北方工業大學;北京控制工程研究所何廣平獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北方工業大學;北京控制工程研究所申請的專利一種連續體機器人的剛度控制和補償方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115847389B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211641130.4,技術領域涉及:B25J9/10;該發明授權一種連續體機器人的剛度控制和補償方法是由何廣平;宋國慶;袁俊杰;馬楠;周海琴;胡紫陽;趙成浩;胡勇;胡海霞;湯亮;魏春嶺;張海博;徐拴鋒;朱世清設計研發完成,并于2022-12-20向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種連續體機器人的剛度控制和補償方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種連續體機器人的剛度控制和補償方法,包括:構建所述連續體機器人的運動學模型,所述運動學模型用于提供所述連續體機器人的驅動繩索長度變化;基于所述運動學模型,構建所述連續體機器人的機械臂剛度模型,基于所述機械臂剛度模型,獲取所述繩索剛度模型,通過所述繩索剛度模型對繩索的張力進行調節,完成所述連續體機器人的剛度控制和補償。本發明無需添加外部剛度調節裝置即可對機器人的整體剛度進行調節,實時評估機械臂的剛度調整策略,改善機器人的整體剛度和定位精度,其建模方法可適用于繩索驅動的各類并聯機器人,具有泛化能力高的特點。
本發明授權一種連續體機器人的剛度控制和補償方法在權利要求書中公布了:1.一種連續體機器人的剛度控制和補償方法,其特征在于,包括: 構建所述連續體機器人的運動學模型,所述運動學模型用于提供所述連續體機器人的驅動繩索長度變化; 基于所述運動學模型,構建所述連續體機器人的靜力學模型; 基于所述靜力學模型,構建所述連續體機器人的機械臂剛度模型,基于所述機械臂剛度模型,獲取所述繩索剛度模型,通過所述繩索剛度模型對繩索的張力進行調節,完成所述連續體機器人的剛度控制和補償; 所述靜力學模型包括:摩擦力子模型、重力子模型和附加力合力子模型; 所述機械臂剛度模型為: 其中,Wi為第i個關節的靜力學模型,si為第i個關節的旋轉位姿向量,Ki為2-DoF關節的剛度矩陣,Ki,1為繩索剛度模型,Ki,2為結構剛度,fi為為三根繩索構成的驅動力矩陣,為為第i個關節的雅克比矩陣; 所述繩索剛度模型為: 其中,ki,1,ki,2和ki,3分別為三根驅動繩索的剛度,Ji為第i個關節繩索的雅克比矩陣; 2-DoF關節在所有載荷下的角度變化為: 采用相同的原理,在給定的外部載荷、重力載荷和附加負載下的所有2自由度關節的角度變化能夠計算出來;將計算得到的角度變化帶入連續機器人的運動學模型,即得到系統的真實形狀;若需減小機械臂的變形,只需增加繩索的張力,使繩索的剛度盡可能大,從而提高整個機械臂的剛度。
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