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公开(公告)号：CN114367967B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202011093628.2
申请日：2020-10-14
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种气动肌肉与超弹性杆结合的连续体蛇形臂，它包括若干节可拆卸连接为一体的变刚度驱动器；变刚度驱动器包括软体端板、软体气动单元、超弹性杆机构和限位三角端板、连接套筒；超弹性杆机构包括三个超弹性控制杆和一根中间主杆，四根超弹性杆从驱动器的一端穿过软体气动单元延伸至对应的驱动器；软体气动单元与两个软体端板用热胶粘接在一起；限位三角端板安装在软体气动单元的两端，利用软体端盖密封；连接套筒通过软体端盖的缝隙卡扣将两个驱动器连接；相邻两个驱动器可以通过套筒进行拆卸。通过软体气动单元与超弹性杆形成方向相反力作用，实现蛇形臂的刚度变化控制。
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公开(公告)号：CN114368254B
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202011093581.X
申请日：2020-10-14
Applicant: 中南大学
IPC: B60F5/02 , B62D57/032
Abstract: 本发明公开了一种可以实现跳跃和飞行运动的多栖机器人，它包括跳跃运动单元、可转向飞行单元、机体、驱动和控制系统四部分组成。其中，跳跃单元由两条反曲的三关节机械腿构成。可转向飞行单元主体由四个旋翼组成，其中一侧两个旋翼的安装支架固定，直接与机体进行连接；另一侧旋翼安装支架可以活动，改变旋翼提供动力的方向。旋翼安装架活动范围不超过90度，同样安装限位装置进行限位。通过跳跃运动和四旋翼飞行运动的结合，该多栖机器人能够自主实现从陆地状态到空中飞行状态的多栖运动状态的转换。
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公开(公告)号：CN108214558B
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN201810050096.0
申请日：2018-01-18
Applicant: 中南大学
Abstract: 一种用于欠驱动机械手被抓物体刚度估计方法。机械手指机构需要安装两组传感器，分别是在手指末端表面的力传感器和电机末端的编码器。该方法根据欠驱动机械手机构在自由空间和接触空间里运动学模型和力学模型的差异，通过读取抓握接触力信号与电机编码器信息，计算出被抓物体与机械手指的等效刚度，然后解耦计算出被抓物体的刚度。本发明主要应用于欠驱动机械手，抓握不同的物体时能更准确的识别出物体的刚度。
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公开(公告)号：CN112444198A
公开(公告)日：2021-03-05
申请号：CN201910801614.2
申请日：2019-08-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种铁轨几何尺寸自动检测与报警系统一体化设备，它由检测装置、运动控制系统和人机操作界面软件组成。检测设备主体机械结构采用双驱动小车+双直线滑轨+滚筒传送带组成。该设备采用交叉耦合控制+滑模控制思路，有效的提高了双驱动小车的轨迹跟踪精度、抗干扰能力以及保证了两边驱动的同步性，极大降低了测量误差。人机操作界面由控制柜以及柜上人性化的UI界面控制。该设备利用非接触式激光扫描系统对轨道进行激光扫描，得到轨道的点云数据，然后利用点云数据进行逆向三维模型的全状态CAD重构，并与标准模型进行对比，对超过尺寸公差的部分发出警告，并生成检测报告。
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公开(公告)号：CN106483964B
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201510546073.5
申请日：2015-08-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开一种基于接触力观测器的机器人柔顺控制方法，属于机器人控制领域，不采用力传感器测量机器人与环境的接触力，而是根据运动状态采用模型估计力的大小，采用基于位置的阻抗控制器实现机器人的柔顺控制。通过编码器获得关节角速度信息后，通过状态观测器估计角度、角速度和角加速度信息。然后根据电机电流信息和关节状态信息通过扰动观测器计算关节有效驱动力矩。同时根据关节运动状态可以通过动力学模型计算出驱动机构运动所需要的关节驱动力矩。用有效驱动力矩减去动力学模型计算所得的驱动力矩就是外力作用引起的关节驱动力矩，再由雅克比矩阵映射得到环境接触力。本发明的优点在于：不需要安装价格昂贵且易损坏的多维力传感器。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106313100B
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201610856387.X
申请日：2016-09-28
Applicant: 中南大学
IPC: B25J17/02
Abstract: 一种串并联柔性关节机械臂，包括第一机械臂、第二机械臂、含滑槽的固定盘、拨杆、滑块和人工肌肉，第二机械臂通过轴承及轴与第一机械臂相连，含滑槽的固定盘有两个，分别安装在轴的两端，并与第一机械臂固定连接，滑块安装在含滑槽的固定盘上，滑块与人工肌肉相连，人工肌肉与第二机械臂相连，拨杆安装在轴上，拨杆的端部位于滑块的凹槽中，在拨杆的作用下，滑块可沿滑槽上下滑动，从而带动第二机械臂上下运动，滑槽的两端设有圆弧锁死区，当拨杆脱离滑块后，滑块锁死在滑槽端部，当拨杆由脱离状态开始反向拨动滑块时能够顺利将滑块从锁死状态解锁并使滑块在滑槽中顺利滑动。本发明结构简单，制造成本低，节约能量，关节柔性好，灵活性高。
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公开(公告)号：CN106483964A
公开(公告)日：2017-03-08
申请号：CN201510546073.5
申请日：2015-08-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开一种基于接触力观测器的机器人柔顺控制方法，属于机器人控制领域，不采用力传感器测量机器人与环境的接触力，而是根据运动状态采用模型估计力的大小，采用基于位置的阻抗控制器实现机器人的柔顺控制。通过编码器获得关节角速度信息后，通过状态观测器估计角度、角速度和角加速度信息。然后根据电机电流信息和关节状态信息通过扰动观测器计算关节有效驱动力矩。同时根据关节运动状态可以通过动力学模型计算出驱动机构运动所需要的关节驱动力矩。用有效驱动力矩减去动力学模型计算所得的驱动力矩就是外力作用引起的关节驱动力矩，再由雅克比矩阵映射得到环境接触力。本发明的优点在于：不需要安装价格昂贵且易损坏的多维力传感器。
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公开(公告)号：CN109877819B
公开(公告)日：2021-10-15
申请号：CN201910308264.6
申请日：2019-04-17
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种变刚度软体蛇形臂，它包括若干节可拆卸连接为一体的刚柔单元；刚柔单元包括刚性端板、软体气动人工肌肉群、超弹性多杆机构和限位隔板；超弹性多杆机构包括多个超弹性杆，超弹性杆的一端装配于端板上、另一端穿过另一端板后伸至相邻刚柔单元的超弹性杆内；软体气动人工肌肉群包括多个装配于两端板之间、位于超弹性多杆机构外的气动人工肌肉；限位隔板套于超弹性多杆机构外；相邻两刚柔单元通过端板可拆卸连接。利用软体气动人工肌肉群提供柔顺弯曲运动能力，多个超弹性杆起运动导向作用，通过气动人工肌肉与超弹性杆形成的相互力作用，实现蛇形臂的刚度可变可控，使蛇形臂能够达到不同的位姿，以提高蛇形臂作业末端的运动精度。
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公开(公告)号：CN108189037B
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN201810049340.1
申请日：2018-01-18
Applicant: 中南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 一种用于机械手的扰动观测器与主次协调控制方法，针对机械手抓取物体时，操作环境复杂，抓握物体信息未知，传感器缺乏和环境中存在扰动的问题，以及现有的力传感器由于接触点不确定，检测信息不全等限制，本发明提供一种扰动观测器用于估计环境中的扰动信息，再利用估计出来的扰动量，结合被抓取物体估计的质量、刚度及其表面的摩擦系数，估计反射控制中的反射抓握力，最后结合主模式控制方法，建立主次协调控制策略，控制机械手在扰动作用下稳定地抓取物体。替代了只能通过高成本传感器获取扰动信息的传统方法，方法简单有效，提高了机械手稳定可靠抓取问题的效率，同时分析了扰动观测器的误差，为精确分析机械手抓取过程中的扰动奠定了基础。
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公开(公告)号：CN112443160A
公开(公告)日：2021-03-05
申请号：CN201910801777.0
申请日：2019-08-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种布料‑整平‑抹平一体化自动作业机器人装备，它包括轻量化混凝土布料机、导向平直臂系统、升降定位机构、整平与抹平模块及电气控制系统；轻量化混凝土布料机包括三个由两个伸缩缸连接布料臂；导向平直臂系统包括直线行走模组在两个直线204型材导轨和一个平直臂桁架两侧成对称布置，进行直线运动；升降定位机构安装于直线行走模组中，提供整平抹平机构的精确定位问题，同时利用激光补偿机构的振动；整平模块通过两个伸缩臂与升降定位机构连接；抹平模块通过一个平台与另一个升降机构连接。通过平直臂上的整平抹平模块的蠕行爬行机构提供推动力，实现了整平抹平模块的自动化，通过设计的基于空间弹簧阻尼并联模型的双臂协调系统任务优先级控制方法，实现了一体化的作业。
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