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龙图腾网获悉北京航空航天大学杭州创新研究院申请的专利一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制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：CN118927235B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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：202410959815.6，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制方法是由田新扬;于晓龙;张立;牛建伟;陈浩设计研发完成，并于2024-07-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制方法。该方法中，考虑机器人与环境接触，结合“质量—弹簧—阻尼”阻抗模型构建笛卡尔阻抗控制器；设计时变刚度因子限制机器人动能、设计时变阻尼因子限制机器人传递的功率；设计能量罐关联任务功率，并通过功率缩放因子调节能量罐内能量的排放速率；将时变刚度因子和时变阻尼因子带入到阻抗控制器中，并输出机器人各关节的控制力矩；将机器人各关节的控制力矩输入到机器人力矩控制内环，完成机器人的运动控制。本发明实现了机器人在阻抗模式下的能量和功率控制，可以有效避免机器人因意外的能量释放或功率过载导致的安全隐患，从而保证物理人机交互过程中的安全性和稳定性。

本发明授权一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制方法在权利要求书中公布了：1.一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤S1，根据阻抗模型，构建机器人笛卡尔阻抗控制器，其中，所述阻抗模型描述了机器人与环境之间的接触关系； 步骤S2，获取限制机器人总能量的时变刚度因子以及限制机器人总功率的时变阻尼因子，步骤S2具体包括： S21，利用雅可比矩阵将所述笛卡尔阻抗控制器映射到关节空间，得到关节空间阻抗控制器，具体表示为： 其中，为关节空间阻抗控制力；为关节空间重力项；为机器人的雅可比矩阵； 根据所述时变刚度因子，得到修正后的刚度特性矩阵，所述修正后的刚度特性矩阵表示为： 其中，表示时变刚度因子；和分别表示机器人的动能和弹性势能；表示机器人动能和弹性势能的总能量；表示机器人系统所允许产生的最大能量； 根据所述时变阻尼因子，得到修正后的阻尼特性矩阵，所述修正后的阻尼特性矩阵的表达式为： 其中，表示时变阻尼因子；表示机器人在运动过程中产生的总功率；表示机器人系统所允许传递的最大功率； 步骤S3，获取关联机器人任务功率的能量罐以及限制能量罐内能量的释放速率的功率缩放因子，步骤S3具体包括： S31，所述能量罐的一阶导数等于机器人任务功率，具体表示为： 其中，表示机器人末端执行任务产生的功率；和分别表示能量罐的开闭因子，用于控制能量罐与阻抗控制器能量交换的通断； S32，所述能量罐中可存储的能量下限及对应的开闭条件： 其中，表示能量罐内的能量下限； S33，所述能量罐中可存储的能量上限及对应的开闭条件： 其中，表示能量罐内的能量上限； S34，所述功率缩放因子，表达式为： 其中，表示能量罐的最大允许提取功率； 根据所述功率缩放因子以及所述能量罐中可存储的能量上限及对应的开闭条件，得到修正后的能量罐，所述修正后的能量罐表示为： ； 步骤S4，根据能量罐特性修正所述时变刚度因子，并利用得到的时变刚度因子、时变阻尼因子对关节空间阻抗控制器中的刚度特性矩阵以及阻尼特性矩阵进行修正，得到能量和功率受控的关节空间阻抗控制器，并输出机器人各关节的控制力矩，其中，所述关节空间阻抗控制器通过将所述机器人笛卡尔阻抗控制器映射到关节空间中得到； 步骤S5，将得到的机器人各关节控制力矩输入到机器人力矩控制内环，完成机器人的运动控制。

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