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公开(公告)号：CN113199460B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202110562679.3
申请日：2021-05-24
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明属于肌肉骨骼机器人控制领域，具体涉及了一种非线性肌肉骨骼机器人控制方法、系统及设备，旨在解决现有拉线式骨骼机器人控制精度低、难度大的问题。本发明包括：根据拉格朗日动力学的逆，前馈控制器输入，计算机器人的关节转矩；结合机器人的力臂矩阵，获取机器人每条肌肉的肌肉力、肌腱长度，并计算机器人每条肌肉长度；通过后向差分获取肌纤维变化速度；基于机器人每条肌肉的肌肉力、肌纤维长度和变化速度，构建机器人前馈控制器；通过PID控制器进行前馈控制器输出信号的调整；按照调整后的控制信号，控制机器人按照期望轨迹运动。本发明非线性肌肉骨骼机器人的前馈控制器具有鲁棒性和较强的适用性。
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公开(公告)号：CN113524144B
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202110661327.3
申请日：2021-06-15
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置包括：管体；线绳，所述线绳贯穿于所述管体内部，所述线绳的一端用于牵引目标对象；动力源，所述线绳的另一端与所述动力源动力耦合连接；控制器，所述控制器与所述动力源电连接，所述控制器设置为基于肌肉激活信号，控制所述动力源牵引所述线绳运动。本发明提供的人工肌肉装置，通过控制器接收肌肉激活信号，从而驱动动力源带动线绳在管体中运动，能够模拟生物体的真实活动方式，与生物学上的肌肉相似度更加接近，响应速度更快。
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公开(公告)号：CN115070760A
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202210687339.8
申请日：2022-06-16
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供一种肌肉骨骼机械臂控制方法和装置，涉及仿生机器人技术领域，其中方法包括：基于肌肉骨骼机械臂的活动端的目标位置，以及肌肉骨骼机械臂的运动学模型，确定肌肉骨骼机械臂中各个关节模块的目标关节角和各个肌肉模块的肌肉长度；基于各个关节模块的目标关节角，以及肌肉骨骼机械臂的骨骼动力学模型，确定各个肌肉模块的肌肉力；基于各个肌肉模块的肌肉力和肌肉长度，以及肌肉收缩动力学模型，确定肌肉骨骼机械臂中各个肌肉模块的肌肉控制信号，并基于各个肌肉模块的肌肉控制信号，控制肌肉骨骼机械臂的活动端移动至目标位置。本发明提供的方法和装置，具有低控制频率实现高控制精度的效果，且具有较高的环境干扰抵抗能力。
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公开(公告)号：CN113199460A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110562679.3
申请日：2021-05-24
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明属于肌肉骨骼机器人控制领域，具体涉及了一种非线性肌肉骨骼机器人控制方法、系统及设备，旨在解决现有拉线式骨骼机器人控制精度低、难度大的问题。本发明包括：根据拉格朗日动力学的逆，前馈控制器输入，计算机器人的关节转矩；结合机器人的力臂矩阵，获取机器人每条肌肉的肌肉力、肌腱长度，并计算机器人每条肌肉长度；通过后向差分获取肌纤维变化速度；基于机器人每条肌肉的肌肉力、肌纤维长度和变化速度，构建机器人前馈控制器；通过PID控制器进行前馈控制器输出信号的调整；按照调整后的控制信号，控制机器人按照期望轨迹运动。本发明非线性肌肉骨骼机器人的前馈控制器具有鲁棒性和较强的适用性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115070760B
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202210687339.8
申请日：2022-06-16
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供一种肌肉骨骼机械臂控制方法和装置，涉及仿生机器人技术领域，其中方法包括：基于肌肉骨骼机械臂的活动端的目标位置，以及肌肉骨骼机械臂的运动学模型，确定肌肉骨骼机械臂中各个关节模块的目标关节角和各个肌肉模块的肌肉长度；基于各个关节模块的目标关节角，以及肌肉骨骼机械臂的骨骼动力学模型，确定各个肌肉模块的肌肉力；基于各个肌肉模块的肌肉力和肌肉长度，以及肌肉收缩动力学模型，确定肌肉骨骼机械臂中各个肌肉模块的肌肉控制信号，并基于各个肌肉模块的肌肉控制信号，控制肌肉骨骼机械臂的活动端移动至目标位置。本发明提供的方法和装置，具有低控制频率实现高控制精度的效果，且具有较高的环境干扰抵抗能力。
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公开(公告)号：CN114918914A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210451841.9
申请日：2022-04-26
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明涉及生物仿真技术领域，提供一种人体肌肉骨骼的仿真控制系统及仿真装置，该系统包括：激活信号生成单元、激活信号补偿单元、肌肉骨骼模型单元、控制单元和肌肉力优化单元；其中，激活信号生成单元根据激活信号误差和初始激活信号输出目标激活信号；肌肉骨骼模型单元根据目标激活信号输出目标关节角度、目标关节角速度和目标肌肉力；控制单元根据关节角度的误差和关节角速度的误差输出驱动力矩误差；肌肉力优化单元根据驱动力矩误差和反馈肌肉力输出肌肉力优化数据；激活信号补偿单元根据肌肉力优化数据输出激活信号误差。本发明提供的人体肌肉骨骼的仿真控制系统提高了仿真控制系统的精度。
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公开(公告)号：CN114770489A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210424816.1
申请日：2022-04-21
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明涉及机械臂技术领域，提供一种轻量化仿人肌肉骨骼机械臂，包括基座、驱动器模组、传感信息采集模组、人工肌肉单元组件及手臂组件，驱动器模组设于基座；传感信息采集模组设于基座，并与驱动器模组电连接；人工肌肉单元组件设于基座，并与驱动器模组连接，以使驱动器模组传输信号给人工肌肉单元组件；手臂组件的一端与基座活动连接，并通过管线传动结构与人工肌肉单元组件传动连接；其中，人工肌肉单元组件通过管线传动结构带动手臂组件动作。旨在提供一种具有柔顺性和安全性的仿人上肢的肌肉骨骼手臂硬件平台。
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公开(公告)号：CN113524144A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110661327.3
申请日：2021-06-15
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置包括：管体；线绳，所述线绳贯穿于所述管体内部，所述线绳的一端用于牵引目标对象；动力源，所述线绳的另一端与所述动力源动力耦合连接；控制器，所述控制器与所述动力源电连接，所述控制器设置为基于肌肉激活信号，控制所述动力源牵引所述线绳运动。本发明提供的人工肌肉装置，通过控制器接收肌肉激活信号，从而驱动动力源带动线绳在管体中运动，能够模拟生物体的真实活动方式，与生物学上的肌肉相似度更加接近，响应速度更快。
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公开(公告)号：CN114918914B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202210451841.9
申请日：2022-04-26
Applicant: 中国科学院自动化研究所 , 北京科技大学
Abstract: 本发明涉及生物仿真技术领域，提供一种人体肌肉骨骼的仿真控制系统及仿真装置，该系统包括：激活信号生成单元、激活信号补偿单元、肌肉骨骼模型单元、控制单元和肌肉力优化单元；其中，激活信号生成单元根据激活信号误差和初始激活信号输出目标激活信号；肌肉骨骼模型单元根据目标激活信号输出目标关节角度、目标关节角速度和目标肌肉力；控制单元根据关节角度的误差和关节角速度的误差输出驱动力矩误差；肌肉力优化单元根据驱动力矩误差和反馈肌肉力输出肌肉力优化数据；激活信号补偿单元根据肌肉力优化数据输出激活信号误差。本发明提供的人体肌肉骨骼的仿真控制系统提高了仿真控制系统的精度。
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