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公开(公告)号：CN114474063B
公开(公告)日：2023-06-20
申请号：CN202210162175.7
申请日：2022-02-22
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明属于软连续型机器人控制领域，具体说是一种在空间任意约束下的软连续型机器人的控制方法。包括以下步骤：首先建立软连续型机器人能量的变分，然后基于最小能量法建立平衡方程，采用有限差分法为微分形式进行离散，获得封闭的非线性方程组。然后建立机器人与约束面接触位置的平衡方程，采用不等式描述空间约束，限定机器人的运动空间。采用拉格朗日乘子法和非线性最小二乘法对模型进行求解。通过模型求解，得到软连续型机器人上每个驱动杆的长度。通过调节驱动杆的长度，以控制软连续型机器人动作。本发明基于采用拉格朗日乘子法和Levenberg‑Marquardt算法进行求解，保证了计算每个驱动杆的长度的结果的收敛性和稳定性。
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公开(公告)号：CN110580363B
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN201810579333.2
申请日：2018-06-07
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G06F30/23
Abstract: 本发明涉及搅拌摩擦焊机器人结构分析领域，具体地说是一种搅拌摩擦焊机器人底座结构的拓扑优化设计方法，包括步骤1：确定分析因素；步骤2：对底座动态优化设计，得到底座拓扑优化后的结构；步骤3：进一步优化筋格单元的出砂孔与筋格单元固有频率关系；步骤4：进一步优化筋格单元筋板壁厚、边长与筋格单元固有频率关系；步骤5：进一步优化底座内的筋格单元密度，确定筋格单元层数以及底座框架尺寸；步骤6：对底座结构最优方案进行验证。本发明通过有限元分析，找到对底座结构优化目标敏感的设计变量，并求得这些设计变量在基于指定的多目标加权优化算法中的一组最优解，最终给出结构设计的合理方案，用于改善底座结构的综合动态性能。
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公开(公告)号：CN110580362B
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN201810579325.8
申请日：2018-06-07
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及搅拌摩擦焊机器人结构分析领域，具体地说是一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法，包括步骤1：对滑枕结构受力分析，确定滑枕刚度条件；步骤2：对滑枕结构的拓扑优化，先利用软件进行有限元建模，并根据步骤1中确定的刚度条件在有限元建模时施加约束处理，然后利用软件并采用SIMP变密度法对有限元模型进行拓扑优化，得到滑枕的拓扑优化构型；步骤3：利用软件并采用近似模型方法对步骤2中获得的滑枕拓扑优化构型进行尺寸优化。本发明通过拓扑优化，在使滑枕质量大幅减少的同时，也能够保证其末端变形量缓慢增加，并达到使其基频迅速提高的目的。
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公开(公告)号：CN115091490B
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202211022783.4
申请日：2022-08-25
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: B25J11/00
Abstract: 本发明涉及基于植物尖端生长机制的仿生软体机器人，具体的说是一种可以实现刚度与转向解耦的仿植物生长软体机械臂，控制生长结构外部的尾端与外壳上的输出口密封连接，内部设有控制方向结构，控制生长结构的内部与控制生长结构伸缩装置连接，控制方向结构与控制方向结构伸缩装置连接；控制生长结构的外表面上分布有加热冷却管，加热冷却管内设有相变材料；控制生长结构的尖端内部设有球面支撑，球面支撑的一端始终与尖端的内表面接触，另一端设有方向定位结构，控制方向结构与方向定位结构连接。本发明不仅能够实现仿植物软生长机械臂的实时主动转向，还可以实现刚度与转向解耦，此种设计使转向摆脱环境约束，末端负载能力提升。
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公开(公告)号：CN114700936B
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202210631956.6
申请日：2022-06-07
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明属于机械臂领域，具体地说是一种基于模块化折纸型气动人工肌肉的软连续型机器人，包括基座及多层结构相同、串联连接的关节，基座与首层的关节连接；关节包括连接板及可更换充气模块，每层的可更换充气模块为多个，沿周向均布，每层的各可更换充气模块的两端均连接有连接板，相邻两层的关节之间通过连接板相连；可更换充气模块包括气囊及折纸结构，折纸结构与气囊相连，对气囊的变形过程进行约束，每个可更换充气模块的折纸结构均与同层的两个连接板连接。本发明使用折纸结构对气囊进行变形约束，避免了离散性；本发明采用可更换充气模块实现了对气动驱动器的灵活配置，方便安装拆卸，较传统气动软体机械臂而言，制作简单，更具灵活性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114454142A
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202210127848.5
申请日：2022-02-11
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: B25J9/00
Abstract: 本发明涉及软连续型机器人，具体地说是一种内骨骼式气动软连续型机器人，包括多个依次串联的柔性单元，内骨骼式气动人工肌肉为多个、沿圆周方向均布，各内骨骼式气动人工肌肉的两端均密封连接有约束盘，各柔性单元中的内骨骼式气动人工肌肉的数量相同、一一对应，各柔性单元中相对应的内骨骼式气动人工肌肉之间相互连通为一组肌肉，每组相互连通的内骨骼式气动人工肌肉的一端通过内骨骼式气动软连续型机器人一端约束盘上安装的堵头密封，另一端通过内骨骼式气动软连续型机器人另一端约束盘上安装的气动接与气源相连；每组相互连通的内骨骼式气动人工肌肉通过气源独立充气或抽气，实现该组肌肉长度的伸长或缩短。本发明采用气驱动，具有灵活性高、驱动方式简单、制作容易、成本低等优势。
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公开(公告)号：CN112828876A
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN202110060072.5
申请日：2021-01-18
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: B25J9/06
Abstract: 本发明涉及一种仿蠕虫机器人，包括伸缩传动轴以及由下到上依次连接的驱动单元、底部单元盘、第一半圆环组件、中间单元盘、第二半圆环组件和顶部单元盘，底部单元盘设有对应啮合的底部径向驱动齿轮和底部径向齿条，顶部单元盘设有对应啮合的顶部径向驱动齿轮和顶部径向齿条，底部单元盘设有底部内齿圈，且各个底部径向驱动齿轮均与底部内齿圈啮合，顶部单元盘设有顶部内齿圈，且各个顶部径向驱动齿轮均与顶部内齿圈啮合，伸缩传动轴下部设有底部齿轮与所述底部内齿圈啮合、上端设有顶部齿轮与所述顶部内齿圈啮合，所述伸缩传动轴通过驱动单元驱动转动。本发明利用单电机驱动实现机器人的径向伸缩，整体结构简单紧凑，控制精巧，变形能力强。
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公开(公告)号：CN112818481A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110067447.0
申请日：2021-01-19
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G06F30/17 , G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及弹性平面约束的细长软体机器人的建模与控制方法，将细长软体机器人的横截面简化成圆截面，细长软体机器人的整体结构简化成Kirchhoff弹性细杆，对简化的细长软体机器人模型进行非线性静力学分析；采用有限差分方法对模型进行空域离散，添加几何空间边界条件约束、定长条件约束和弹性平面约束约束；基于信赖域方法与Armijio搜索策略结合的非线性最小二乘算法，提出一种自适应搜索弹性约束条件的优化算法，对数学模型进行求解，得到细长软体机器人各离散点的几何空间坐标及力学信息。根据求解结果验证了本发明的正确性和合理性，为细长软体机器人的建模理论提供了重要支持。
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公开(公告)号：CN108247666B
公开(公告)日：2020-12-01
申请号：CN201711456520.3
申请日：2017-12-28
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明属于机器人关节技术领域，特别涉及一种并联式轻型机器人关节变刚度执行器。包括动力输入部、动力输出部、刚度调节部及刚度变化执行部，其中动力输入部和动力输出部转动连接，刚度调节部设置于动力输入部上、且通过刚度变化执行部与动力输出部连接；当动力输出部受到不同载荷，动力输出部相对于动力输入部产生相对转动，使刚度变化执行部产生不同的工作状态，实现刚度的非线性变化；当动力输出部受到载荷一定时，通过刚度调节部调节刚度变化执行部的工作状态，使动力输入部和动力输出部的转动角度发生变化，实现刚度的主动调节。本发明体积更小，质量更轻，同时缩短了刚度调节时间。
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公开(公告)号：CN111037546A
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201911390242.5
申请日：2019-12-30
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: B25J9/10
Abstract: 本发明涉及机械臂，特别涉及一种绳驱式剪叉伸缩臂。包括基座、绕绳模块、剪叉驱动模块、驱动绳及多级单元关节，其中多级单元关节的下端与基座铰接，剪叉驱动模块为多组，并且分别设置于多级单元关节与基座之间及多级单元关节中相邻两个单元关节之间的连接处，多组剪叉驱动模块依次铰接；绕绳模块设置于基座上，驱动绳一端与绕绳模块连接，另一端依次与各组剪叉驱动模块连接，用于驱动多组剪叉驱动模块耦合联动，实现多级单元关节的弯曲。本发明通过绳索控制其运动，在保持运动的同时使其具备一定的柔性，合乎柔性臂的使用要求。回复过程通过弹簧存储的能量使其动作，减少驱动数目。
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