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申请/专利权人:北京航空航天大学杭州创新研究院
摘要: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。
主权项: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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权利要求:
百度查询: 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种能量和功率受控的机器人笛卡尔阻抗控制方法
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