一种多关节重载液压机器人系统及高精度运动控制方法

    公开(公告)号:CN111546350B

    公开(公告)日:2021-09-10

    申请号:CN202010365326.X

    申请日:2020-04-30

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: B25J9/20 B25J9/14

    摘要: 本发明公开了一种多关节重载液压机器人系统及高精度运动控制方法,该系统由动力系统、传感检测和数据采集系统、计算机控制系统和机械臂本体系统组成,该方法建立液压机器人动力学模型,考虑系统不确定性和建模误差进行系统补偿,在不同负载质量条件下不改变控制参数也能精确跟踪控制;非线性自适应鲁棒控制方法将机械和液压耦合的系统分层,引入自适应更新率,克服系统不确定性和外界干扰的影响,使关节角度跟踪误差渐进趋于零,提高系统的暂态、稳态性能以及抗干扰性能力;控制器参数物理含义明确,参数数目少,控制器参数的整定较为简单且有理论依据;利用李雅普诺夫稳定性函数保证系统的稳定性和收敛性,从而保证所有信号的全局鲁棒稳定性。

    一种多关节重载液压机器人系统及高精度运动控制方法

    公开(公告)号:CN111546350A

    公开(公告)日:2020-08-18

    申请号:CN202010365326.X

    申请日:2020-04-30

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: B25J9/20 B25J9/14

    摘要: 本发明公开了一种多关节重载液压机器人系统及高精度运动控制方法,该系统由动力系统、传感检测和数据采集系统、计算机控制系统和机械臂本体系统组成,该方法建立液压机器人动力学模型,考虑系统不确定性和建模误差进行系统补偿,在不同负载质量条件下不改变控制参数也能精确跟踪控制;非线性自适应鲁棒控制方法将机械和液压耦合的系统分层,引入自适应更新率,克服系统不确定性和外界干扰的影响,使关节角度跟踪误差渐进趋于零,提高系统的暂态、稳态性能以及抗干扰性能力;控制器参数物理含义明确,参数数目少,控制器参数的整定较为简单且有理论依据;利用李雅普诺夫稳定性函数保证系统的稳定性和收敛性,从而保证所有信号的全局鲁棒稳定性。

    一种剪切式可控阻尼与直线电机集成的复合驱动系统

    公开(公告)号:CN106602792A

    公开(公告)日:2017-04-26

    申请号:CN201611139362.4

    申请日:2016-12-12

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: H02K7/10 H02K11/33 H02K11/22

    CPC分类号: H02K7/10

    摘要: 本发明涉及一种剪切式可控阻尼与直线电机集成的复合驱动系统。通过直线电机和驱动阻尼器的调节使柔性臂负载运动满足要求并补偿大幅振动,再通过柔性臂各处的应变片和加速度计提供应变‑应力观测,并与支撑阻尼器调节相结合实现局部抑制柔性臂负载的末端振动,以达到更加精确的末端移动位置和抑制微振动的目的,实现高速与变负载工况下的超精密控制,且具有强抗干扰性。本复合驱动系统可以模拟验证太空空间柔性臂、带太阳能电池板卫星或工业现场柔性机械臂的运动控制和振动抑制情况,其提供了验证驱动阻尼器和支撑阻尼器抑制柔性臂振动控制算法和效果测试的精密试验原型装置,在机器人、精密制造与航空航天等领域高端装备中具有很好的应用前景。

    一种能量回馈型磁流变-气浮复合执行器

    公开(公告)号:CN104763703B

    公开(公告)日:2017-01-04

    申请号:CN201510067431.4

    申请日:2015-02-09

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: F15B15/20 F15B21/08

    摘要: 本发明涉及流体传动与运动控制技术,特别涉及一种具有独立可调刚度和可控阻尼且结构紧凑的能量回馈型磁流变-气浮复合执行器。有:磁流变阻尼器,发生磁流变效应形成可控阻尼;能量回馈组件,运动时产生电能回馈到装置的驱动电源中;滑动导轨组件,使磁流变阻尼器和能量回馈组件之间可以产生相对滑动;无摩擦气缸,发生气浮效应;中间连接组件,将各部分耦合为整体。本发明通过气浮效应、空气/直线轴承实现执行器的无摩擦和可调刚度,提高执行器的输出力和响应能力;通过磁流变效应实现快速响应和可调阻尼,提高定位运动的稳定性和抗干扰性;通过能量回馈降低能耗,提高系统的节能效率。本发明能应用于结构紧凑且需高速高精度快响应要求的场合。

    一种性能导向的磁流变阻尼单元的优化设计方法

    公开(公告)号:CN105160053A

    公开(公告)日:2015-12-16

    申请号:CN201510392628.5

    申请日:2015-07-02

    申请人: 浙江大学

    发明人: 朱笑丛 司晨 曹剑

    IPC分类号: G06F17/50

    摘要: 本发明涉及一种性能导向的磁流变阻尼单元的优化设计方法,包括以下步骤:获取用户对性能的需求以及所需要的数据,确定外部设计参数和待优化内部设计参数,进行无量纲处理并确定具体值或范围,建立阻尼单元的磁场强度等计算模型,建立阻尼单元的性能模型,对特定的阻尼单元长径比建立并运行优化函数,得到相应的优化参数和优化后的性能,最后在给定的长径比范围内,绘制出相应的优化参数和优化性能敏感度曲线,根据应用环境等在性能敏感度曲线上灵活确定外部设计参数;该方法可应用于线圈外(内)置式环形阻尼间隙中,对磁流变阻尼单元的性能分析提供了精确、可靠、清晰的无量纲化的参数影响曲线,实现对磁流变阻尼单元的优化设计。

    气动肌肉运动模拟控制平台装置及位姿控制方法

    公开(公告)号:CN100464355C

    公开(公告)日:2009-02-25

    申请号:CN200610053005.6

    申请日:2006-08-18

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G09B9/00 A63G31/00

    摘要: 本发明公开了一种气动肌肉运动模拟控制平台装置及位姿控制方法。运动平台通过三根结构完全相同的气动肌肉与一个中心支柱和固定平台连接,三根气动肌肉与运动平台和固定平台均用铰链连接,且铰接点沿圆周方向均匀分布。中心支柱与固定平台刚性连接,与运动平台通过中心圆球铰连接,且铰接点位于运动平台中心,使运动平台具有二个转动自由度。该运动模拟控制平台的控制系统主要由输入转换模块、控制器和输出驱动放大模块组成。通过实时采集气动肌肉的伸缩长度和压力,根据运动模拟的控制要求和控制算法,由控制器发出指令给气动执行阀组件,调节相应气动肌肉的压力,最终达到平台的预期位姿,从而实现各种运动模拟要求。

    基于互相关计算的高速高精度闭环频率测量方法及系统

    公开(公告)号:CN117347711A

    公开(公告)日:2024-01-05

    申请号:CN202311076047.1

    申请日:2023-08-23

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G01R23/02 G06F17/15

    摘要: 本发明公开了一种基于互相关计算的高速高精度闭环频率测量方法及系统。该方法包括待测信号输入、混频、滤波、A/D采样、幅度相位转换、相位频率转换、互相关测频等过程,并根据互相关测量的差频值调整参考信号频率直至满足精度要求,完成测量。该系统包括形成闭环反馈系统的DDS、用于将待测信号与参考信号进行混频并得到差频信号的混频模块以及用于基于差频信号进行互相关测量和计算的测频计算模块;测频计算模块得到的互相关测量结果反馈给DDS,DDS据此对生成的参考信号频率进行调整并再次用于混频模块和测频计算模块,如此循环,使参考信号不断趋近待测信号,直至满足精度要求,完成测量。

    一种基于多气动肌肉的仿落猫机器人

    公开(公告)号:CN115709474A

    公开(公告)日:2023-02-24

    申请号:CN202211484985.0

    申请日:2022-11-24

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: B25J11/00 B25J9/10 B25J9/14

    摘要: 本发明公开了一种基于多气动肌肉的仿落猫机器人。机器人腰部的两端通过对应的柔性脊柱与头部和尾部相连,电路控制系统安装在腰部,头部和尾部中均安装有对应的压力控制组件,每个压力控制组件与对应的柔性脊柱相连,电路控制系统均与头部和尾部中的压力控制组件相连,头部和尾部远离腰部的一端面均安装有对应的腿部。柔性脊柱的伸缩用于控制前半体、后半体相对腰部的弯曲与旋转。腿部承担着仿落猫机器人在完成翻正动作后支撑机器人的作用,可以实现自由摆动。本发明可以在仿落猫机器人落地时为其躯体提供缓冲,实现了更加灵活平稳的翻转运动过程;能够充分发挥气动肌肉及其并联关节的优点,具有结构紧凑、成本低、运动平滑等诸多优点。

    性能导向的复合阻尼间隙磁流变阻尼单元的优化设计方法

    公开(公告)号:CN105045986A

    公开(公告)日:2015-11-11

    申请号:CN201510396796.1

    申请日:2015-07-02

    申请人: 浙江大学

    发明人: 朱笑丛 司晨 曹剑

    IPC分类号: G06F17/50

    摘要: 本发明涉及一种性能导向的复合阻尼间隙磁流变阻尼单元的优化设计方法,包括以下步骤:获取用户对性能的需求以及所需要的数据,确定外部设计参数和待优化内部设计参数,进行无量纲处理并确定具体值或范围,建立阻尼单元的磁场强度等计算模型,建立阻尼单元的性能模型,对特定的阻尼单元长径比建立并运行优化函数,得到相应的优化参数和优化后的性能,最后在给定的长径比范围内,重复上一步骤,绘制出相应的优化参数和优化性能敏感度曲线,根据应用环境等在性能敏感度曲线上灵活确定外部设计参数;该方法对磁流变阻尼单元的性能分析提供了精确、可靠、清晰的无量纲化的参数影响曲线,可实现对磁流变阻尼单元的优化设计。

    一种通用型复合间隙磁流变阻尼单元及磁流变阀

    公开(公告)号:CN104847830A

    公开(公告)日:2015-08-19

    申请号:CN201510140333.9

    申请日:2015-03-27

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: F16F9/53 F16K13/10 F16K31/06

    摘要: 本发明涉及一种通用型复合间隙磁流变阻尼单元。磁流变阻尼单元包括绕线套筒、阀芯、线圈、连接销等。本磁流变阻尼单元中,导磁圆环的设计增加了磁场与圆盘形液流通道的重合度,减少了被动阻尼,提高了系统响应速度。通过无量纲分析优化方法得到磁流变阻尼单元的优化结构尺寸,提高了阻尼单元进出口压降调节范围。同时采用高导磁材料和非导磁材料的配置,减少漏磁,提高了磁场利用率。该阻尼单元可应用于磁流变阀及磁流变阻尼减震器等领域中,应用范围广,结构紧凑,性能优良,实用性高。