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公开(公告)号：CN110000778B
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN201910224808.0
申请日：2019-03-24
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种仿蛇机器人控制方法，涉及仿蛇机器人的运动规划与控制领域，主要包括以下部分：建立基于速度分解的仿蛇机器人动力学模型，设计指数稳定控制器实现其运动控制；建立仿蛇机器人刚度模型，结合动力学构造刚度与能量方程，采用多目标优化算法对刚度和能量进行优化；最后通过控制关节刚度实现仿蛇机器人形态的稳定，达到外部环境的外力冲击作用下仿蛇机器人的稳定运动，提高仿蛇机器人的环境适应能力。
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公开(公告)号：CN107443415A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710841872.4
申请日：2017-09-18
申请人： 北京化工大学
摘要： 本发明公开了一种蛇形机器人的模块化变刚度关节机构，属于机器人研究与工程领域，当全向轮围绕模块中轴线转动时，蛇形机器人能够实现轮式运动；当关节中的并联直线驱动器伸缩时，全向轮中的各个小被动轮与地面接触产生各向异性摩擦力实现蛇形运动，此外，轮的两侧有偏盖，可以对轮体起到一定的保护作用。同时，磁流变阻尼环节的阻尼力控制是和支链运动控制分开的，可以根据需求，通过控制活塞头的线圈的电流大小来改变磁流套筒内的磁场强度，改变磁流变液的状态，进而达到控制阻尼力，实现变刚度的功能。该环节既不影响蛇形机器人实现各种运动步态，又能提高蛇形机器人的关节自锁和自我保护能力，使得蛇形机器人环境适应能力大幅度提升。
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公开(公告)号：CN110000778A
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201910224808.0
申请日：2019-03-24
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种仿蛇机器人控制方法，涉及仿蛇机器人的运动规划与控制领域，主要包括以下部分：建立基于速度分解的仿蛇机器人动力学模型，设计指数稳定控制器实现其运动控制；建立仿蛇机器人刚度模型，结合动力学构造刚度与能量方程，采用多目标优化算法对刚度和能量进行优化；最后通过控制关节刚度实现仿蛇机器人形态的稳定，达到外部环境的外力冲击作用下仿蛇机器人的稳定运动，提高仿蛇机器人的环境适应能力。
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公开(公告)号：CN109483523A
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201811596807.0
申请日：2018-12-26
申请人： 北京化工大学
摘要： 本发明公开了一种基于正交关节的柔性驱动的蛇形机器人机构，属于机器人结构设计研究与工程应用领域；轮盘式磁流变液结构驱动两组正交连接的锥形齿轮，完成蛇形机器人的关节偏转控制进而实现俯仰、偏转运动。磁流变液轮盘式结构部分电流由经控制器单独控制，在关节执行器控制基础上，改变流经线圈的电流大小改变轮盘内磁感应强弱，控制磁流变液粘度即阻尼力实现柔性调节。在蛇形机器人各种运动状态可控前提下，大大提高了蛇形机器人关节模块在复杂环境下的保护和控制能力，为蛇形机器人复杂环境的实际高效应用提供了可能。
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公开(公告)号：CN109719721B
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN201811596803.2
申请日：2018-12-26
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种仿蛇搜救机器人适应性步态自主涌现方法，针对仿蛇搜救机器人的特殊机械结构及其所处复杂动态非结构环境，使用深度强化学习理论设计相应的步态自主学习方法。此方法应用于仿蛇搜救机器人，可以通过不断从环境中获取信息生成最优控制策略，实现在复杂非结构的救援现场中仿蛇搜救机器人的适应性步态自主涌现。该方法使用分布式并行近似策略优化，将多个仿蛇搜救机器人间策略经验相互共享，实现对未知救援环境的快速适应性学习。本发明解决传统强化学习方法不能适应复杂非结构环境以及算法收敛速度慢、稳定性差等问题，更切合实际，能够使仿蛇搜救机器人在搜救任务中自主生成适应性最优步态。
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公开(公告)号：CN109910001A
公开(公告)日：2019-06-21
申请号：CN201811596989.1
申请日：2018-12-26
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种仿蛇机器人混合三维步态控制方法，仿蛇机器人混合三维步态是由平面波动、直线蠕动、侧向蜿蜒等基本运动交叉混合而生成的三维运动，其主要机理是在仿蛇机器人机体的不同部位采用不同的运动步态。不同仿蛇机器人运动由于运动机理不同而具备不同的运动特点和地形适应能力，而新型混合能够有效融合各类步态的运动特点和优势，同时弥补各单一步态的劣势，使仿蛇机器人能够同时具备多种运动步态的优势。新型混合三维步态能够扩展仿蛇机器人的运动步态种类，大大提升仿蛇机器人的运动能力，有效提高仿蛇机器人在不同环境中的灵活性与适应性。
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公开(公告)号：CN109719721A
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201811596803.2
申请日：2018-12-26
申请人： 北京化工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种仿蛇搜救机器人适应性步态自主涌现方法，针对仿蛇搜救机器人的特殊机械结构及其所处复杂动态非结构环境，使用深度强化学习理论设计相应的步态自主学习方法。此方法应用于仿蛇搜救机器人，可以通过不断从环境中获取信息生成最优控制策略，实现在复杂非结构的救援现场中仿蛇搜救机器人的适应性步态自主涌现。该方法使用分布式并行近似策略优化，将多个仿蛇搜救机器人间策略经验相互共享，实现对未知救援环境的快速适应性学习。本发明解决传统强化学习方法不能适应复杂非结构环境以及算法收敛速度慢、稳定性差等问题，更切合实际，能够使仿蛇搜救机器人在搜救任务中自主生成适应性最优步态。
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公开(公告)号：CN107953325A
公开(公告)日：2018-04-24
申请号：CN201810023713.8
申请日：2018-01-10
申请人： 北京化工大学
摘要： 本发明公开了一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，属于机器人研究与工程领域，当行星齿轮组带动连接关节的锥形齿轮转动时，蛇形机器人能够实现偏转运动；当相邻关节正交安装时，蛇形机器人能够同时实现偏航和俯仰运动。同时，磁流变液阻尼力的控制是和电机运动控制分开的，可以根据需求，通过控制行星齿轮箱外侧的线圈的电流大小来改变齿轮箱内的磁场强度，以改变磁流变液的状态，进而达到控制阻尼力，实现变刚度的功能。变刚度的功能既不影响蛇形机器人实现各种运动姿态，又能提高蛇形机器人关节的保护和控制能力，使得蛇形机器人环境适应能力和可控性大幅度提升。
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