河北工业大学史宝军获国家专利权
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龙图腾网获悉河北工业大学申请的专利一种气动软体机械臂的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:CN117484510B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12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:202311763662.X,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种气动软体机械臂的控制方法是由史宝军;王文东;李金嵘;李涛;赵丽滨设计研发完成,并于2023-12-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种气动软体机械臂的控制方法在说明书摘要公布了:本发明为一种气动软体机械臂的控制方法,首先通过视觉传感器采集图像,位姿传感器感知机械臂末端中心的当前位置,再利用目标检测算法提取待抓取物体的位置坐标,并通过坐标转换得到机械臂末端中心的目标位置;然后,计算机械臂末端中心到达目标位置时每个软体机械臂单元各个软体驱动器的内压;最后,设计PID控制器,通过PID控制器获取各个软体驱动器的充放气量,再通过电气比例阀对软体驱动器进行充放气控制,驱动软体机械臂运动,使机械臂末端中心到达目标位置。该方法与待抓取物体相结合,实现了软体机械臂的精准控制。
本发明授权一种气动软体机械臂的控制方法在权利要求书中公布了:1.一种气动软体机械臂的控制方法,气动软体机械臂由若干个软体机械臂单元串联而成,每个软体机械臂单元包括连接盘和软体驱动器,三个软体驱动器呈圆周均匀分布且两端分别与连接盘连接在一起,每个软体驱动器分别通过气管和电气比例阀与气泵连接;其特征在于,该方法包括以下步骤: 步骤一:通过搭载在软体机械臂末端的视觉传感器和位姿传感器采集图像和感知软体机械臂末端中心的当前位置,利用目标检测算法提取待抓取物体的位置坐标,并通过坐标变换得到软体机械臂末端中心的目标位置; 步骤二:计算软体机械臂末端中心到达目标位置时每个软体机械臂单元各个软体驱动器的内压; 利用软体机械臂末端中心的目标位置减去软体机械臂不可变形部分的长度,再将软体机械臂的各个可变形部分依次拼接在一起,得到软体机械臂可变形部分的末端中心的位置坐标,由到的转换关系为: , 式中,表示软体机械臂单元的连接盘的厚度,表示相邻两个软体机械臂单元之间的不可变形部分的长度,表示第个软体机械臂单元的弯曲角度;表示软体机械臂的偏转角度,是软体机械臂包含的软体机械臂单元数量; 软体机械臂的偏转角度表示为: , 假定每个软体机械臂单元的变形相同,每个软体机械臂单元的弯曲角度和软体机械臂单元可变形部分的长度均相同,计算公式为: , , 式中,表示第个软体机械臂单元可变形部分的长度; 联立公式1~3计算软体机械臂可变形部分末端中心点的位置坐标,再代入式4,计算得到每个软体机械臂单元可变形部分的长度; 通过式5计算三个软体驱动器可变形部分的长度、和: , 其中,表示软体机械臂单元的三个软体驱动器的中心点所围成的圆的半径; 根据式6计算软体驱动器的内压: , 式中,、分别表示第个软体机械臂单元的第个软体驱动器的长度和内压,; 步骤三:设计PID控制器,PID控制器的输入量包括、和,输出量包括、和;为软体机械臂末端中心当前位置与到达目标位置时第一个软体驱动器的内压偏差,为软体机械臂末端中心当前位置与到达目标位置时第二个软体驱动器的内压偏差,为软体机械臂末端中心当前位置与到达目标位置时第三个软体驱动器的内压偏差;为第一个软体驱动器的充放气量,为第二个软体驱动器的充放气量,为第三个软体驱动器的充放气量; 通过PID控制器获取各个软体驱动器的充放气量,再通过电气比例阀对软体驱动器进行充放气控制,驱动软体机械臂运动,使软体机械臂末端中心到达目标位置。
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