正压回路阀和第二负压回路阀；

所述第二正压回路阀位于所述正压回路且与所述第一正压回路阀并联；

所述第二负压回路阀位于所述负压回路且与所述第一负压回路阀并联。

6.根据权利要求5所述的软体作动系统，其特征在于，所述软体作动系统还包括：减压阀，所述减压阀的一端与所述输入节点连通，所述减压阀的另一端分别与所述第二正压回路阀和所述第一正压回路阀连通。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的软体作动系统，其特征在于，所述第一正压回路阀、第二正压回路阀、第一负压回路阀和第二负压回路阀为高频电磁阀。

8.根据权利要求7所述的软体作动系统，其特征在于，所述第一正压回路阀和第一负压回路阀为大流量高频电磁阀，所述第二正压回路阀和第二负压回路阀为小流量高频电磁阀。

9.根据权利要求8所述的软体作动系统，其特征在于，所述控制器用于基于预设目标气压值和所述气压传感器探测的所述作动器的实时气压值，交替控制所述正压回路和所述负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值，包括：

所述控制器基于预设目标气压值和第二阈值，确定第二预设目标气压范围，基于预设目标气压值和第三阈值，确定第三预设目标气压范围；

所述控制器交替开启所述第一正压回路阀和第一负压回路阀；

当所述气压传感器监测的所述作动器的实时气压值落入第二预设目标气压范围时，所述控制器关闭所述第一正压回路阀和第一负压回路阀，并交替开启所述第二正压回路阀和第二负压回路阀；

当所述气压传感器监测的所述作动器的实时气压值落入第二预设目标气压范围时，所述控制器关闭所述第二正压回路阀和第二负压回路阀。

10.根据权利要求3、5或6所述的软体作动系统，其特征在于，所述软体作动系统还包括：消音器，所述消音器设于所述真空发生器的排气口。

11.一种软体作动器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取预设目标气压值；

接收气压传感器采集的作动器的实时气压值；

基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，以使所述作动器的实时气压值达到所述预设目标气压值。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，包括：

基于所述预设目标气压值和第一阈值，确定第一预设目标气压范围；

当所述实时气压值未落入所述第一预设目标气压范围时，交替开启第一正压回路阀和第一负压回路阀；

当所述实时气压值落入所述第一预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基于所述作动器的实时气压值与所述预设目标气压值的关系，交替控制正压回路和负压回路，包括：

基于预设目标气压值和第二阈值，确定第二预设目标气压范围，基于预设目标气压值和第三阈值，确定第三预设目标气压范围；当所述实时气压值未落入所述第二预设目标气压范围时，交替开启第一正压回路阀和第一负压回路阀；当所述实时气压值落入所述第二预设目标气压范围时，关闭所述第一正压回路阀和所述第一负压回路阀；并交替开启第二正压回路阀和第二负压回路阀；

当所述实时气压值落入所述第三预设目标气压范围时，关闭所述第二正压回路阀和所述第二负压回路阀。