CN114734426B - 手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114734426B
CN114734426B CN202210238585.5A CN202210238585A CN114734426B CN 114734426 B CN114734426 B CN 114734426B CN 202210238585 A CN202210238585 A CN 202210238585A CN 114734426 B CN114734426 B CN 114734426B
Authority
CN
China
Prior art keywords
elastic structure
curvature
elastic
exoskeleton
hand exoskeleton
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210238585.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114734426A (zh
Inventor
程龙
李国涛
梁聪慧
黎雄
卢继龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Shenzhen Tencent Computer Systems Co Ltd
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Shenzhen Tencent Computer Systems Co Ltd
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Automation of Chinese Academy of Science, Shenzhen Tencent Computer Systems Co Ltd, Harbin University of Science and Technology filed Critical Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority to CN202210238585.5A priority Critical patent/CN114734426B/zh
Publication of CN114734426A publication Critical patent/CN114734426A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114734426B publication Critical patent/CN114734426B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/1605—Simulation of manipulator lay-out, design, modelling of manipulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1612—Programme controls characterised by the hand, wrist, grip control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

本发明提供一种手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质，其中方法包括：根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；根据手部外骨骼结构的几何结构信息，得到第一弹性结构所受的张力值、第一弹性结构和第二弹性结构之间的相对位移、第一弹性结构的弧长和手部外骨骼结构的曲率；构建张力值、相对位移、弧长和曲率之间的关系式，并获取关系式的齐次变换矩阵；根据关系式和齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；基于外骨骼运动学模型，对手部外骨骼结构进行控制。本发明通过弹性结构所受的张力值、弹性结构间的相对位移、弹性结构的弧长和曲率等参数构建外骨骼运动学模型，可实现对手部外骨骼结构进行准确地控制。

Description

手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
外骨骼机器人通过若干外骨骼结构构成一种具备运动支撑防护功能的可穿戴式设备，可应用在医疗、军工等需要柔性机械设备作业的重要领域。在过去的几十年里利用现有的运动学模型已经开发出多种灵活的外骨骼，例如，刚性外骨骼、软性外骨骼等。
目前，通常采用常曲率运动学模型来描述连续外骨骼结构的具体运动形状，进而控制外骨骼运动。但通过常曲率运动学模型来控制外骨骼，会因为固定的曲率而导致对外骨骼结构位置形状的描述不准确，因而导致对外骨骼结构的控制不够准确。
发明内容
本发明提供一种手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中对外骨骼结构的控制不够准确的缺陷，实现准确控制外骨骼结构。
本发明提供一种手部外骨骼结构控制方法，包括：
根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；
根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力值、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；
构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵；
根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；
基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
根据本发明提供的一种手部外骨骼结构控制方法，还包括：
获取所述几何结构信息，所述几何结构信息包括所述手指关节结构的最大期望角度、所述手指关节结构间的距离信息和所述第一弹性结构的弧长；
根据所述几何结构信息获取所述第一弹性结构的优化曲率；
根据所述几何结构信息和所述优化曲率，对所述手部外骨骼结构进行优化，并得到优化前后对所述第一弹性结构所受的张力值的约束条件；
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
根据本发明提供的一种手部外骨骼结构控制方法，所述根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数，包括：
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到所述帕累托解集；
根据所述帕累托解集得到帕累托前沿；
根据预先设置的帕累托参数和最大刚度值，从所述帕累托前沿中得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
根据本发明提供的一种手部外骨骼结构控制方法，所述构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵，包括：
根据所述张力值和所述曲率构建第一关系式；
根据所述相对位移和所述曲率构建第二关系式；
根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵。
根据本发明提供的一种手部外骨骼结构控制方法，所述根据所述张力和所述曲率构建第一关系式，包括：
对所述手部外骨骼结构进行静力平衡分析，得到所述张力值和所述第一弹性结构的受力矩、所述第二弹性结构的受力矩之间的静力关系；
根据所述静力关系和所述曲率，构建第一关系式。
根据本发明提供的一种手部外骨骼结构控制方法，所述根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵，包括：
根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式；
根据正运动学方法得到单一齐次变换矩阵；
根据所述第三关系式和所述单一齐次变换矩阵，得到所述齐次变换矩阵。
本发明还提供一种手部外骨骼结构控制装置，包括：
结构建立模块，用于根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；
参数获取模块，用于根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；
关系获取模块，用于构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵；
模型建立模块，用于根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；
结构控制模块，用于基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述手部外骨骼结构控制方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述手部外骨骼结构控制方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述手部外骨骼结构控制方法。
本发明提供的手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构，再根据建立完成的手部外骨骼结构的几何结构信息，得到第一弹性结构所受的张力值、第一弹性结构第二弹性结构之间的相对位移、第一弹性结构的弧长和手部外骨骼结构的曲率等参数，并根据获取到的参数构建关系式，以及关系式的齐次变换矩阵；再根据关系是和齐次变换矩阵，构建外骨骼运动学模型，通过该外骨骼运动学模型可实现对手部外骨骼结构进行准确地控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的手部外骨骼结构控制方法的流程示意图；
图2是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之一；
图3是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之二；
图4是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之三；
图5是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之四；
图6是本发明提供的手部外骨骼结构参数优化的流程示意图；
图7是本发明提供的手部外骨骼结构控制装置的结构示意图；
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图8描述本发明的手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质。
图1是本发明提供的手部外骨骼结构控制方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供了一种手部外骨骼结构控制方法，其中执行主体可以为终端，如：计算机、车载终端等，该方法包括如下步骤：
步骤101，根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构。
可以理解为，手指结构有三个关节：掌指关节 (Metacarpophalangeal Point,MCP)、近端指间关节(Proximal interphalangeal Point,PIP)、远端指尖关节(DistalInterphalangeal Point. DIP)，而且三个关节均可做屈曲/伸展运动和外展/内收运动，一般情况下MCP关节的运动独立于其他两个关节，而PIP和DIP关节之间存在耦合关系
图2是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之一，如图2 所示，本发明通过第一弹性结构(下弹簧片)、第二弹性结构(上弹簧片)、手指关节结构(中间段支撑结构和末端支撑结构)等组成手部外骨骼结构。
例如，图3是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之二，如图3所示，可在软件中可采用0.5mm厚的变截面镍钛合金片制成上弹簧片与下弹簧片，下弹簧片变截面分为三段DIP与手指末端为第一段、DIP与PIP中间段为第二段、PIP与MCP中间段为第三段。其宽度分别为8mm、9mm、10mm。两弹簧片穿过中间段支撑机构与末端支撑机构用螺丝连接。中间段支撑机构的沟槽允许上弹簧片在其内部滑动，故上弹簧片可改变其长度即为：变长弹簧片。下弹簧片通过螺丝与中间段支撑机构相连保持固定即为：定长弹簧片。可通过对变长弹簧片(第二弹性结构)施加力进而控制手部外骨骼结构。
步骤102，根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力值、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率。
可以理解为，建立手部外骨骼结构之后，对该建立手部外骨骼结构的几何结构信息进行分析，图4是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之三，如图4所示，两弹簧片之间的距离为d，第i个单元定长弹簧片的半径为rf,i，变长弹簧片的半径为rv,i，可得出两弹簧片的半径与两弹簧片之间的距离的关系式，关系式如下：
rv,i-rf,i＝d
式中，d为两弹性结构之间的距离，rf,i为第一弹性结构的半径， rv,i为第二弹性结构的半径。
根据相关关系可将上述关系式转化为如下关系式：
hi-li＝θd
式中，li为第i个单元第一弹性结构的弧长，hi为第二弹性结构的弧长，θ为相对应的圆弧角。
根据曲率半径与曲率之间关系，可得出如下关系式：
式中，kf,i为第一弹性结构的曲率，kv,i为第二弹性结构的曲率。
再通过对手部外骨骼结构进行静力平衡分析，得到该手部外骨骼结构在第i个单元的静力关系的关系式：
-dτ+mv,i+mf,i＝0
式中，τ为第一弹性结构所承载的张力值，mf,i和mv,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构所受力矩。
弹性结构所受力矩可通过如下公式获取：
mf,i＝Ef,iIf,ikf,i
mv,i＝Ev,iIv,ikv,i
式中，Ef,i和Ev,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构第i个单位的杨氏模量，If,i和Iv,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构的第二面积矩。
在手部外骨骼结构中第一弹性结构固定，而第二弹性结构可以移动，所以两者会产生相对位移，可通过第一弹性结构的弧长和第二弹性结构的弧长得到相对位移。
步骤103，构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵。
可以理解为，通过对手部外骨骼结构分析得到第一弹性结构所受的张力值、第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、第一弹性结构的弧长和手部外骨骼结构的曲率之后，构建张力值、相对位移、弧长和曲率之间的关系式，并获取该关系式的齐次变换矩阵。
步骤104，根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型。
可以理解为，在得到第一弹性结构所受的张力值、第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、第一弹性结构的弧长和手部外骨骼结构的曲率之间的关系式和齐次变换矩阵之后，可根据该关系式和齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型。
步骤105，基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
可以理解为，在构建外骨骼运动学模型完成后，可通过该外骨骼运动学模型中各运动参数间的关系，对手部外骨骼结构进行控制。
例如，可以利用相对位移来控制柔性外骨骼的尖端位置矢量。
本发明通过第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构，再根据建立完成的手部外骨骼结构的几何结构信息，得到第一弹性结构所受的张力值、第一弹性结构第二弹性结构之间的相对位移、第一弹性结构的弧长和手部外骨骼结构的曲率等参数，并根据获取到的参数构建关系式，以及关系式的齐次变换矩阵；再根据关系是和齐次变换矩阵，构建外骨骼运动学模型，通过该外骨骼运动学模型可实现对手部外骨骼结构进行准确地控制。
进一步地，还包括：
获取所述几何结构信息，所述几何结构信息包括所述手指关节结构的最大期望角度、所述手指关节结构间的距离信息和所述第一弹性结构的弧长；
根据所述几何结构信息获取所述第一弹性结构的优化曲率；
根据所述几何结构信息和所述优化曲率，对所述手部外骨骼结构进行优化，并得到优化前后对所述第一弹性结构所受的张力值的约束条件；
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
可以理解为，图5是本发明提供的手部外骨骼结构的结构示意图之四，如图5所示，本发明中将手指关节结构分为掌指关节、近端指关节、远端指尖关节，可将三种手指关节结构的最大期望角度设置为θmcp＝30°、θpip＝60°和θdip＝30°，食指近端、中断、远端连接长度分别设置为L1＝45.5mm、L2＝26.5mm和L3＝22mm。
为了使每一个手指关节对应的弹簧片长度相等，可设定b1＝b2＝b3。由于c2+b2+b3＝L2，所以设定c2＝5mm，然后可以根据设定得到 bi＝10.75mm，c1＝24mm。根据bi和ci两参数，可以得到li＝2bi＝21.5mm。再基于最大期望角度又可以得到三个第一弹性结构单元的优化曲率，可通过如下公式得到：
式中，kf,1为第一单元第一弹性结构的优化曲率，kf,2为第二单元第一弹性结构的优化曲率，kf,3为第三单元第一弹性结构的优化曲率。
图6是本发明提供的手部外骨骼结构参数优化的流程示意图，如图6所示，在得到弹性结构的长度信息以及根据最大期望角度获取到第一弹性结构的优化曲率之后，根据bi、ci和li等参数对手部外骨骼结构的参数进行优化。
在本发明中，决定手部外骨骼结构形状的主要参数是第一弹性结构和第二弹性结构的杨氏模量和第二面积矩决定，即Ef,iIf,i，和Ev,iIv,i。又因为第一弹性结构的横截面可设计为不同形状，因此其第二面积矩 If,i(i＝1,2,3)和两弹性结构之间距离d是重要优化参数。因为手部外骨骼结构通过手指关节结构分为三个部分，所以参数If,1，If,2，If,3和d 必须有多个解，才能得到想要的曲率Ef,i。
其中，本发明中的第一弹性结构和第二弹性结构可用0.5mm的镍钛合金材料制成，所以弹性结构的杨氏模量Ef,i＝Ev,i＝E＝171Gpa，为了便于第二弹性结构的滑动所以本发明设定第二弹性结构的横截面积尺寸与第一弹性结构的最小尺寸相同。
在对手部外骨骼结构的参数进行优化的过程中，为使结构合理，还应对弹性结构的厚度和宽度进行限制，例如对于第二弹性结构的厚度ti以及宽度wi，设置ti＝0.5mm，其中/>表示宽度的下限。同时，为了解决在手部外骨骼结构运动过程中上下两弹性结构的运动干扰问题，可设定/>其中/>
为获得手部外骨骼结构的最优参数，在参数优化的过程中要实现两个优化目标：1、在保证大刚度的同时确定最小的EIf,i。2、得到一个较小的输入力τ。即手部外骨骼结构的参数优化问题可以转化为多目标优化问题，可以表达为：min(τ,1/minIf,i)。
所以，得出参数If,i(i＝1,2,3)的约束条件为：
If,3-If,1＝0
df,i≥b
式中，If,i(i＝1,2,3)分别为三个单元第一弹性结构的第二面积矩， kf,1为第1个单元第一弹性结构的曲率，kf,2为第2个单元第一弹性结构的曲率，d为两弹性结构之间的距离，bf,i为第i个单元第一弹性结构长度的最小值，b为第一弹性结构长度。
根据该约束条件和手部外骨骼结构的结合结构信息，使用遗传算法对手部外骨骼结构参数优化的多目标优化问题进行求解，得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
本发明通过手部外骨骼结构的几何结构信息和关于张力值的约束条件对优化参数进行求解，可进一步提高获取最优参数的准确性。
进一步地，所述根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数，包括：
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到所述帕累托解集；
根据所述帕累托解集得到帕累托前沿；
根据预先设置的帕累托参数和最大刚度值，从所述帕累托前沿中得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
可以理解为，在本发明中使用遗传算法对手部外骨骼结构参数优化的多目标优化问题进行求解得到帕累托解集，再利用MATLAB软件求解得到多目标优化问题的帕累托前沿。再根据在MATLAB软件中预先设置的帕累托参数，在帕累托前言中的刚度值最大时，得到的参数为最优参数。
例如，可预先在MATLAB软件中设置ParetoFraction＝0.35， Populationsize＝20，Generations＝200，InitialPopulation＝[5 4 5 6]， StallTGenLimit＝200。以及设置[w1,w2,w3,d]的上限为[12,12,12,15]，下限为[5,4,5,6]。
通过对帕累托前沿的计算，在得到前沿在第40次时存在最大刚度，此时对应的优化参数[w1,w2,w3,d]为[8.8819,5.0939,8.8827,11.3466]既手部外骨骼结构的最优宽度w1＝w3＝8.8819mm，w2＝5.0939mm，第一弹性结构和第二弹性结构间的最优距离d＝11.3466mm。
其中，帕累托前沿指帕累托解集对应目标值的集合。
本发明通过遗传算法求解手部外骨骼结构参数优化的多目标优化问题，并根据帕累托前言获取最优参数，可进一步提高得到最优参数的准确性。
进一步地，所述构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵，包括：
根据所述张力值和所述曲率构建第一关系式；
根据所述相对位移和所述曲率构建第二关系式；
根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵。
可以理解为，在得到第一弹性结构所受的张力值之后，会根据第一弹性结构所受的张力值和第一弹性结构的曲率构建第一关系式。
在手部外骨骼结构中第一弹性结构固定，而第二弹性结构可以移动，所以两者会产生相对位移，相对位移可通过如下公式确定：
式中，q为第一弹性结构和第二弹性结构间的相对位移，li为第i 个单元第一弹性结构的弧长，hi为第二弹性结构的弧长。
可根据第一弹性结构的弧长和圆弧角、半径的关系以及第二弹性结构的弧长和圆弧角、半径的关系，得出相对位移和曲率构建第二关系式，该第二关系式如下所示：
式中，q为第一弹性结构和第二弹性结构间的相对位移，li为第i 个单元第一弹性结构的弧长，rf,i为第一弹性结构的半径，rv,i为第二弹性结构的半径，kf,i为第一弹性结构的曲率，d为两弹性结构之间的距离。
再根据第一弹性机构的弧长和所第一弹性结构的曲率，可构建第三关系式，并得到齐次变换矩阵。
本发明通过构建第一关系式、第二关系式、第三关系式以及齐次变换矩阵，可建立对手部外骨骼结构进行控制的外骨骼运动学模型，可实现准确地对手部外骨骼结构进行控制。
进一步地，所述根据所述张力和所述曲率构建第一关系式，包括：
对所述手部外骨骼结构进行静力平衡分析，得到所述张力值和所述第一弹性结构的受力矩、所述第二弹性结构的受力矩之间的静力关系；
根据所述静力关系和所述曲率，构建第一关系式。
可以理解为，通过对手部外骨骼结构进行静力分析，得到该手部外骨骼结构在第i个单元的静力关系的关系式：
-dτ+mv,i+mf,i＝0
式中，τ为第一弹性结构所承载的张力值，mf,i和mv,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构所受力矩。
弹性结构所受力矩可通过如下公式获取：
mf,i＝Ef,iIf,ikf,i
mv,i＝Ev,iIv,ikv,i
式中，Ef,i和Ev,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构第i个单位的杨氏模量，If,i和Iv,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构的第二面积矩。
根据上述静力关系的关系式和曲率，可构建第一关系式，第一关系式如下所示：
式中，τ为第一弹性结构所承载的张力，kf,i为第一弹性结构的曲率，kv,i为第二弹性结构的曲率，Ef,i和Ev,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构第i个单位的杨氏模量，If,i和Iv,i分别为第一弹性结构和第二弹性结构的第二面积矩。
本发明通过对手部外骨骼结构进行静力平衡分析，进而构建第一弹性结构所受的张力值和曲率之间的关系，有利于外骨骼运动学模型的构建。
进一步地，所述根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵，包括：
根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式；
根据正运动学方法得到单一齐次变换矩阵；
根据所述第三关系式和所述单一齐次变换矩阵，得到所述齐次变换矩阵。
可以理解为，根据第一弹性机构的弧长和所第一弹性结构的曲率构建第三关系式，第三关系式如下所示：
θi＝likf,i
式中，θi为第i个单元相对应的圆弧角，li为第i个单元第一弹性结构的弧长，kf,i为第一弹性结构的曲率。
根据正运动学方法从第i个单元到第i+1个单元的单一齐次变换矩阵可表示为：
并根据第三关系式，可将上述单一齐次变换矩阵转化为：
式中，ci为第i个单元手指关节结构的长度。
从第一柔性单元到柔性外骨骼末端的齐次变换矩阵可以写成：
通过所述齐次变换矩阵可以利用相对位移来控制柔性外骨骼的尖端位置矢量，从而建立了外骨骼运动学模型。
本发明通过第一弹性结构的弧长和第一弹性结构的曲率构建关系式，并得到该关系式的齐次变换矩阵，有利于构建外骨骼运动学模型，准确地对手部外骨骼结构进行控制。
下面对本发明提供的手部外骨骼结构装置进行描述，下文描述的手部外骨骼结构装置与上文描述的手部外骨骼结构方法可相互对应参照。
图7是本发明提供的手部外骨骼结构控制装置的结构示意图，如图7所示，本发明提供了一种手部外骨骼结构控制装置，包括结构建立模块701、参数获取模块702、关系获取模块703、模型建立模块 704和结构控制模块705；其中，结构建立模块，用于根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；参数获取模块，用于根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；关系获取模块，用于构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵；模型建立模块，用于根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；结构控制模块，用于基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
本发明提供的手部外骨骼结构控制装置通过第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构，再根据建立完成的手部外骨骼结构的几何结构信息，得到第一弹性结构所受的张力值、第一弹性结构第二弹性结构之间的相对位移、第一弹性结构的弧长和手部外骨骼结构的曲率等参数，并根据获取到的参数构建关系式，以及关系式的齐次变换矩阵；再根据关系是和齐次变换矩阵，构建外骨骼运动学模型，通过该外骨骼运动学模型可实现对手部外骨骼结构进行准确地控制。
进一步地，还包括参数优化模块，用于：
获取所述几何结构信息，所述几何结构信息包括所述手指关节结构的最大期望角度、所述手指关节结构间的距离信息和所述第一弹性结构的弧长；
根据所述几何结构信息获取所述第一弹性结构的优化曲率；
根据所述几何结构信息和所述优化曲率，对所述手部外骨骼结构进行优化，并得到优化前后对所述第一弹性结构所受的张力值的约束条件；
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
进一步地，所述参数优化模块，还用于：
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到所述帕累托解集；
根据所述帕累托解集得到帕累托前沿；
根据预先设置的帕累托参数和最大刚度值，从所述帕累托前沿中得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
进一步地，所述关系获取模块，还用于：
根据所述张力值和所述曲率构建第一关系式；
根据所述相对位移和所述曲率构建第二关系式；
根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵。
进一步地，所述关系获取模块，还用于：
对所述手部外骨骼结构进行静力平衡分析，得到所述张力值和所述第一弹性结构的受力矩、所述第二弹性结构的受力矩之间的静力关系；
根据所述静力关系和所述曲率，构建第一关系式。
进一步地，所述关系获取模块，还用于：
根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式；
根据正运动学方法得到单一齐次变换矩阵；
根据所述第三关系式和所述单一齐次变换矩阵，得到所述齐次变换矩阵。
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)801、通信接口(Communications Interface)802、存储器(memory)803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信。处理器801可以调用存储器803中的逻辑指令，以执行上述各方法实施例提供的手部外骨骼结构方法，该方法例如包括：根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力值、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵；根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
此外，上述的存储器803中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法实施例提供的手部外骨骼结构方法，该方法例如包括：根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力值、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵；根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法实施例提供的手部外骨骼结构方法，该方法例如包括：根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力值、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；构建所述张力值、所述相对位移、所述弧长和所述曲率之间的关系式，并获取所述关系式的齐次变换矩阵；根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型；基于所述外骨骼运动学模型，对所述手部外骨骼结构进行控制。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种手部外骨骼结构控制方法，其特征在于，包括：
根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；
根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力值、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长、第一弹性结构的曲率和所述第二弹性结构的曲率；
根据所述张力值、所述第一弹性结构的曲率和所述第二弹性结构的曲率构建第一关系式，根据所述相对位移和所述第一弹性结构的曲率构建第二关系式，根据所述弧长和所述第一弹性结构的曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵；
根据所述第一关系式、所述第二关系式、所述第三关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型，所述外骨骼运动学模型表示通过所述齐次变换矩阵利用所述相对位移来控制手部外骨骼结构的尖端位置矢量；
基于所述外骨骼运动学模型，通过对所述第二弹性结构施加力改变所述相对位移实现对所述手部外骨骼结构进行控制。
2.根据权利要求1所述的手部外骨骼结构控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述几何结构信息，所述几何结构信息包括所述手指关节结构的最大期望角度、所述手指关节结构间的距离信息和所述第一弹性结构的弧长；
根据所述几何结构信息获取所述第一弹性结构的优化曲率；
根据所述几何结构信息和所述第一弹性结构的优化曲率，对所述手部外骨骼结构进行优化，并得到优化前后对所述第一弹性结构所受的张力值的约束条件；
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述外骨骼运动学模型的手部外骨骼结构的最优参数；所述最优参数包括所述第一弹性结构的三个单元的宽度，以及所述第一弹性结构和所述第二弹性结构间的距离。
3.根据权利要求2所述的手部外骨骼结构控制方法，其特征在于，所述根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到帕累托解集，并基于所述帕累托解集得到所述手部外骨骼结构的最优参数，包括：
根据所述约束条件和所述几何结构信息，使用遗传算法得到所述帕累托解集；
根据所述帕累托解集得到帕累托前沿；
根据预先设置的帕累托参数和最大刚度值，从所述帕累托前沿中得到所述手部外骨骼结构的最优参数。
4.根据权利要求1所述的手部外骨骼结构控制方法，其特征在于，所述根据所述张力、所述第一弹性结构的曲率和所述第二弹性结构的曲率构建第一关系式，包括：
对所述手部外骨骼结构进行静力平衡分析，得到所述张力值和所述第一弹性结构的受力矩、所述第二弹性结构的受力矩之间的静力关系；
根据所述静力关系、所述第一弹性结构的曲率和所述第二弹性结构的曲率，构建第一关系式。
5.根据权利要求1所述的手部外骨骼结构控制方法，其特征在于，所述根据所述弧长和所述第一弹性结构的曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵，包括：
根据所述弧长和所述第一弹性结构的曲率构建第三关系式；
根据正运动学方法得到单一齐次变换矩阵；
根据所述第三关系式和所述单一齐次变换矩阵，得到所述齐次变换矩阵。
6.一种手部外骨骼结构控制装置，其特征在于，包括：
结构建立模块，用于根据第一弹性结构、第二弹性结构和手指关节结构建立手部外骨骼结构；
参数获取模块，用于根据所述手部外骨骼结构的几何结构信息，得到所述第一弹性结构所受的张力、所述第一弹性结构和所述第二弹性结构之间的相对位移、所述第一弹性结构的弧长和所述手部外骨骼结构的曲率；
关系获取模块，用于根据所述张力值和所述曲率构建第一关系式，根据所述相对位移和所述曲率构建第二关系式，根据所述弧长和所述曲率构建第三关系式，并获取所述第三关系式对应的齐次变换矩阵；所述齐次变换矩阵中的元素包括所述曲率；
模型建立模块，用于根据所述关系式和所述齐次变换矩阵构建外骨骼运动学模型，所述外骨骼运动学模型表示通过所述齐次变换矩阵利用所述相对位移来控制手部外骨骼结构的尖端位置矢量;
结构控制模块，用于基于所述外骨骼运动学模型，通过对所述第二弹性结构施加力改变所述相对位移实现对所述手部外骨骼结构进行控制。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述手部外骨骼结构控制方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述手部外骨骼结构控制方法。
CN202210238585.5A 2022-03-11 2022-03-11 手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质 Active CN114734426B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210238585.5A CN114734426B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210238585.5A CN114734426B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114734426A CN114734426A (zh) 2022-07-12
CN114734426B true CN114734426B (zh) 2024-05-24

Family

ID=82275207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210238585.5A Active CN114734426B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114734426B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244644B1 (en) * 1999-01-25 2001-06-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Compact dexterous robotic hand
WO2010022982A1 (en) * 2008-08-30 2010-03-04 Scuola Superiore Di Studi Universitari S. Anna Method for remote mechanism actuation and exoskeleton aptic interface based thereon
KR20130019922A (ko) * 2011-08-18 2013-02-27 현대자동차주식회사 착용로봇 제어방법
KR20170006816A (ko) * 2015-07-09 2017-01-18 울산과학기술원 케이블을 이용한 착용형 손 외골격 장치
KR101701695B1 (ko) * 2015-08-07 2017-02-03 대한민국 착용형 손 외골격 장치
CN106548033A (zh) * 2016-11-11 2017-03-29 电子科技大学 一种在随机路面条件下的下肢外骨骼逆运动分析方法
CN106983634A (zh) * 2017-04-20 2017-07-28 西安交通大学 一种基于多段连续结构的外骨骼手指功能康复装置
CN107397648A (zh) * 2017-06-30 2017-11-28 中国科学院自动化研究所 一种手部康复装置及系统
WO2018000854A1 (zh) * 2016-06-29 2018-01-04 深圳光启合众科技有限公司 对人体上肢进行运动意图识别和助力的方法及装置
WO2019033001A1 (en) * 2017-08-10 2019-02-14 The Regents Of The University Of California HAND EXOSQUELET DEXTRE
CN110271020A (zh) * 2019-05-29 2019-09-24 浙江大学 仿生机械运动学优化方法
CN110394784A (zh) * 2019-07-18 2019-11-01 天津大学 一种应用于钢琴教学的机械手欠驱动结构及设计方法
CN110653818A (zh) * 2019-09-17 2020-01-07 清华大学深圳国际研究生院 一种平面气驱软体机械臂逆运动学求解方法
CN110665192A (zh) * 2019-10-16 2020-01-10 哈尔滨理工大学 一种康复型外骨骼手套机器人
CN110812119A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 中国科学院自动化研究所 手部外骨骼机构及机器人
CN111098323A (zh) * 2020-01-19 2020-05-05 浙江工业大学 一种基于力与位移模糊混合控制的五指灵巧手及其控制方法
WO2020180965A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 Georgia Tech Research Corporation Voice-activated, compact, and portable robotic system
CN114129392A (zh) * 2021-12-07 2022-03-04 山东大学 可调控末端指尖力的自适应冗余驱动外骨骼康复机器人
CN114174006A (zh) * 2019-07-19 2022-03-11 西门子（中国）有限公司 机器人手眼标定方法、装置、计算设备、介质以及产品

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9226796B2 (en) * 2012-08-03 2016-01-05 Stryker Corporation Method for detecting a disturbance as an energy applicator of a surgical instrument traverses a cutting path
EP2954988B1 (en) * 2013-03-08 2020-05-06 Kyushu University, National University Corporation Hand exoskeleton device
WO2015095459A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Robotic finger exoskeleton
KR101609158B1 (ko) * 2014-05-12 2016-05-17 울산과학기술원 손가락 움직임 측정 시스템 및 측정 방법
WO2016088071A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Telerobot Labs S.R.L. Aid device for the movement and/or rehabilitation of one or more fingers of a hand
JP6921602B2 (ja) * 2017-04-21 2021-08-18 キヤノン株式会社 連続体ロボットの制御システム及びその制御方法、並びに、プログラム
US10896760B2 (en) * 2017-10-05 2021-01-19 International Business Machines Corporation Estimation of muscle activities using the muscles relationship during simulating movements

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244644B1 (en) * 1999-01-25 2001-06-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Compact dexterous robotic hand
WO2010022982A1 (en) * 2008-08-30 2010-03-04 Scuola Superiore Di Studi Universitari S. Anna Method for remote mechanism actuation and exoskeleton aptic interface based thereon
KR20130019922A (ko) * 2011-08-18 2013-02-27 현대자동차주식회사 착용로봇 제어방법
KR20170006816A (ko) * 2015-07-09 2017-01-18 울산과학기술원 케이블을 이용한 착용형 손 외골격 장치
KR101701695B1 (ko) * 2015-08-07 2017-02-03 대한민국 착용형 손 외골격 장치
WO2018000854A1 (zh) * 2016-06-29 2018-01-04 深圳光启合众科技有限公司 对人体上肢进行运动意图识别和助力的方法及装置
CN107538469A (zh) * 2016-06-29 2018-01-05 深圳光启合众科技有限公司 对人体上肢进行运动意图识别和助力的方法及装置
CN106548033A (zh) * 2016-11-11 2017-03-29 电子科技大学 一种在随机路面条件下的下肢外骨骼逆运动分析方法
CN106983634A (zh) * 2017-04-20 2017-07-28 西安交通大学 一种基于多段连续结构的外骨骼手指功能康复装置
CN107397648A (zh) * 2017-06-30 2017-11-28 中国科学院自动化研究所 一种手部康复装置及系统
WO2019033001A1 (en) * 2017-08-10 2019-02-14 The Regents Of The University Of California HAND EXOSQUELET DEXTRE
WO2020180965A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 Georgia Tech Research Corporation Voice-activated, compact, and portable robotic system
CN110271020A (zh) * 2019-05-29 2019-09-24 浙江大学 仿生机械运动学优化方法
CN110394784A (zh) * 2019-07-18 2019-11-01 天津大学 一种应用于钢琴教学的机械手欠驱动结构及设计方法
CN114174006A (zh) * 2019-07-19 2022-03-11 西门子（中国）有限公司 机器人手眼标定方法、装置、计算设备、介质以及产品
CN110653818A (zh) * 2019-09-17 2020-01-07 清华大学深圳国际研究生院 一种平面气驱软体机械臂逆运动学求解方法
CN110665192A (zh) * 2019-10-16 2020-01-10 哈尔滨理工大学 一种康复型外骨骼手套机器人
CN110812119A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 中国科学院自动化研究所 手部外骨骼机构及机器人
CN111098323A (zh) * 2020-01-19 2020-05-05 浙江工业大学 一种基于力与位移模糊混合控制的五指灵巧手及其控制方法
CN114129392A (zh) * 2021-12-07 2022-03-04 山东大学 可调控末端指尖力的自适应冗余驱动外骨骼康复机器人

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Design and Control of a Wearable Hand Rehabilitation Robot;Cheng, L;《IEEE》;全文 *
串联弹性驱动器设计、建模及在机器人上的应用;孙宁;程龙;《自动化学报》;第47卷(第7期);全文 *
刚柔混合线驱动仿生机械手的设计与分析;张馨;《中国优秀硕士论文全文库信息科技》(第3期);全文 *
可展开桁架式抓取机械手设计与控制研究;李国涛;《中国优秀博士论文全文库工程信息科技》(第1期);全文 *
基于形状记忆合金弹簧的柔性驱动模块的设计与控制研究;杨浩;《中国优秀博士论文全文库信息科技》(第8期);全文 *
康复机器人与智能辅助系统的研究进展;侯增广;《自动化学报》;第42卷(第12期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114734426A (zh) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Goharimanesh et al. A fuzzy reinforcement learning approach for continuum robot control
CN108876815B (zh) 骨骼姿态计算方法、人物虚拟模型驱动方法及存储介质
WO2018107851A1 (zh) 冗余机械臂的控制方法及装置
Chhabra et al. Properties of synergies arising from a theory of optimal motor behavior
CN109718059A (zh) 手部康复机器人自适应控制方法及装置
CN108693958B (zh) 一种手势识别方法、装置及系统
CN109344477B (zh) 一种6自由度机械臂逆运动学求解方法
CN107457780B (zh) 控制机械臂运动的方法及装置、存储介质和终端设备
CN112959326B (zh) 机器人正运动学求解方法、装置、可读存储介质及机器人
Dehghani et al. Compact modeling of spatial continuum robotic arms towards real-time control
CN112775931A (zh) 机械臂控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
Zhao et al. A learning-based multiscale modelling approach to real-time serial manipulator kinematics simulation
CN114734426B (zh) 手部外骨骼结构控制方法、装置、电子设备及存储介质
Asghari et al. A planar neuro-musculoskeletal arm model in post-stroke patients
CN107909003A (zh) 一种针对大词汇量的手势识别方法
JP6043146B2 (ja) 骨に沿った筋肉の運動および関節のまわりの筋肉の運動を数値的にシミュレートする方法およびシステム
CN112818481B (zh) 弹性平面约束的细长软体机器人的建模与控制方法
Li et al. Using goal-conditioned reinforcement learning with deep imitation to control robot arm in flexible flat cable assembly task
JP2005011037A (ja) ポインティングデバイス
CN108388699A (zh) 中心刚体-fgm楔形梁系统末端动力学响应计算方法
Franco et al. Discrete-time model based control of soft manipulator with FBG sensing
US11207773B2 (en) Action transfer device, action transfer method, and non-transitory computer-readable medium storing action transfer program
Xu et al. An effective nonlinear dynamic formulation to analyze grasping capability of soft pneumatic robotic gripper
Miripour Fard et al. On the manipulability of swing foot and stability of human locomotion
Dash et al. A inverse kinematic solution of a 6-dof industrial robot using ANN

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant