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公开(公告)号：CN118393901B
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202410850388.8
申请日：2024-06-28
Applicant: 北华大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种用于爬树机器人的气泵控制优化方法，涉及PID控制领域，包括：建立爬树机器人的气泵控制数学模型和爬树机器人的气泵控制系统，控制系统包括气泵控制单元和执行单元，根据气压、树径、爬升速度的关系，对人工原优化算法改进，利用改进的人工原优化算法优化爬树机器人的气泵PID闭环控制算法；利用压力传感器采集爬树机器人力臂与树木之间的实时压力数据P(t)，计算机器人力臂与树木之间的目标压力值Pa与实时压力数据P(t)的误差值e(t)；根据e(t)和PID控制器的参数Kp、Ki、Kd，计算气泵PID控制输出值u(t)，将u(t)转换为气泵的控制信号，提高气泵调整气体输出精度，达到目标气压值。
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公开(公告)号：CN115026805A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202110264958.1
申请日：2021-03-08
Applicant: 北华大学
IPC: B25J9/10
Abstract: 本发明一种双作用气动柔性人工肌肉是机器人用双作用驱动机构，可实现人工肌肉轴向伸长驱动又可以轴向缩短驱动、双向精准定位的气动柔性人工肌肉，主要应用于机器人关节、仿生装置和机械装备执行器上；为解决电机、直线气缸、液压缸等伸缩体积大，柔性驱动能力不足等问题；本发明具有伸长及缩短大小可连续调节，驱动力可控；其特征在于共用下端盖设有内嵌于膨胀型人工肌肉的伸长型人工肌肉及人工肌肉顶部的气动离合转换机构；双作用气动柔性人工肌肉收缩时膨胀型人工肌肉与气动离合转换机构联合动作；伸长时伸长型人工肌肉与气动离合转换机构联合动作。
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公开(公告)号：CN111283672A
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201811499992.1
申请日：2018-12-10
Applicant: 北华大学
IPC: B25J9/14
Abstract: 本发明涉及一种环形截面气动柔性轴向驱动器，是一种可控伸长量的轴向驱动器，主要应用于机器人关节、仿生机械装置和机械装备执行器上；为解决目前气缸、液压缸、直线电机等轴向驱动器体积大，柔性不足等问题；本驱动器具有轴向输出位置可连续调节，输出驱动力可控，具有柔性运动和缓冲功能；结构特征在于上、下端盖之间设有弹性环形气囊和导向轴；弹性环形气囊由外动环、内滑环、内弹性管状元件、外弹性管状元件等构成；当环形截面气动柔性轴向驱动器通入压力流体后，弹性环形气囊径向变形受到外动环、内滑环限制，只产生轴向形变一个自由度，推动上端盖沿导向轴轴线方向移动，输出的位移和驱动力大小取决于通入的压力及环形截面面积。
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公开(公告)号：CN118393901A
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202410850388.8
申请日：2024-06-28
Applicant: 北华大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种用于爬树机器人的气泵控制优化方法，涉及PID控制领域，包括：建立爬树机器人的气泵控制数学模型和爬树机器人的气泵控制系统，控制系统包括气泵控制单元和执行单元，根据气压、树径、爬升速度的关系，对人工原优化算法改进，利用改进的人工原优化算法优化爬树机器人的气泵PID闭环控制算法；利用压力传感器采集爬树机器人力臂与树木之间的实时压力数据P(t)，计算机器人力臂与树木之间的目标压力值Pa与实时压力数据P(t)的误差值e(t)；根据e(t)和PID控制器的参数Kp、Ki、Kd，计算气泵PID控制输出值u(t)，将u(t)转换为气泵的控制信号，提高气泵调整气体输出精度，达到目标气压值。
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公开(公告)号：CN106182053B
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201610690949.8
申请日：2016-08-20
Applicant: 北华大学
Abstract: 一种气压驱动的四指柔性机械手一种四指柔性机械手，包括一个手掌和四根手指，每个手指由一个关节构成，除拇指以外的三指和手掌分布在同一平面内，相邻手指轴线之间的夹角为15°，拇指轴线与手掌平面夹角60°，自由状态拇指‑中指轴线平面与手掌平面夹角90°，四指轴线延伸相交于同一点，手掌近似扇形，圆心角方向一端设置连接法兰，可以连接机械臂，手掌平面上设置拇指安装法兰，弧长方向一端设置三个手指安装法兰，用于安装除拇指外的三个手指，四根手指能够向掌心方向正屈动作，所述拇指关节采用三驱动型单向弯曲关节，正屈动作最大弯曲角度218°，其余三指的结构完全一致，采用双驱动型单向弯曲关节，正屈动作最大弯曲角度277°，通过手指各气动柔性关节本体受控弯曲运动组合，实现类人手抓握捏等基本功能，各手指关节末端设有指尖。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112706187B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN201911029895.0
申请日：2019-10-25
Applicant: 北华大学
Abstract: 本发明常开式气动柔性球形制动器，属于机械制动装置，用于机器人关节或小型制动装置上；该制动器能够解决目前机械式、液压式、电磁式及组合式制动系统体积大、不灵活、制动方向单一等问题；其结构特征在于制动器上设有共球心的左、右半球球座和球形制动器骨架、芯轴、鼓形驱动气囊、浮动制动板等部件；制动器制动力由鼓形驱动气囊充入的压力流体产生；鼓形驱动气囊推动浮动制动板与球座产生作用力，从而达到多方向空间制动目的；制动器制动时制动力大小由充入流体压力决定；制动器不工作时处于非制动状态；通过制动力矩的调整可实现关节力矩预置。
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公开(公告)号：CN114017434A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202110991775.X
申请日：2021-08-27
Applicant: 北华大学
Abstract: 一种连续型螺旋嵌套约束刚度可变可控弹性轴由螺钉、上密封端盖、上堵头、内气囊、下堵头、外气囊、填充物、连续型螺旋约束环、下密封端盖、气管接头组成，内气囊和外气囊之间形成密封环形空腔，空腔内设有填充物，内气囊输入压力流体膨胀变形，推动填充物和外气囊同时挤压连续型螺旋约束环，实现弾性轴刚度调节，通入流体压力越大，弾性轴整体刚度越好，从而通过调节流体的压力实现弾性轴刚度可变可控功能，该发明结构简单，使用方便，变刚度效果明显。
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公开(公告)号：CN112706187A
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN201911029895.0
申请日：2019-10-25
Applicant: 北华大学
Abstract: 本发明常开式气动柔性球形制动器，属于机械制动装置，用于机器人关节或小型制动装置上；该制动器能够解决目前机械式、液压式、电磁式及组合式制动系统体积大、不灵活、制动方向单一等问题；其结构特征在于制动器上设有共球心的左、右半球球座和球形制动器骨架、芯轴、鼓形驱动气囊、浮动制动板等部件；制动器制动力由鼓形驱动气囊充入的压力流体产生；鼓形驱动气囊推动浮动制动板与球座产生作用力，从而达到多方向空间制动目的；制动器制动时制动力大小由充入流体压力决定；制动器不工作时处于非制动状态；通过制动力矩的调整可实现关节力矩预置。
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公开(公告)号：CN103786165A
公开(公告)日：2014-05-14
申请号：CN201410029746.5
申请日：2014-01-22
Applicant: 北华大学
IPC: B25J17/00
Abstract: 本发明公开了一种气动空间弯曲柔性关节，包括约束元件、关节骨架、气囊、上端盖、下端盖、上封头、下封头、流体入口，在上端盖和下端盖之间设有若干个约束元件，所述若干个约束元件同轴串联密排形成柱状结构，在柱状结构内部形成4个轴线平行的管状空腔，4个管状空腔中的一个管状空腔的轴线与柱状结构的轴线重合，称为管状空腔一；除管状空腔一以外的3个管状空腔称为管状空腔二，在管状空腔二中设置气囊，气囊两端分别与上封头、下封头连接，在下封头上设有流体入口。本发明的关节的驱动装置与关节本体复合形成一体结构，相当于三个气动人工肌肉并联，具有3个自由度，可实现仿生关节在空间上任意方向弯曲和伸长等复合动作。
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公开(公告)号：CN114017434B
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202110991775.X
申请日：2021-08-27
Applicant: 北华大学
Abstract: 一种连续型螺旋嵌套约束刚度可变可控弹性轴由螺钉、上密封端盖、上堵头、内气囊、下堵头、外气囊、填充物、连续型螺旋约束环、下密封端盖、气管接头组成，内气囊和外气囊之间形成密封环形空腔，空腔内设有填充物，内气囊输入压力流体膨胀变形，推动填充物和外气囊同时挤压连续型螺旋约束环，实现弹性轴刚度调节，通入流体压力越大，弹性轴整体刚度越好，从而通过调节流体的压力实现弹性轴刚度可变可控功能，该发明结构简单，使用方便，变刚度效果明显。
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