上海航天控制技术研究所夏新会获国家专利权
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龙图腾网获悉上海航天控制技术研究所申请的专利一种双臂空间机器人粘附抓捕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:CN119635652B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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:202411972144.3,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种双臂空间机器人粘附抓捕控制方法是由夏新会;陈增昊;曹智;胡羽行;孙冠群;蔡树文设计研发完成,并于2024-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种双臂空间机器人粘附抓捕控制方法在说明书摘要公布了:一种双臂空间机器人粘附抓捕控制方法,其特征在于,所述双臂空间机器人粘附抓捕控制方法用于双臂空间机器人系统,所述双臂空间机器人系统包括双臂空间机器人平台1、第一部空间机械臂2及其末端作用器4、第二部空间机械臂3及其末端作用器5,所述双臂空间机器人粘附抓捕控制方法包括以下步骤:步骤1,提出粘附的概念,设计双臂空间机器人粘附抓捕方式;步骤2,建立坐标系,完成双臂空间机器人动力学建模;步骤3,设计粘附抓捕中的自主路径规划算法;步骤4,利用接触力控制策略完成粘附抓捕的控制器设计;步骤5,闭环数值仿真,验证双臂粘附抓捕有效性。
本发明授权一种双臂空间机器人粘附抓捕控制方法在权利要求书中公布了:1.一种双臂空间机器人粘附抓捕控制方法,其特征在于,所述双臂空间机器人粘附抓捕控制方法用于双臂空间机器人系统,所述双臂空间机器人系统包括双臂空间机器人平台1、第一部空间机械臂2及其末端作用器4、第二部空间机械臂3及其末端作用器5,所述双臂空间机器人粘附抓捕控制方法包括以下步骤: 步骤1,设计双臂空间机器人粘附抓捕方式;所述粘附指将机械臂的末端作用器伴随目标运动一段时间后再实施抓捕的过程; 步骤2,建立坐标系,完成双臂空间机器人动力学建模; 步骤3,设计粘附抓捕中的自主路径规划算法;所述步骤3包括: 步骤31,通过双臂空间机器人的运动学关系计算,得到每部机械臂末端与目标抓捕点之间的相对位姿信息; 步骤32,利用机械臂末端与目标抓捕点之间的相对位姿信息,选用视觉伺服方法完成机械臂在工作空间的轨迹规划; 步骤4,利用接触力控制策略完成粘附抓捕的控制器设计; 所述步骤4包括: 定义两部机械臂末端作用器相对平台的期望位置与角速度分别为和则力控制回路的控制律设计为:式中,和为机械臂末端期望接触力、力矩,均在末端作用器系下描述,fh和τh为接触力、力矩的测量值,均在末端作用器系下描述;和为力控制下机械臂末端期望的速度和角速度,均在末端作用器系下描述;K为控制增益矩阵,下标t表示平动,o表示转动; 在接触力小于期望值时,上述控制律会使机械臂末端向接触方向移动,从而增大接触力,使其逐渐与期望值相等; 针对力控制器使用的机械臂运动控制器设计为: 式中,bPh和bωh为两部机械臂末端作用器相对平台的实际位置与角速度;KDo和KPo均为控制增益矩阵;为定义的姿态误差,其关系式为:式中,bxh、byh和bzh为两部机械臂的末端作用器系相对平台系的坐标转换矩阵bRh的分量;和为两部机械臂的末端作用器系相对平台系期望的坐标转换矩阵的分量,具体关系式为: 末端作用器相对平台的加速度、角加速度,通过加速度级的冗余分解得到关节角加速度为:式中,Jm为机械臂的几何雅可比矩阵, 根据步骤2推导出的双臂空间机器人系统的动力学方程知,当考虑机械臂末端的接触力与接触力矩时,具有固定基座的机械臂动力学模型写为:利用机械臂逆动力学控制方法得到机械臂关节控制力矩指令为:式中, 步骤5,闭环数值仿真,验证双臂粘附抓捕有效性。
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