之江实验室熊佳铭获国家专利权
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龙图腾网获悉之江实验室申请的专利含闭环约束结构的仿人机器人全身正/逆动力学建模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:CN116551679B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18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:202310477507.5,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权含闭环约束结构的仿人机器人全身正/逆动力学建模方法是由熊佳铭;朱世强;谢安桓;梁定坤;王鑫设计研发完成,并于2023-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本含闭环约束结构的仿人机器人全身正/逆动力学建模方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种含闭环约束结构的仿人机器人全身正逆动力学建模方法,该方法建立了机器人的世界坐标系、浮动基和各关节的局部坐标系,考虑机器人膝关节和踝关节通过四连杆机构进行传动,建立闭环约束的解析表达式,明确了独立广义速度;该方法进一步基于六维空间向量描述,采用递推形式的铰接体算法对机器人进行动力学建模,通过将空间惯量、陀螺力、科氏空间加速度等物理量等效处理,把闭环约束涉及到的部件组合为一个聚合节点,建立了约束嵌入形式的正逆动力学模型。与通常对串联机构动力学建模的方法不同,本发明可用于对含有膝关节和踝关节四连杆传动机构的仿人机器人进行正逆动力学求解,为仿人机器人的全身力控提供关键基础。
本发明授权含闭环约束结构的仿人机器人全身正/逆动力学建模方法在权利要求书中公布了:1.一种含闭环约束结构的仿人机器人全身正逆动力学建模方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:建立机器人的世界坐标系、浮动基和各关节的局部坐标系,机器人膝关节和踝关节通过四连杆机构进行传动,机器人的拓扑结构为一闭环结构,建立几何约束方程和相应的一阶微分约束方程的解析表达式,明确独立广义速度; 步骤二:将机器人的拓扑结构等效为一个开环的树结构:等效处理空间惯量、空间加速度、陀螺力向量、刚体变换矩阵、铰映射矩阵和科氏空间加速度,把闭环约束涉及到的足、万向节、踝外电机、踝内电机、小腿、膝关节连杆和膝关节电机组合为一个聚合节点,同时将膝关节和踝关节四连杆传动机构切断; 步骤三:基于递推形式的铰接体算法,根据已知的各关节驱动力矩,求浮动基和各关节的加速度,得到约束嵌入形式的正动力学模型; 步骤四:基于递推形式的广义铰接体算法,根据已知的各关节加速度,求浮动基加速度和各关节驱动力矩,得到约束嵌入形式的逆动力学模型。
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