中国科学院沈阳自动化研究所赵忆文获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所申请的专利一种欠驱动灵巧手指的运动学解算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:CN117656105B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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:202211022573.5,技术领域涉及:B25J15/00;该发明授权一种欠驱动灵巧手指的运动学解算方法是由赵忆文;刘前前;罗阳;姜运祥;赵新刚;张元林;李英立设计研发完成,并于2022-08-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种欠驱动灵巧手指的运动学解算方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种欠驱动灵巧手指的运动学解算方法,包括:步骤一、旋转关节两圆心连线设为虚拟连杆并描述各关节状态,且;步骤二、建立改进型D‑H参数表,获得包括θROLL、θMCP、θPIP变量的手指指尖位姿矩阵;步骤三、获得掌指关节角θMCP与驱动绳收缩量lMCP关系以及对应电机控制位置长度PMCP;步骤四、获得侧摆关节角θROLL与驱动绳收缩量lROLL关系以及对应电机控制位置长度PROLL;步骤五、根据PMCP和PROLL获得直线电机实际控制位置长度Pleft和Pright;步骤六、获得近端指间关节角θPIP与驱动绳收缩量的lPIP关系及对应电机控制的位置长度PPIP;步骤七、根据PPIP获得中间直线电机实际控制位置长度Pcenter;步骤八、控制手指运动。本发明利用虚拟连杆对手指进行运动学建模,解决关节滚动问题的同时实现了对手指实时且可视化的控制效果。
本发明授权一种欠驱动灵巧手指的运动学解算方法在权利要求书中公布了:1.一种欠驱动灵巧手指的运动学解算方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、利用旋转关节分别描述侧摆关节、掌指关节MCP、近端指间关节PIP、远端指间关节DIP运动状态,且任意一对旋转关节两圆心连线设为虚拟连杆; 步骤二、根据手指参数建立改进型D-H参数表,参数包括连杆长度ai-1、连杆扭角αi-1、连杆偏距di和关节角θi,其中关节角θ1~θ8与侧摆关节角θROLL、掌指关节角θMCP、近端指间关节角θPIP和远端指间关节角θDIP对应关系为: θ1+θ2=θROLL θ3+θ4=θMCP θ5+θ6=θPIP θ7+θ8=θDIP2; 通过变换矩阵获得手指指尖的位姿且所述指尖位姿矩阵为θROLL、θMCP、θPIP三个变量的函数; 步骤三、获得掌指关节角θMCP与对应驱动绳收缩量lMCP关系,进而获得对应电机控制的位置长度PMCP; 步骤四、获得侧摆关节角θROLL与对应驱动绳收缩量的lROLL关系,进而获得对应电机控制的位置长度PROLL; 步骤五、关节角θROLL和关节角θMCP通过左、右驱动绳驱动,根据PMCP和PROLL获得左右两个直线电机的实际控制位置长度Pleft和Pright: Pleft=Pleft0-PMCP-PROLL Pright=Pright0-PMCP+PROLL11; 步骤六、获得近端指间关节角θPIP与对应驱动绳收缩量的lPIP关系,进而获得对应电机控制的位置长度PPIP; 步骤七、关节角θPIP通过中驱动绳驱动,根据PPIP获得中间直线电机驱动的实际控制位置长度Pcenter: Pcenter=Pcenter0-PPIP14; 步骤八、确定手指期望关节角θMCP、θROLL、θPIP并输入系统,系统根据步骤一至步骤七解算获得指尖目标位姿矩阵以及各个直线电机的控制位置Pleft、Pright、Pcenter用于控制手指运动。
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