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龙图腾网获悉上海交通大学宁波人工智能研究院申请的专利一种基于末端力估计的柔顺控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115657478B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211257945.2，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于末端力估计的柔顺控制系统及方法是由刘韦韬;郭逸;褚健;杨根科;黄浩晖;王宏武;舒洪玉设计研发完成，并于2022-10-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于末端力估计的柔顺控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于末端力估计的柔顺控制系统，涉及机器人控制技术领域，包括末端力估计模块、轨迹回归模块、柔顺轨迹调整模块、逆向运动学解算模块、径向基神经网络控制模块和防中断模块。本发明还公开了一种基于末端力估计的柔顺控制方法，包括S100、准备工作；S200、计算末端力的估计量；S300、生成柔顺轨迹速度；S400、计算理想关节角与理想关节速度；S500、产生机器人关节主动力信号；S600、防中断处理。本发明在机器人任务执行的过程中面临干扰的情况下，保证了机器人到达平衡点。

本发明授权一种基于末端力估计的柔顺控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于末端力估计的柔顺控制系统，其特征在于，包括： 末端力估计模块，响应于来自机器人关节编码器的实际关节角与实际关节速度，计算获取末端力的估计量； 轨迹回归模块，采集相关示教轨迹，生成原始轨迹速度，所述原始轨迹速度依据示教轨迹回归的方法生成，利用高斯混合模型对示教轨迹数据进行拟合，通过贝叶斯推理获得，所述高斯混合模型的层数为4层； 柔顺轨迹调整模块，响应于所述末端力的估计量与所述原始轨迹速度，加入用于实现轨迹柔顺重规划的调整项，生成柔顺轨迹速度，包括： S310、设定最大力阈值，最大力阈值是期望的在运动的过程中末端力的上限或者运动过程中末端力的追踪值； S320、利用最大力阈值生成调整比率，反映末端力的估计量与最大力阈值的比值，用于修改原始轨迹速度在各方向上分量，公式如下： ； 其中，表示向量的维度，在二维空间下为3，在三维空间下为6；i是1到D的正整数； S330、定义特征空间，公式如下： ； 其中，为在末端力的估计量方向的单位向量，为该单位向量第个值，为以为第一个基生成的特征空间； S340、定义投影值调整方式，公式如下： ； 其中，特征值矩阵为原始轨迹速度在不同方向向量的投影的调整方式，为在第i个方向的调整程度，公式如下： 其中，为效果切换项，公式如下： 其中，，，为效果切换参数，在实际使用中通过调试获得；当与为0时，最大力阈值为末端力的估计量的上限，通过增大与，可以实现末端力的估计量跟踪最大力阈值； S350、利用调整项生成柔顺轨迹速度，调整项公式如下： 调整项与原始轨迹速度相乘得到柔顺轨迹速度，为了弥补末端力的估计量的误差，仅当末端力的估计量大于最小力阈值时，调整项发挥作用，当小于最小力阈值时，等于单位矩阵，最终返回柔顺轨迹速度，公式如下： ； 逆向运动学解算模块，响应于所述柔顺轨迹速度，通过积分生成柔顺轨迹路径点，计算得到机器人关节移动的理想关节角与理想关节速度； 径向基神经网络控制模块，响应于所述理想关节角与所述理想关节速度，所述实际关节角与所述实际关节速度，使用径向基神经网络拟合模型参数，产生机器人关节主动力信号，发送给机器人的驱动模块，控制机器人运动； 防中断模块，使用防中断算法，确保所述机器人到达原始轨迹的平衡点，包括： S610、判断是否到达原始轨迹的平衡点，当所述原始轨迹速度，认为到达所述原始轨迹的平衡点，执行步骤S630；否则执行S620； S620、判断是否到达非预期平衡点，当且时，认为到达所述非预期的平衡点，所述防中断模块使用所述防中断算法，在所述柔顺轨迹速度上添加扰动，生成带扰动的柔顺轨迹速度，公式如下： ； 其中，j为从2到D的正整数； 返回步骤S610； S630、完成柔顺控制过程，所述机器人到达原始轨迹的平衡点； 所述末端力估计模块、所述柔顺轨迹调整模块、所述逆向运动学解算模块、所述径向基神经网络控制模块依次串联并通信连接，所述轨迹回归模块、所述防中断模块分别与所述柔顺轨迹调整模块通讯连接；响应于来自机器人关节编码器的所述实际关节角与所述实际关节速度，所述末端力估计模块计算得到所述末端力的估计量，所述轨迹回归模块根据相关示教轨迹，生成原始轨迹速度；响应所述于末端力的估计量与所述原始轨迹速度，所述柔顺轨迹调整模块生成所述柔顺轨迹速度；所述逆向运动学解算模块根据所述柔顺轨迹速度计算得到机器人关节移动的所述理想关节角与所述理想关节速度；所述径向基神经网络控制模块根据所述理想关节角与所述理想关节速度、所述实际关节角与所述实际关节速度，产生机器人关节主动力信号，发送给所述机器人的驱动模块，控制所述机器人运动；所述防中断模块使用防中断算法，确保所述机器人到达原始轨迹的平衡点。

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