恭喜中山大学彭键清获国家专利权
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龙图腾网恭喜中山大学申请的专利针灸机器人自适应阻抗控制方法、装置、设备及存储介质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:CN119270635B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08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:202411244976.3,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权针灸机器人自适应阻抗控制方法、装置、设备及存储介质是由彭键清;李伟浩设计研发完成,并于2024-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本针灸机器人自适应阻抗控制方法、装置、设备及存储介质在说明书摘要公布了:本申请公开了针灸机器人自适应阻抗控制方法、装置、设备及存储介质,涉及机器人控制技术领域,方法包括:获取针刺的反馈数据;反馈数据包括针受到的测量作用力;根据反馈数据确定弹簧‑阻尼接触力模型的模型参数;根据确定模型参数后的弹簧‑阻尼接触力模型生成执行轨迹;当测量作用力小于预设的上限作用力时,根据期望轨迹生成第一速度指令;当测量作用力大于或等于上限作用力时,根据执行轨迹生成第二速度指令;根据第一速度指令或第二速度指令控制针灸机器人。通过预估不同情况下的模型参数进而生成相应的执行轨迹和速度指令,即针对不同作用力而带来的阻抗可自适应改变生成的速度指令,能够更准确、更稳定地控制针灸机器人运动。
本发明授权针灸机器人自适应阻抗控制方法、装置、设备及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种针灸机器人自适应阻抗控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:获取针刺的反馈数据;其中,所述反馈数据包括针受到的测量作用力;根据所述反馈数据确定弹簧-阻尼接触力模型的模型参数;根据确定所述模型参数后的所述弹簧-阻尼接触力模型生成执行轨迹;当所述测量作用力小于预设的上限作用力时,根据期望轨迹生成第一速度指令;当所述测量作用力大于或等于所述上限作用力时,根据所述执行轨迹生成第二速度指令;根据所述第一速度指令或所述第二速度指令控制针灸机器人;所述获取针刺的反馈数据,包括以下步骤:获取针刺深度测量值、所述针刺深度测量值的导数以及所述测量作用力作为所述反馈数据;所述根据所述反馈数据确定弹簧-阻尼接触力模型的模型参数,包括以下步骤:将所述针刺深度测量值、所述针刺深度测量值的导数以及所述测量作用力带入所述弹簧-阻尼接触力模型并确定所述弹簧-阻尼接触力模型的所述模型参数;所述弹簧-阻尼接触力模型的表达式为: 其中,Fe为所述测量作用力,xm为所述针刺深度测量值,为所述针刺深度测量值的导数,Ke为待确定的刚度系数,Be为待确定的阻尼系数,xe为待确定的针刺深度;所述模型参数包括Ke、Be、xe;所述将所述针刺深度测量值、所述针刺深度测量值的导数以及所述测量作用力带入所述弹簧-阻尼接触力模型并确定所述弹簧-阻尼接触力模型的所述模型参数,包括以下步骤:将所述针刺深度测量值、所述针刺深度测量值的导数以及所述测量作用力带入所述弹簧-阻尼接触力模型并确定预测刚度系数、预测阻尼系数、预测针刺深度以及预测作用力作为所述模型参数;所述预测刚度系数的表达式为: 所述预测阻尼系数的表达式为: 所述预测针刺深度的表达式为: 所述预测作用力的表达式为: 其中,为所述预测作用力,为t时刻的所述预测刚度系数,为所述预测刚度系数的初始值;为t时刻的所述预测阻尼系数,为所述预测阻尼系数的初始值;为t时刻的所述预测针刺深度,为所述预测针刺深度的初始值;γ1、γ2和γ3为正的标量;所述根据确定所述模型参数后的所述弹簧-阻尼接触力模型生成执行轨迹,包括以下步骤:根据期望作用力、期望速度、反馈的比例系数、所述弹簧-阻尼接触力模型中已确定的预测刚度系数和已确定的预测针刺深度生成参考轨迹;所述参考轨迹的表达式为: 其中,xr为所述参考轨迹,Fr为所述期望作用力,为所述期望速度,kF为所述比例系数,为所述预测刚度系数,为所述预测针刺深度;根据所述参考轨迹和质量-弹簧-阻尼模型生成所述执行轨迹;生成所述执行轨迹的表达式为: 其中,ΔF=Fr-Fe表示所述期望作用力与所述测量作用力之间的误差,Δx=xc-xr表示由ΔF引起的所述执行轨迹xc与所述参考轨迹xr之间的误差,ΔXs为Δx在s域下的形式,ΔFs为ΔF在s域下的形式,Gs表示ΔFs与ΔXs的传递函数;M、B、K分别为所述质量-弹簧-阻尼模型的质量系数、阻尼系数、刚度系数;所述当所述测量作用力小于预设的上限作用力时,根据期望轨迹生成第一速度指令,包括以下步骤:当所述测量作用力小于预设的上限作用力时,将所述期望轨迹带入第一指令表达式并生成所述第一速度指令;所述第一指令表达式为: 其中,u1为所述第一速度指令,为期望速度,kF为反馈的比例系数,xd为所述期望轨迹,xm为针刺深度测量值;所述当所述测量作用力大于或等于所述上限作用力时,根据所述执行轨迹生成第二速度指令,包括以下步骤:当所述测量作用力大于或等于所述上限作用力时,将所述执行轨迹带入第二指令表达式并生成所述第二速度指令;所述第二指令表达式为: 其中,u2为所述第二速度指令,为期望速度,kF为反馈的比例系数,xc为所述执行轨迹,xm为针刺深度测量值。
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