天津理工大学刘祺获国家专利权
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龙图腾网获悉天津理工大学申请的专利一种并联机器人的摩擦力矩耦合补偿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:CN116276994B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15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:202310231410.6,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种并联机器人的摩擦力矩耦合补偿方法是由刘祺;刘丹丹;索梦泽;沈思佟;李彬;马跃;臧希喆;张智涛设计研发完成,并于2023-03-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种并联机器人的摩擦力矩耦合补偿方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种并联机器人的摩擦力矩耦合补偿方法,采用位置、速度双闭环反馈控制策略,施加考虑其他关节负载惯量与伺服比例增益的摩擦力矩补偿器,以抑制因摩擦力矩扰动引起的误差。摩擦力矩补偿算法被存储在一个独立的运算寄存器中,其运算周期与伺服更新周期同步。该方法将摩擦力矩补偿器独立于双闭环控制结构之外,易于在现有机器人控制系统上进行改造并实现,可实时补偿因关节间的耦合作用与伺服特性互不匹配引起的摩擦扰动变化,进而改善各关节电机起步与换向时的跟随精度,进一步提高机器人末端的控制精度。
本发明授权一种并联机器人的摩擦力矩耦合补偿方法在权利要求书中公布了:1.一种并联机器人的摩擦力矩耦合补偿方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤一、计算等效负载惯量,过程如下: 第一步,并联机器人的期望轨迹通过插补模块进行插补,插补后的代码执行并联机器人的位置逆解,求得各关节期望转角θdi并作为并联机器人的各个关节的位置、速度双闭环控制算法的输入; 第二步,采集当前时刻各驱动关节电机的期望转角θdi,利用并联机器人的刚体动力学模型计算得到并联机器人的关节j作用于并联机器人的关节i的等效负载惯量mij, i,j=1,2,…,n;n代表关节总数,并储存在系统数据寄存器中以备调用; 步骤二、采集并联机器人各驱动关节电机期望角速度与角加速度,过程如下: 将采集到的当前时刻各驱动关节电机的期望转角θdi作一阶、二阶微分,得到各驱动关节的期望角速度与角加速度然后将驱动关节的期望角速度与角加速度储存在系统数据寄存器中以备调用; 步骤三、计算伺服增益特性匹配系数,过程为: 采集当前时刻各驱动关节位置、速度双闭环控制系统中的位置控制器比例增益Kpj,与速度控制器比例增益Kvj,j=1,2,…,n;利用下式计算伺服增益特性匹配系数aij并储存在系统数据寄存器中以备调用: 步骤四、利用上述当前时刻系统数据寄存器中的数据,采用如下摩擦力矩补偿算法计算并联机器人各关节的摩擦力矩补偿值Ffi,用于补偿至速度控制器的输出端: 其中,μc=0.0014,表示电机轴运动时的库伦摩擦系数、μv=0.01,表示电机轴运动时的粘滞摩擦系数;mij为并联机器人的关节j作用于并联机器人的关节i的等效负载惯量mij,i,j=1,2,…,n;表示并联机器人关节j的期望角加速度j=1,2,…,n。
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