北方工业大学李鑫获国家专利权
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龙图腾网获悉北方工业大学申请的专利一种鲍登线和绑缚织物传动的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:CN116117782B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04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:202211615425.4,技术领域涉及:B25J9/10;该发明授权一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法是由李鑫;王东豪;马冠军设计研发完成,并于2022-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法,包括以下步骤:处理器采用混合拉力补偿模型,得到混合拉力补偿值;对预期拉力值和混合拉力补偿值进行求和计算,得到最终的拉力输入值;以最终的拉力输入值为系统实际输入,采用模糊自抗扰控制器,得到对驱动电机的输入拉力控制信号,从而对驱动电机进行控制,驱动电机通过钢丝绳作用于人体腿部,使得腿部受到的实际拉力为预期拉力值。本发明提供的一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法具有以下优点:本发明提供的一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法,可有效提高鲍登线和绑缚织物在传动过程中的控制精度。
本发明授权一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法在权利要求书中公布了:1.一种鲍登线和绑缚织物传动的控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,构建柔性下肢助力外骨骼;所述柔性下肢助力外骨骼包括处理器、驱动电机、鲍登线、绑缚织物和感知获取单元; 所述鲍登线包括钢丝绳以及套于所述钢丝绳外面的套管;所述钢丝绳的一端与所述驱动电机的输出端连接;所述钢丝绳的另一端与所述绑缚织物相连;所述绑缚织物固定在人体腿部; 步骤2,在人穿戴所述柔性下肢助力外骨骼进行行走时,所述感知获取单元实时感知获得人体腿部动作信息,并将所述人体腿部动作信息发送给所述处理器; 步骤3,所述处理器分析所述人体腿部动作信息,获得当前所处的步态周期,从而生成预期拉力值F0; 步骤4,所述处理器采用混合拉力补偿模型,得到混合拉力补偿值F3; 步骤4.1,对鲍登线传动进行微元分析,建立鲍登线的静态摩擦模型,根据所述鲍登线的静态摩擦模型,得到当前时刻的鲍登线的摩擦补偿值F1; 步骤4.1具体为: 所述鲍登线的静态摩擦模型,描述鲍登线输入端与输出端的拉力传动关系,具体的,当鲍登线静止时,Fout=Fint-;其中,Fout为当前时刻鲍登线输出端的拉力;Fint-为前一时刻的鲍登线输入端的拉力; 当鲍登线往复移动时,其中,为钢丝绳在套管内部的相对滑动速度,规定与输入拉力方向一致时为正方向,反之为负;μ是钢丝绳与套管之间的摩擦系数,κl,t是该处的曲率,Foutt-为前一时刻的输出拉力;Fin为当前时刻鲍登线输入端的拉力;l是鲍登线微元段的长度;t是当前时间;L是鲍登线的总长度; 步骤4.2,对绑缚织物采用有限元的方法进行拉伸力学性能数值模拟分析,建立绑缚织物的拉力补偿模型;根据所述绑缚织物的拉力补偿模型,得到当前时刻的绑缚织物的拉力补偿值F2; 步骤4.3,对鲍登线的摩擦补偿值F1和绑缚织物的拉力补偿值F2进行求和运算,得到混合拉力补偿值F3; 步骤5,对预期拉力值F0和混合拉力补偿值F3进行求和计算,得到最终的拉力输入值F4; 以最终的拉力输入值F4为系统实际输入,采用模糊自抗扰控制器,得到对驱动电机的输入拉力控制信号,从而对驱动电机进行控制,驱动电机通过钢丝绳作用于人体腿部,并使腿部受到的实际拉力等于预期拉力值F0。
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