买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利考虑柔性磨抛系统动力学特性的‘力-位-速’协同规划方法及系统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：CN118963247B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23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：202411058964.1，技术领域涉及：G05B19/408；该发明授权考虑柔性磨抛系统动力学特性的‘力-位-速’协同规划方法及系统是由杨吉祥;漆琪;丁汉设计研发完成，并于2024-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑柔性磨抛系统动力学特性的‘力-位-速’协同规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于磨抛工艺规划技术领域，尤其涉及一种考虑机器人柔性磨抛系统动力学特性的‘力‑位‑速’协同规划方法及系统，该方法包括：根据磨抛路径，建立磨抛路径的位置样条与方向样条。根据磨抛的具体场景，建立以磨抛效率最优为目标的速度优化模型，以B样条表示速度‑弧长曲线；建立机器人柔性磨抛系统中机器人侧考虑机器人运动学与动力学的约束方程；分析力控执行器的系统响应方程，根据材料去除模型建立磨抛力、磨抛力导数和磨抛速度的约束方程；根据动力学混合约束条件，采用分段B样条动态调整控制点的方法，实现磨抛进给速度‑磨抛力的工艺参数规划。本发明通过控制点之间较小的弧长分段作为检查点实现约束检查，最终实现最优速度曲线生成，并通过材料去除方程，生成优化后的磨抛速度‑力。

本发明授权考虑柔性磨抛系统动力学特性的‘力-位-速’协同规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种考虑机器人柔性磨抛系统动力学特性的‘力-位-速’协同规划方法，其特征在于，该方法包括： S1，根据磨抛路径，建立磨抛路径的位置样条与方向样条； S2，根据磨抛的具体场景，建立以磨抛效率最优为目标的速度优化模型，以B样条表示速度-弧长曲线； S3，建立机器人柔性磨抛系统中机器人侧考虑机器人运动学与动力学的约束方程； S4，分析力控执行器的系统响应方程，根据材料去除模型建立磨抛力、磨抛力导数和磨抛速度的约束方程； S5，根据动力学混合约束条件，采用分段B样条动态调整控制点的方法，实现磨抛进给速度-磨抛力的工艺参数规划； 所述步骤S1中建立磨抛路径的位置样条与方向样条，具体为：由于磨抛路径在工件坐标系下通过欧拉角表示为[P,Θ]，所以通过B样条分别建立磨抛路径的位置样条Pω与方向样条Θη； 所采用材料去除模型方程为： 其中h为材料去除深度，kh为材料去除方程系数，v是磨抛进给速度，n为主轴转速，F是磨抛力，ct与cw是工具与工件的曲率； 所述步骤S2中的建立以磨抛效率最优为目标的速度优化模型，以B样条表示速度-弧长曲线的具体形式为： 其中t是磨抛总时间，l是磨抛路径的当前弧长位置，L∑是磨抛路径的总弧长，是进给速度； 由于B样条具有局部支撑性、局部调整能力强优点，采用3次B样条曲线ψu＝l,v来表示速度曲线与弧长的关系： 其中u∈[0,1]是样条参数，Bi,pu是样条基函数，Vi是样条控制点； 所述步骤S3中的建立机器人柔性磨抛系统中机器人侧考虑机器人运动学与动力学的约束方程，具体包括： 首先，在进给速度规划优化过程中，机器人侧的运动约束包括路径约束和关节约束；路径约束是指机器人磨削过程中在笛卡尔空间内的进给速度约束和加速度约束，用下面的约束方程表示： 其中Vmax和Amax是机器人的末端速度与加速度约束； 由于机器人由6个关节轴直接驱动，因此在磨削进给速度规划中还需要考虑机器人关节约束；机器人的关节约束包括关节运动约束和动力学约束；关节运动约束来自机器人关节的位移、速度和加速度，其约束方程如下： 其中表示机器人关节值、关节速度与加速度；ikl表示机器人运动学逆解函数；表示机器人关节运动约束值；q'＝dqdl，q”＝d2qdl2表示机器人关节关于末端运动弧长的一阶和二阶偏导数； 式4、式5为机器人运动学约束，机器人的动力学方程表示为： 其中τ表示机器人关节运动向量，M是机器人惯性矩阵，C是科氏力矩阵，G为重力分量矩阵，τf表示摩擦力矩，τload是由外加负载带来的机器人关节力矩值； 将式子5代入6得到考虑机器人动力学特性的约束条件为： 其中τmax为机器人动力学力矩约束值； 所述步骤S4中的分析力控执行器的系统响应方程，根据材料去除模型建立磨抛力、磨抛力导数和磨抛速度的约束方程，具体包括： 力控执行器简化为一个双质量弹簧阻尼系统，Fmt是电机输出力矩，Fot是力控执行器实际磨抛接触力，m1是电机侧质量，m2是力控执行器打磨工具头的质量，c是电机侧的阻尼系数，x1t是电机侧的输出位移，x2t是负载端的位移，k1是弹簧刚度，ke是环境刚度；力控执行器的平衡方程表示为： 式8用于通过拉普拉斯变换获得力控执行器的力传递函数： 其中，s代表拉普拉斯变量；当使用末端执行器磨削高刚度部件时，系统简化为二阶系统： 引入PI控制器，则力控执行器的闭环传递函数为： 力控误差传递函数由下列式子表示： 在磨抛过程中，由于实际的力控制执行器是一个离散系统，因此力控制执行器在跟踪所需力时会产生响应误差；将每个控制周期中的力控制信号视为斜坡信号得到力控制误差方程如下： 根据上述力控制误差方程，机器人在打磨时，打磨力的导数会影响力控制执行器的力控制精度，打磨力的导数也会影响打磨进给速度；因此，在规划打磨进给速度时需要考虑打磨力的导数，建立磨抛速度规划中的力约束方程为： 通过材料去除模型建立上述式子与磨抛进给速度的关系： 其中上述式子转为： 进一步，通过下列式子计算： 所以在磨抛速度规划中考虑力控执行器动态特性约束方程为： 所述步骤S5根据动力学混合约束条件，采用分段B样条动态调整控制点的方法，实现磨抛进给速度-磨抛力的工艺参数规划；具体步骤为： 根据步骤S1-S4，建立以磨抛效率最优为目标，考虑机器人柔性磨抛系统动力学特性的优化方程为：

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人华中科技大学，其通讯地址为：430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。