公开(公告)号：CN116079743B

公开(公告)日：2024-06-14

申请号：CN202310298058.8

申请日：2023-03-24

申请人： 合肥工业大学

发明人： 董方方 ,  杨超 ,  赵晓敏 ,  韩江 ,  陈珊 ,  田晓青 ,  黄晓勇

IPC分类号： B25J9/16

摘要： 本发明涉及移动机械臂技术领域，特别是一种移动机械臂系统建模及防倾覆控制方法。本发明将完整的移动机械臂系统分割为三个子系统，并求取得每个子系统的无约束动力学方程，再合并成一个新的无约束方程。再将得到的新的无约束动力学方程结合构建的结构约束方程，并利用U‑K方程获取的物理约束力，以此完整系统的动力学方程；接着在进行控制时，计算性能约束力，并将性能约束力施加到动力学方程上，进行轨迹跟踪和防倾覆的协调控制。本发明整个过程相对简单，在保证建模准确性和简单性的情况下，有效降低了建模的难度。本发明在对移动机械臂模型进行控制时，进行轨迹跟踪的同时引入了基于动力学的防倾覆控制，可实现协调控制。

公开(公告)号：CN117124322A

公开(公告)日：2023-11-28

申请号：CN202311168375.4

申请日：2023-09-12

申请人： 合肥工业大学

发明人： 陈珊 ,  张新甫 ,  陈嘉禾 ,  董方方 ,  韩江

IPC分类号： B25J9/16 ,  B25J9/00 ,  B25J17/00

摘要： 本发明公开了一种单腿液压助力外骨骼控制方法及其控制装置与外骨骼。单腿液压助力外骨骼控制方法为：各关节采用并联式协调的泵控部分和阀控部分，泵控部分包括可变泵控油源和决定可变泵控油源出口流量方向的两个二通开关阀，阀控部分包括液压油源和四个二通电液伺服阀，两个电液伺服阀控制液压油源流向相应液压缸两腔的流量，另外两个电液伺服阀控制相应液压缸两腔流向油箱的流量；计算各关节的有杆腔期望流量和无杆腔期望流量，由此对各关节进行泵阀流量分配。本发明有效克服了单腿液压助力外骨骼的多关节强耦合、液压驱动器的高阶非线性和模型不确定性的影响，实现了外骨骼对人运动的良好跟随和助力，降低了系统能耗，实现了更长的续航时间。

公开(公告)号：CN114888806B

公开(公告)日：2023-08-11

申请号：CN202210581152.X

申请日：2022-05-25

申请人： 合肥工业大学

发明人： 陈珊 ,  鲍爽 ,  张恒 ,  韩腾辉 ,  王钱浪 ,  董方方 ,  韩江

IPC分类号： B25J9/16 ,  B25J9/00

摘要： 本发明涉及欠驱动单腿支撑液压助力外骨骼的鲁棒控制方法及装置。控制方法包括：获取外骨骼的状态数据，判断外骨骼腿脚部的支撑状态，根据支撑状态对状态数据实时修正，建立外骨骼的物理模型并转化为状态方程，根据状态数据和状态方程获取参考位移，根据参考位移获取期望驱动力矩，根据期望驱动力矩获取电液伺服阀的期望流量，根据期望流量生成电流信号，根据电流信号驱动外骨骼各关节旋转，实现外骨骼的跟踪运动。本发明在液压缸数目少于外骨骼运动自由度数目的情况下，有效克服了外骨骼的多关节强耦合、液压驱动器的高阶非线性和模型不确定性的影响，实现了外骨骼对人运动的良好跟踪和助力效果。

公开(公告)号：CN115338871A

公开(公告)日：2022-11-15

申请号：CN202211133071.X

申请日：2022-09-16

申请人： 合肥工业大学

发明人： 陈珊 ,  鹿牧野 ,  张新甫 ,  鲍爽 ,  胡乐乐 ,  华鹏 ,  董方方

IPC分类号： B25J9/16

摘要： 本发明属于工业机器人领域，具体涉及一种两自由度机械臂的受限自适应鲁棒控制方法、系统。该受限自适应鲁棒控制方法包括如下步骤：S1：建立两自由度机械臂的物理模型，并将物理模型转化为状态方程。S2：基于物理模型设计一个外环规划器。S3：基于自适应鲁棒算法设计一个内环控制器。S4：对两自由度机械臂进行初始化。S5：采集各关节的状态参数并获取预设的期望轨迹，然后利用外环规划器和内环控制器生成参考轨迹和电机驱动力矩。S6：各关节电机的驱动器根据所需的电机驱动力矩生成相应的控制信号控制两自由度机械臂的关节旋转和机械臂运动。本发明解决了现有两自由度机械臂，受约束下的控制方法的鲁棒性能不强、实时性差的技术问题。

公开(公告)号：CN110850834B

公开(公告)日：2021-08-03

申请号：CN201911214112.6

申请日：2019-12-02

申请人： 合肥工业大学

发明人： 韩江 ,  汪鹏 ,  董方方 ,  夏链 ,  陈珊 ,  卢磊

IPC分类号： G05B19/418

摘要： 本发明公开一种并联机器人的建模方法、建模系统、控制方法及控制系统，其中，所述并联机器人的建模方法包括建立并联机器人的无约束系统模型；将物理约束转换为特定数据形式引入，以获取满足给定物理约束的约束力解析数据；以及将所述约束力解析数据附加到所述无约束系统模型中，以获取所述并联机器人的动力学模型。利用本发明建立的动力学模型中约束力是解析解的表达式，并且建模的过程步骤清晰简洁，具有普遍性、系统性和简单性，而且经过仿真模拟分析，该通过该方法建立的动力学模型具有有效性和准确性。

公开(公告)号：CN110842896B

公开(公告)日：2020-11-10

申请号：CN201911255477.3

申请日：2019-12-10

申请人： 合肥工业大学

发明人： 陈珊 ,  万淼 ,  黄晓锋 ,  顾徐闻 ,  吕行 ,  赵伟 ,  董方方 ,  韩江 ,  夏链

IPC分类号： B25J9/00 ,  B25J9/16

摘要： 本发明公开了一种可穿戴式腰部助力外骨骼机构及其控制方法。该可穿戴式腰部助力外骨骼机构包括腰部组件、腿部组件、髋关节组件、驱动组件、控制器以及数据采集器。数据采集器包括倾角传感器与加速度传感器，倾角传感器用于采集背板产生夹角时的角度，加速度传感器用于采集背板产生夹角时的角加速度，控制器通过该角度和角加速度构建外骨骼助力模型，然后控制算法来识别穿戴者的运动意图。本发明的可穿戴式腰部助力外骨骼机构，其具有五个自由度，能够实现机器人和人的运动自由度的充分匹配，且外骨骼大腿杆和人腿之间只在助力时接触，外骨骼不工作时，外骨骼大腿杆和人脱离，从而提高了腰部助力外骨骼的穿戴舒适性。

公开(公告)号：CN113821935B

公开(公告)日：2024-02-02

申请号：CN202111163331.3

申请日：2021-09-30

申请人： 合肥工业大学

发明人： 董方方 ,  喻斌 ,  赵晓敏 ,  陈珊 ,  刘海军

IPC分类号： G06F30/20 ,  G06F30/17 ,  G06F17/16 ,  G06F17/11 ,  G06F111/04 ,  G06F111/10 ,  G06F119/14

摘要： 本发明涉及一种基于对称约束的动力学模型的建立方法及其系统，该建模方法用于建立一种双移动机械臂空间协作系统在空间协作搬运时的动力学模型。该建模方法将空间协作系统拆分为两个单独的移动机械臂，将负载简化为连杆，并将负载视作断开，并设计相应的对称约束。首先建立起单个移动机械臂的一般形式动力学方程，再引入协作系统约束的二阶微分形式，最后通过引入Udwadia‑Kalaba方程计算出空间协作系统受到的约束力，并以此计算得到空间协作系统的动力学方程，由于并未从连杆与电机的连接处视作断开，故无需考虑驱动电机转轴与连杆转角的约束缺失问题，从而确保动力学模型具有

公开(公告)号：CN116595721A

公开(公告)日：2023-08-15

申请号：CN202310455609.7

申请日：2023-04-25

申请人： 合肥工业大学

发明人： 董方方 ,  刘钊 ,  韩江 ,  黄晓勇 ,  陈珊 ,  蔡战徽

IPC分类号： G06F30/20 ,  G06F17/11 ,  G06F17/16 ,  G06T7/246 ,  G06F111/04 ,  G06F119/14

摘要： 本发明涉及基于U‑K方法的双机器人镜像铣削位姿协同动力学建模方法。该方法首先对协作系统进行运动学分析。通过D‑H参数法建立机器人关节转角与其末端执行器的位置和姿态之间的映射关系，接着通过雅克比矩阵建立关节转角的导数与机器人连杆质心处的速度和加速度之间的映射关系。在此基础上，基于拉格朗日方程建立了系统的无约束动力学方程，同时提取、转化和标准化了加工过程中的多源约束。在约束处理时，不仅考虑到机器人关节空间的固定约束，还结合工件的几何约束将双机末端的位姿协同约束转化为“四点”轨迹约束形式。该转化直观、便利且能适用于更一般的加工需求，同时对约束方程的构建与标准化的过程进行一定的简化。

公开(公告)号：CN114241621B

公开(公告)日：2023-07-18

申请号：CN202111559536.3

申请日：2021-12-20

申请人： 合肥工业大学

发明人： 刘海军 ,  杨涛 ,  韩江 ,  夏链 ,  田晓青 ,  陈珊

IPC分类号： G07C3/14 ,  G01L5/00 ,  G06F30/23 ,  G06F111/04 ,  G06F111/10 ,  G06F113/24 ,  G06F119/14

摘要： 本发明涉及一种求解大变形薄基片应力的方法，其包括如下步骤：获取薄基片的基础参数。建立薄基片对应的有限元模型。向有限元模型中的每个面施加估算球面应力，输出求解结果。通过二分法对球面应力进行修正，得到修正球面应力。依次向有限元模型中的每个面施加单位应力载荷，输出求解结果；计算面形差值所对应的应力；计算大变形薄基片的反求应力；向有限元模型中施加反求应力；如果面形误差超过预设范围；迭代计算薄基片的反求应力；直到输出面形误差允许范围内的反求应力。该方法将大变形的非均布应力分解为大变形均布应力和小变形非均布应力，通过迭代计算大变形薄基片的应力。

公开(公告)号：CN116305957A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310285259.4

申请日：2023-03-22

申请人： 合肥工业大学

发明人： 刘海军 ,  代明辉 ,  韩江 ,  夏链 ,  田晓青 ,  陈珊 ,  黄晓勇

IPC分类号： G06F30/20 ,  G06F119/14 ,  G06F113/24 ,  G06F113/26

摘要： 本发明属于精密测量与分析技术领域，具体涉及薄基片的基底的应力求解方法及求解装置与计算机终端。该方法包括：获取薄基片的弹性模量E、泊松比μ、厚度h、直径D，薄膜的厚度t、薄膜应力σ，薄基片变形后的曲率系数a和b；根据E、μ、h、D、t、σ、a和b，通过设计好的径向应力计算模型得到径向应力σrr。径向应力计算模型的设计方法为：式中，z为所述薄基片的Z轴上的坐标。本发明还可以通过设计好的向应力计算模型得到周向应力。本发明使用力学计算的方法，得到大变形薄基片基底中的应力状态，利用该方法可以方便快捷的求解不同材料和尺寸大变形薄基片基底中的应力。