【CN110315527A】一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法【专利】
一种基于模糊强化学习的机械臂柔顺力控制方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710263232.X(22)申请日 2017.04.21(71)申请人 哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司地址 150090 黑龙江省哈尔滨市经开区南岗集中区长江路368号15层08室(72)发明人 杨文龙 王伟 庞海峰 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246代理人 连平(51)Int.Cl.B25J 9/16(2006.01)B25J 13/08(2006.01)(54)发明名称一种基于模糊强化学习的机械臂柔顺力控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于模糊强化学习的机械臂柔顺力控制方法，采用模糊强化学习算法，通过在线学习的方式训练导纳参数的实时调整策略，收敛后的变导纳控制策略根据操作者所施加的外力矩、当前关节速度和加速度控制电机主动顺应操作者的控制意图，以完成机械臂的主动跟随任务，无需建立相应的任务及环境模型，具有更快的收敛速度和稳定的实际效果。
本方法能够显著降低操作者的工作强度，改善定位精度，有助于减小机械臂结构尺寸和自重，人机力交互模型能够很好地响应操作者的控制意图，具有良好的自适应能力，可使人机力交互体验更加流畅自然，更接近日常生活中对实际物体进行操作时的力交互感受。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 107053179 A 2017.08.18C N 107053179A1.一种基于模糊强化学习的机械臂柔顺力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立导纳控制模型；S2：获取机械臂的运动状态、操作者施加的外力矩以及环境回报值；S3：为了获得与当前环境相适应的导纳模型参数调整策略，根据步骤S2中获得的相关信息，通过模糊强化学习进行导纳模型参数调整策略的在线训练直至算法收敛，以期望获与当前环境相适应的变导纳控制模型；S4：将步骤S3中经训练收敛后的导纳参数调整策略应用于变导纳控制模型之中，根据操作者施加的外力矩和机械臂关节的反馈速度计算关节当前速度值并发送至关节驱动电机，从而实现微创外科手术机械臂的主动摆位功能。
一种柔性机械臂的控制方法及机器人系统[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011024129.8(22)申请日 2020.09.25(71)申请人 苏州微创畅行机器人有限公司地址 215000 江苏省苏州市苏州工业园区凤里街151号3号厂房部分区域(72)发明人 孙峰 彭维礼 李涛 何超 (74)专利代理机构 上海思捷知识产权代理有限公司 31295代理人 王宏婧(51)Int.Cl.B25J 9/16(2006.01)B25J 13/08(2006.01)B25J 18/00(2006.01)(54)发明名称一种柔性机械臂的控制方法及机器人系统(57)摘要本发明涉及一种柔性机械臂的控制方法及机器人系统，所述控制方法包括如下步骤：获取所述柔性机械臂的关节输出端在所述关节输出端的负载发生变动时沿第一方向运动的角位移总量；根据所述角位移总量驱使所述关节输出端沿第二方向运动，以使所述关节输出端恢复至负载发生变动前的位姿；所述第二方向与所述第一方向相反。
该方法可在所述柔性机械臂的关节输出端的负载发生变动时保持所述关节输出端的位姿，方便医生在该固定位姿执行预定手术操作。
权利要求书3页 说明书9页 附图4页CN 112171674 A 2021.01.05C N 112171674A1.一种柔性机械臂的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取所述柔性机械臂的关节输出端在负载发生变动时沿第一方向运动的角位移总量；根据所述角位移总量驱使所述关节输出端沿第二方向运动，以使所述关节输出端恢复至负载发生变动前的位姿；所述第二方向与所述第一方向相反。
2.根据权利要求1所述的柔性机械臂的控制方法，其特征在于，所述关节输出端上设有输出接口，所述输出接口上设有第一角度传感器；通过所述第一角度传感器监测所述输出接口的第一角位移，以作为所述关节输出端的所述角位移总量。
3.根据权利要求1所述的柔性机械臂的控制方法，其特征在于，所述关节输出端设有输出接口，所述输出接口上设有第一角度传感器，且所述第一角度传感器的输出端设有力矩传感器；获取所述角位移总量的方法包括：通过所述第一角度传感器监测所述输出接口的第一角位移；通过所述力矩传感器监测关节的转矩；计算所述关节的转矩与所述力矩传感器的弹性常数的乘积，以作为所述力矩传感器的第二角位移；计算所述第一角位移和所述第二角位移之和，以作为所述角位移总量。
一种基于动力学的机械臂柔性控制方法[发明专利]
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专利名称：一种基于动力学的机械臂柔性控制方法专利类型：发明专利
发明人：曾雄伟,方榆,昌浩田
申请号：CN201910651925.5
申请日：20190718
公开号：CN110450154A
公开日：
20191115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于动力学的机械臂柔性控制方法，该控制方法包括以下步骤：采用广义D‑H法对模型进行运动学建模；采用牛顿—欧拉公式对模型进行动力学建模；计算出关节力矩，对力矩结果采用多元函数Taylor公式进行近似估计；根据对关节速度的近似处理，进一步的简化关节力矩的表达式；给定某一段圆弧曲线，将计算结果在MATLAB中做了相应验证。
本发明的一种基于动力学的机械臂柔性控制方法，本发明主要是针对高加速度下的低速运动，利用Taylor公式对速度和加速度项做了近似处理，使得计算的扭力公式变得简单，而且使用的效果与真实值相当，降低了控制器实时计算的压力。
申请人：广州弘度信息科技有限公司
地址：510000广东省广州市越秀区越华路112号1301房(自编02、01、05)
国籍：CN
代理机构：广州凯东知识产权代理有限公司
代理人：谭勇
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一种机械臂运动控制方法、装置、设备及介质[发明专利]
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专利名称：一种机械臂运动控制方法、装置、设备及介质专利类型：发明专利
发明人：邱斌斌,李晓东,郭津津
申请号：CN202011435975.9
申请日：20201210
公开号：CN112706163B
公开日：
20220304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种机械臂运动控制方法、装置、设备及介质，方法包括：构建机械臂的数学模型，得到位置层运动学方程式和额外约束表达式；根据位置层运动学方程式和额外约束表达式构建误差函数，并根据误差函数构建连续时间零化神经动力学模型；根据显式线性五步离散公式和连续时间零化神经动力学模型，构建离散时间零化神经动力学模型，并计算冗余度机械臂的控制变量；根据控制变量对包含多重约束的冗余度机械臂进行运动控制。
本发明通过基于零化神经动力学方法与显式线性五步离散公式设计开发出离散时间零化神经动力学模型，有效实现了对含多重约束的冗余度机械臂高精度实时运动控制，在机械臂领域有着广阔的应用前景。
申请人：中山大学
地址：510275 广东省广州市新港西路135号
国籍：CN
代理机构：广州嘉权专利商标事务所有限公司
代理人：常柯阳
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一种机械臂运动控制方法[发明专利]
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专利名称：一种机械臂运动控制方法专利类型：发明专利
发明人：李宗宪
申请号：CN202010248672.X
申请日：20200401
公开号：CN111421540A
公开日：
20200717
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及机器人技术领域，具体公开了一种机械臂运动控制方法，包括以下步骤：针对六自由度机械臂建立机械臂运动D‑H模型；对六自由度机械臂建立机械臂四连杆简化模型；利用改进人工势场法对机械臂运动进行避障控制。
本发明通过采用改进人工势场法在关节空间内、以机械臂所受的引力势能与斥力势能的合势能最速下降为标准，控制机械臂运动，能快速解决简单障碍环境下机械臂运动避障的问题，使得机械臂运动灵活精确，避障能力强，实时性佳，准确度高；通过以关节空间作为搜索空间使得到的机械臂运动路径是一定可达的，不会出现奇异点，从关节坐标系转换到世界坐标系的计算难度远远低于由世界坐标系转换到关节坐标系的难度。
申请人：唐山航宏电子科技有限公司
地址：063500 河北省唐山市滦南县经济开发区城西园区嘴东大街南侧、滦海公路东侧
国籍：CN
代理机构：北京壹川鸣知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：贾彦虹
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910140183.X
(22)申请日 2019.02.26
(71)申请人 浙江树人学院(浙江树人大学)
地址 312028 浙江省绍兴市柯桥区杨汛桥
镇江夏路2016号
(72)发明人 吴凡
(74)专利代理机构 杭州永航联科专利代理有限
公司 33304
代理人 李铃
(51)Int.Cl.
B25J 9/16(2006.01)
(54)发明名称
一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方
法
(57)摘要
本发明涉及柔性机械臂技术领域，且公开了
一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，所
述控制方法包括以下步骤：步骤1、建立柔性机械
臂的的动力学模型；步骤2、设计基于动态模式的
柔性机械臂的控制器；步骤3、对柔性机械臂的角
度运动进行控制：步骤3.1、对柔性机械臂的不定
性参数进行分析建模；步骤3.2、对柔性机械臂的
角度的位移和转动进行控制；步骤3.3、对柔性机
械臂各关节的角度位置矢量进行控制；步骤3.4、
对柔性机械臂的智能角度空间差进行集合控制
柔性机械臂的位姿。
该自适应动态规划的柔性机
械臂控制方法，较好的提高了对柔性机械臂的控
制精度，操作简单方便，能够有效的缩短控制时
间，
提高了控制效率。
权利要求书2页 说明书4页CN 110315527 A 2019.10.11
C N 110315527
A
1.一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
步骤1、建立柔性机械臂的的动力学模型；
步骤2、设计基于动态模式的柔性机械臂的控制器；
步骤3、对柔性机械臂的角度运动进行控制：
步骤3.1、对柔性机械臂的不定性参数进行分析建模；
步骤3.2、对柔性机械臂的角度的位移和转动进行控制；
步骤3.3、对柔性机械臂各关节的角度位置矢量进行控制；
步骤3.4、对柔性机械臂的智能角度空间差进行集合控制柔性机械臂的位姿；
步骤4、对柔性机械臂的关机角速度进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，其特征在于：所述柔性机械臂的动力学模型为：其中，q＝[q r *q f ]T ，q r 表示m个关节角矢量，q f 表示n -m维弹性模态坐标矢量，M是对称正定的质量矩阵，C代表反对称的柯氏力和向心力矩阵，F是摩擦力矩矢量，u是m个关节的输入力矩矢量，用差商代替
导数可得到如下的差分方程：
3.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，其特征在于：所述柔性机械臂控制器的最小二乘法：令p＝q i +K α(r i -q i )，r i 是系统的参考输入矢量，K α为正的对角矩阵，用q代替q r+1可得到如下关系：B(q i )u＝M(q i )(p -2q i +q i -1)/h 2，用解矛盾方程的最小二乘法求出u，u＝(B T (q i )B(q i ))-1B T (q i )K βM(q i )(p -2q i +q i -1)/h 2，K β为正的对角矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，其特征在于：所述柔性机械臂的不定参数的分析建模方法如下：在建立的二维机械手臂模型中，排除摩擦力的影响，只对外部干扰与不定性参数进行研究分析建立模型，用公式表示为
：
其中，d j 为坐标系广义坐标，速度为广义速度，W d 为柔性机械臂
运动过程中的广义力，d为旋转角度，q表示连接杆距离。
5.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，其特征在于：所述柔性机械臂的角度的位移和转动进行控制的具体方法如下：柔性机械臂在不同的环境下工作，关节的位移和转动都会引起能量变化，N表示动能，U表示势能，用公式表示为
：
将U 1与U 2代入柔性机械臂的动能与势能方程中可得：
排除干扰量的柔性机械臂的的运动能量变化转换控制完成。
6.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法，其特征在于：柔
权 利 要 求 书1/2页2CN 110315527 A。