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龙图腾网恭喜北京科技大学申请的专利基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制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：CN118143939B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-07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：202410300340.X，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法是由于欣波;黄伟;吴逸帆;张爽;冯楠;侯静怡;张冬浩;贺威;李擎设计研发完成，并于2024-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法，属于自动控制技术与机器人控制技术领域，所述方法包括：获取协作机械臂当前状态信息；基于协作机械臂当前状态信息，采用基于力的变导纳共享控制框架，生成协作机械臂的期望轨迹；其中，所述变导纳共享控制框架采用的导纳控制模型中的阻尼项与刚度项能够根据操作者的运动意图实时调节；控制所述协作机械臂按照所述期望轨迹移动，以与操作者进行配合搬运。本发明能够让协作机器人在与人进行物理接触式协作过程中具备自我调整的能力，提高人机协作的效率与直观舒适度，可以让操作人员节省更多体力，提升工作效率。

本发明授权基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法，用于人机协作控制系统，所述人机协作控制系统包括协作机械臂和计算机；所述协作机械臂的末端设置有夹爪，用于夹持待搬运物体；所述协作机械臂的各关节上内置有关节力矩传感器，用于获取所述协作机械臂的关节力矩；所述协作机械臂与所述计算机通信连接，所述计算机用于实现所述基于力感知的机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法，以控制所述协作机械臂与操作者配合，完成搬运任务；其特征在于，所述机器人人机物理协作共享可变导纳控制方法包括：获取协作机械臂当前的状态信息；其中，所述状态信息包括协作机械臂的末端位置、速度以及与外界的交互力；交互力通过协作机械臂各关节力矩计算；基于协作机械臂当前的状态信息，采用基于力的变导纳共享控制框架，生成所述协作机械臂的期望轨迹；其中，所述基于力的变导纳共享控制框架采用导纳控制模型基于所述状态信息生成所述协作机械臂的期望轨迹；且所述导纳控制模型中的阻尼项与刚度项能够根据操作者的运动意图实时调节；控制所述协作机械臂按照所述期望轨迹移动，以与操作者进行配合搬运；所述基于力的变导纳共享控制框架在导纳控制模型的阻尼项中设计阻尼自适应律，使得所述导纳控制模型中的阻尼项能够根据操作者的运动意图实时调节，从而使协作机械臂对操作者运动意图表现出不同的特性，以降低操作者在任务中的负担；并且所述基于力的变导纳共享控制框架在导纳控制模型的刚度项中设计刚度自适应律，使得所述导纳控制模型中的刚度项能够根据操作者的运动意图实时调节，从而使协作机械臂在与操作者存在控制目标分歧时能够及时调整自身的笛卡尔刚度，从而使操作者能够干预协作机械臂的子任务并在必要时进行主导，从而完成一些类似紧急避障的附加任务；在导纳控制模型的阻尼项中设计阻尼自适应律，包括：通过协作机械臂的末端速度，得到阻尼自适应调节的初步判定条件如下： 其中，v和vthres分别表示协作机械臂相应维度的速度和速度阈值；B表示阻尼值；B|fh|表示随交互力变化的阻尼值函数；通过协作机械臂末端与所搬运物体产生的交互力fh，使协作机械臂尽可能根据操作者的操作意图来调节阻尼项；得到阻尼自适应调节的最终判定条件如下： 其中，Bmax和Bmin分别表示最大和最小阻尼设定值；ft1和ft2表示两个力阈值，ft1和ft2的中间值为fm；kf表示正增益参数；e表示自然常数；在导纳控制模型的刚度项中设计刚度自适应律，包括：通过协作机械臂的末端位置xe和交互力fh，设计刚度自适应律形式如下： 其中，Kt表示当前时刻的刚度值；-αKt-K0为刚度恢复项，与时间t相关；α为恢复项正增益参数；-βψ表示衰减项；β为衰减项正增益参数；K0表示刚度初始值，初始化为最大值；b是影响刚度对偏差距离dΔ变化敏感性的常数；a是影响刚度对交互力与设定阈值的差FΔ变化敏感性的常数；d表示所搬运物体当前位置与设定工作平面在z方向的偏差距离；fthres和dthres分别表示设定的力阈值与偏差距离阈值；fh,z表示协作机械臂在z方向的交互力；所述基于力的变导纳共享控制框架表示为： x0＝[0,0,z0]T其中，x0表示协作机械臂在z方向上的参考位置；x、分别表示所述协作机械臂通过所述导纳控制模型计算得到的期望位置、速度和加速度；fh表示所述协作机械臂末端与所搬运物体产生的交互力；Madm、分别为所述导纳控制模型的惯性、阻尼和刚度参数矩阵；c为正增益参数，c＜1；z0表示平衡位置。

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