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江苏科技大学钟伟获国家专利权

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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利一种打磨机器人遥操作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:CN118438312B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17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:202410636820.3,技术领域涉及:B24B27/00;该发明授权一种打磨机器人遥操作方法是由钟伟;岳浩然;钱建华;都明明设计研发完成,并于2024-05-22向国家知识产权局提交的专利申请。

一种打磨机器人遥操作方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种打磨机器人遥操作方法,在进行位置引导时,确定待打磨物体表面的打磨目标点在虚拟空间中的位置,计算机械臂末端点与打磨目标点之间的距离,若距离大于距离阀值,采用圆柱形通道进行距离优先的虚拟力引导,否则采用漏斗形通道进行精度优先的虚拟力引导;在进行姿态引导时,确定打磨目标点处的法线,然后对法线姿态的欧拉角进行由虚拟空间坐标系到机器人坐标系的转换,将法线姿态减去机械臂当前姿态,计算出两者之间姿态的差值;根据差值生成靠近目标姿态的虚拟力引导。本发明能够实现更加精确的辅助遥操作过程,显著改善作业精度与效率。

本发明授权一种打磨机器人遥操作方法在权利要求书中公布了:1.一种打磨机器人遥操作方法,其特征在于,所述打磨机器人为末端带有六维力传感器的机械臂,通过力反馈主手控制并实现力反馈;所述遥操作方法包括: 1建立包括打磨机器人、待打磨物体和周边环境的虚拟空间,虚拟空间通过VR眼镜实现视觉反馈;对六维力传感器进行重力补偿,对力反馈主手与机械臂进行坐标转换与工作空间匹配,实现力反馈主手对机械臂的移动操作; 2确定待打磨物体表面的打磨目标点在虚拟空间中的位置; 3计算机械臂末端点与打磨目标点之间的距离,若距离大于距离阀值,则执行步骤4,否则执行步骤5; 4构建圆柱形通道生成距离优先的虚拟力引导,当机械臂末端点的位置在圆柱形引导通道内,不进行力反馈;当机械臂末端点超出圆柱形引导通道,生成虚拟力引导,方向为圆柱形引导通道距离机械臂末端点最近的点;然后返回步骤3; 5构建漏斗形通道生成精度优先的虚拟力引导,若机械臂末端点在漏斗型通道内,根据机械臂末端点位置生成向中轴线与打磨目标点的虚拟力引导,所述中轴线为机械臂末端点与打磨目标点之间的连线;然后返回步骤3; 6循环执行步骤3至5,直至到达打磨目标点位置; 7确定打磨目标点处的法线; 8对法线姿态的欧拉角进行坐标系转换,先将虚拟空间坐标系转换为过渡坐标系,再将过渡坐标系转换为机器人坐标系;采用四元数运算以避免欧拉角的万向锁问题,先计算将虚拟空间坐标系的欧拉角转换为过渡坐标系所需的四元数,再计算过渡坐标系旋转为机器人坐标系的四元数,将两个四元数相乘,得到虚拟空间中欧拉角转换为机器人坐标系欧拉角所需的旋转变换; 9虚拟力反馈引导姿态,获取机械臂当前姿态,将法线姿态减去机械臂姿态,计算出两者之间姿态的差值;根据差值生成靠近目标姿态的虚拟力引导; 步骤4中,圆柱形引导通道在虚拟空间中根据机械臂末端点坐标为起点、打磨目标点坐标作为终点生成; 圆柱形引导通道的虚拟力Fd计算公式为: Fd=kdδXd δXd=Xd-DXd 其中,Fd为引导力矢量,kd为力反馈的反馈系数;δXd为矢量,方向为机械臂末端点指向圆柱型引导通道轴线,大小为机械臂末端点到圆柱形引导通道轴线的距离;rd为圆柱形引导通道的半径;Xd表示机械臂末端点在虚拟空间中的坐标,DXd表示引导路径上距离机械臂末端点最近的点;a为大于0的值; 步骤5中,漏斗形引导通道以机械臂末端点与打磨目标点之间的连线作为中轴线、距离作为高生成,其中打磨目标点作为顶点,机械臂末端点作为底面; 漏斗形引导通道的虚拟力Ff计算公式为: Ff=Fsin+Fcos=ksinδsinXf+kcosδcosXf Fsin为机械臂末端在漏斗范围内力反馈正弦分量的力,Fcos为机械臂末端在漏斗范围内力反馈余弦分量的力,ksin为机械臂末端在漏斗范围内力反馈正弦分量的反馈系数,kcos为机械臂末端在漏斗范围内力反馈余弦分量的反馈系数;δsinXf为机械臂末端点指向漏斗轴线的矢量;δcosXf机械臂末端点平行于漏斗轴线的矢量;Xf为机械臂末端点位置; 步骤7包括:在虚拟空间中选择待打磨物体模型上距离打磨目标点处最近的顶点作为基础顶点a,获取与该基础顶点a构成三角形的其他两个点b、c;将b、c点的坐标分别减去基础顶点a的坐标,获得两个矢量Side1和Side2;将两个矢量进行叉积,获取垂直于两个矢量的第三矢量η,该第三矢量η的方向即为打磨目标点处的法线方向; 步骤8包括:计算将虚拟空间坐标系的欧拉角转换为过渡坐标系所需的四元数qmid: qmid=qz*qy*qx 其中,eulerx,eulery,eulerz为虚拟空间坐标系中的欧拉角; 计算过渡坐标系旋转为机器人坐标系的四元数qsec: 从虚拟空间坐标系到机器人坐标系需要进行的旋转变换为:qend=qmid*qsec。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人江苏科技大学,其通讯地址为:212000 江苏省镇江市梦溪路2号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。

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