国网湖北省电力有限公司超高压公司;湖北省超能电力有限责任公司胡洪炜获国家专利权
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龙图腾网获悉国网湖北省电力有限公司超高压公司;湖北省超能电力有限责任公司申请的专利用于铁塔攀爬的下肢外骨骼助力装置的控制方法和系统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:CN120395780B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24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:202510625470.5,技术领域涉及:B25J9/00;该发明授权用于铁塔攀爬的下肢外骨骼助力装置的控制方法和系统是由胡洪炜;李明;陈颢元;尹洪;夏立伟;刘超超;刘伟;周炜;夏雄;刘登远;谭旺龙;袁野;王夔;郭朝;伊烁闻设计研发完成,并于2025-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本用于铁塔攀爬的下肢外骨骼助力装置的控制方法和系统在说明书摘要公布了:一种用于铁塔攀爬的下肢外骨骼助力装置的控制方法和系统,所述方法包括:肌电信号处理与肌肉激活度指标计算;双通道LSTM神经网络实现运动意图在线预测;铁塔横担结构边缘识别与安全攀爬路径生成;非对称阻抗函数设计与关节刚度阻尼参数优化;代谢消耗评估模型与最小能耗助力曲线求解;三级控制周期设置与硬件加速实现实时计算。基于上述方法,使外骨骼助力装置各模块协同运作;通过传感器精准采集数据,动力与执行模块依指令灵活调节,控制与运算模块确保高效运行,能源模块提供稳定电力,从而显著提升铁塔攀爬作业的安全性与效率,减轻作业人员负担。
本发明授权用于铁塔攀爬的下肢外骨骼助力装置的控制方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种用于铁塔攀爬的下肢外骨骼助力装置的控制方法,其特征在于,包括: 通过表面肌电传感器和足底压力传感器实时采集用户的肌电信号和足底压力分布数据; 对肌电信号进行分解,计算得到肌肉激活度指标;构建双通道LSTM神经网络,通过所述双通道LSTM神经网络实现用户运动意图的在线预测; 采集铁塔点云数据,基于所述铁塔点云数据,识别铁塔横担结构边缘,通过三次样条插值生成安全攀爬路径,并计算用户足端可达工作空间与障碍物的最小距离阈值,建立梯度敏感度模型辅助运动安全决策; 设计非对称阻抗函数,在所述梯度敏感度模型上层采用模型预测控制算法生成期望关节轨迹,在所述梯度敏感度模型下层通过改进粒子群算法实时优化关节刚度阻尼参数,并引入非线性扰动观测器补偿磁流变执行器的迟滞效应;所述非对称阻抗函数表达式为+,、为非对称刚度和阻尼系数,、根据不同运动方向和攀爬阶段调整,所述模型预测控制算法基于外骨骼动力学模型和当前状态预测系统响应,求解优化问题生成期望关节轨迹;所述改进粒子群算法将关节刚度阻尼参数作为粒子位置迭代寻优,同时引入非线性扰动观测器补偿磁流变执行器迟滞效应; 建立代谢消耗评估模型,采用滚动时域优化算法求解最小能耗助力曲线,设置安全阈值约束限制关节功率超调;所述代谢消耗评估模型表达式为,为用户运动速度、为加速度、为外骨骼助力、A为肌肉激活度指标,为能量消耗;采用滚动时域优化算法,以当前时刻为起点预测未来系统状态,求解代谢消耗最小的外骨骼助力曲线,同时设置安全阈值约束关节功率; 设置三级控制周期,包括第一级的执行器电流环控制、第二级的阻抗参数调整和第三级的路径规划更新,并通过FPGA和GPU硬件加速模块实现实时计算。
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