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公开(公告)号：CN114367964B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210280216.2
申请日：2022-03-22
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明公开一种绳索牵引并联机器人重构规划方法，包括：步骤1，设定绳索牵引并联机器人的坐标系和参数，分别建立动平台和单个绳索引出装置的动力学方程；步骤2，根据参数，建立与力可行工作空间对应的数学模型；步骤3，规划动平台轨迹并离散为动平台路径点集合，结合力可行工作空间对应的数学模型确定当前构型的力可行工作空间与动平台路径的关系；步骤4，判断是否有最优构型；步骤5，设置连续重构中使移动的绳索引出点数目最少的目标函数，求解出在连续重构中的绳索引出点位置序列，即完成对绳索牵引并联机器人的重构规划。该方法通过调整到最优构型和实行连续重构的方式进行规划重构，且移动的绳索引出点数目最少，节省能量。
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公开(公告)号：CN111409069B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202010191720.6
申请日：2020-03-18
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人，包括结构框架、高精度绳索牵引装置、直线移动装置、万向导引装置、空间动平台、万向牵引装置以及绳索等零部件组成。可变结构的绳索牵引并联机器人通过高精度绳索牵引装置来改变绳索长度和拉力大小，实现控制空间动平台在工作空间中运动，从而完成搬运物体、吊装以及维护喷涂等工作。可变结构绳索牵引并联机器人通过直线移动装置来实现空间结构变形，能够针对环境调整空间构型来满足不同的任务要求。此外空间动平台上还设置了多组万向牵引装置，利用空间动滑轮组的牵引力放大作用提高了机器人的负载能力和系统刚度。本文还公开了一种可变结构绳索牵引并联机器人的运动学速度求解方法，该方法属于机器人运动控制领域，基于螺旋理论对可变结构绳索牵引并联机器人进行运动学建模，获得关于绳索长度和空间动平台位姿的映射模型。
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公开(公告)号：CN116011137A
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202211711709.3
申请日：2022-12-29
Applicant: 中国科学技术大学 , 中国科学院国家天文台
IPC: G06F30/17 , G06F30/27 , G06F111/04 , G06F111/06 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种FAST新型馈源舱机构结构参数优化方法，包括：步骤1，在新型馈源舱机构对应建立全局坐标系和两个局部坐标系，并采用四元数法表示旋转矩阵；步骤2，对新型馈源舱机构进行静力学建模；步骤3，设置索力优化函数；步骤4，设置防碰撞约束；步骤5，设置所述新型馈源舱机构结构参数优化的目标函数和约束条件并求解。本发明通过优化FAST新型馈源舱机构结构参数，可以在索力范围内使馈源舱机构观测角度提升到50°天顶角，从而使FAST能够观测银河系中心。
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公开(公告)号：CN111400917B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202010192426.7
申请日：2020-03-18
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G06F30/20 , B25J9/00 , B25J9/10 , G06F119/14 , G06F111/06
Abstract: 本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学优化求解方法，包括：步骤1，设定机器人的坐标系和参数；步骤2，确定静力学平衡方程；步骤3，确定空间动平台的动滑轮组牵引的约束关系；步骤4，按步骤5、6和7进行离线优化求解；按步骤8、9和10进行在线优化求解；步骤5，建立离线优化求解目标；步骤6，计算系统刚度；步骤7，采用非线性优化求解方法对离线优化求解目标进行优化求解；步骤8，建立在线优化求解目标；步骤9，计算待求解参数的区间范围；步骤10，根据步骤9得出的待求解参数的区间范围，采用非线性优化求解方法对在线优化目标进行在线优化求解。采用系统刚度和绳索拉力作为优化指标，并使用直线移动装置的运动性能作为约束条件，大大提高了运动学优化求解的效率和精度。
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公开(公告)号：CN114347005B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210268127.6
申请日：2022-03-18
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明公开了一种能避障的绳索牵引并联机器人连续重构规划方法，包括：1）根据绳索与导引滑轮的位置关系引入虚拟的绳索引出点，构建机器人运动学模型并考虑机器人的闭链结构，得出闭链约束方程；2）根据闭链约束方程产生的流形，采用切空间局部近似流形的方式，得到用于建立切空间的正交基底；3）在流形切空间中进行无碰撞重构路径搜索；4）根据重构路径，求解实际绳长和实际绳索引出点的位置，得到所述机器人的构型变化，实现所述机器人无碰撞连续重构规划。本发明通过对绳索牵引并联机器人进行连续重构规划，提高了绳索牵引并联机器人的避障能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114367964A
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202210280216.2
申请日：2022-03-22
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明公开一种绳索牵引并联机器人重构规划方法，包括：步骤1，设定绳索牵引并联机器人的坐标系和参数，分别建立动平台和单个绳索引出装置的动力学方程；步骤2，根据参数，建立与力可行工作空间对应的数学模型；步骤3，规划动平台轨迹并离散为动平台路径点集合，结合力可行工作空间对应的数学模型确定当前构型的力可行工作空间与动平台路径的关系；步骤4，判断是否有最优构型；步骤5，设置连续重构中使移动的绳索引出点数目最少的目标函数，求解出在连续重构中的绳索引出点位置序列，即完成对绳索牵引并联机器人的重构规划。该方法通过调整到最优构型和实行连续重构的方式进行规划重构，且移动的绳索引出点数目最少，节省能量。
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公开(公告)号：CN111409069A
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN202010191720.6
申请日：2020-03-18
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人，包括结构框架、高精度绳索牵引装置、直线移动装置、万向导引装置、空间动平台、万向牵引装置以及绳索等零部件组成。可变结构的绳索牵引并联机器人通过高精度绳索牵引装置来改变绳索长度和拉力大小，实现控制空间动平台在工作空间中运动，从而完成搬运物体、吊装以及维护喷涂等工作。可变结构绳索牵引并联机器人通过直线移动装置来实现空间结构变形，能够针对环境调整空间构型来满足不同的任务要求。此外空间动平台上还设置了多组万向牵引装置，利用空间动滑轮组的牵引力放大作用提高了机器人的负载能力和系统刚度。本文还公开了一种可变结构绳索牵引并联机器人的运动学速度求解方法，该方法属于机器人运动控制领域，基于螺旋理论对可变结构绳索牵引并联机器人进行运动学建模，获得关于绳索长度和空间动平台位姿的映射模型。
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公开(公告)号：CN116108701B
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310375061.5
申请日：2023-04-10
Applicant: 中国科学技术大学 , 中国科学院国家天文台
IPC: G06F30/20 , G06F17/11 , G06F111/04 , G06F119/14 , G06F111/06
Abstract: 本发明公开一种FAST新型馈源舱机构运动学正解求解及控制方法，属天文设备控制领域。求解方法包括：步骤S1，建立局部坐标系描述下平台位姿；步骤S2，确定并联柔索机构几何参数和结构参数；步骤S3，定义绳长约束方程；步骤S4，建立基于增量式的并联柔索机构运动学模型；步骤S5，设置运动学正解优化目标函数并求解。控制方法包括：用离线规划模块基于运动学正解求解方程和动力学模型通过下平台期望位姿计算期望索力和期望绳长；分别控制6套上拉索机构的绳长和3套下拉索机构的索力。本发明能够实现FAST馈源舱机构最大50°天顶角下的控制，满足下平台位姿控制精度，有效调节并联柔索机构内力，改善索力性能，提升抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN111319028B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202010191743.7
申请日：2020-03-18
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人及其运动学多解求解方法，包括：相互独立的多条绳索牵引支链、结构框架和空间动平台；其中，四条绳索牵引支链分布设在结构框架内；空间动平台上分布设置与多条绳索牵引支链数量相同的多组万向牵引装置；多条绳索牵引支链一一对应穿过空间动平台的多组万向牵引装置，将空间动平台牵引连接悬置于结构框架内，空间动平台能经多条绳索牵引支链牵引驱动调整在结构框架内的空间位置。通过设置相互独立的绳索牵引支链，能相互组合准确控制空间动平台发位置，通过将可变结构绳索牵引并联机器人的运动学求解方程区间化处理，利用区间分析方法来求解运动学模型反解，具有准确性高、计算精度高等优点。
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公开(公告)号：CN111400917A
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN202010192426.7
申请日：2020-03-18
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G06F30/20 , B25J9/00 , B25J9/10 , G06F119/14 , G06F111/06
Abstract: 本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学优化求解方法，包括：步骤1，设定机器人的坐标系和参数；步骤2，确定静力学平衡方程；步骤3，确定空间动平台的动滑轮组牵引的约束关系；步骤4，按步骤5、6和7进行离线优化求解；按步骤8、9和10进行在线优化求解；步骤5，建立离线优化求解目标；步骤6，计算系统刚度；步骤7，采用非线性优化求解方法对离线优化求解目标进行优化求解；步骤8，建立在线优化求解目标；步骤9，计算待求解参数的区间范围；步骤10，根据步骤9得出的待求解参数的区间范围，采用非线性优化求解方法对在线优化目标进行在线优化求解。采用系统刚度和绳索拉力作为优化指标，并使用直线移动装置的运动性能作为约束条件，大大提高了运动学优化求解的效率和精度。
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