一种主动减少晃动的力控方法及系统、自平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种主动减少晃动的力控方法及系统、自平衡装置，所述主动减少晃动的力控方法，用于在载具行驶过程中减少载具内支撑件的晃动，包括：获取载具行驶过程中在第一时刻的第一载具振动信息和第一支撑件振动信息；基于载具和支撑件之间的动力学关系、第一载具振动信息和第一支撑件振动信息，确定任务空间的第一控制力；基于第一控制力控制执行机构带动支撑件相对于载具运动，以在载具行驶过程中减少支撑件的晃动。本发明专利技术基于控制力主动控制执行机构动作，可以减少载具行驶过程中支撑件的晃动，提高支撑件上放置物品的平稳性，同时使控制过程中施加的控制力更柔顺；针对用户对象，更柔顺的控制力使用户体验更好。更柔顺的控制力使用户体验更好。更柔顺的控制力使用户体验更好。

【技术实现步骤摘要】
一种主动减少晃动的力控方法及系统、自平衡装置


[0001]本专利技术涉及控制领域，尤指一种主动减少晃动的力控方法及系统、自平衡装置。

技术介绍

[0002]在船舶出海航行时，因恶劣海况下剧烈风浪的影响，船舶会产生严重的低频大幅振动。其振动主要为横摇和纵摇。横摇为船舶左右摇摆，纵摇则是船舶前后摇摆，垂荡为船舶上下起伏。若遇到较大的风浪，船舶会横向、纵向同时摇晃，使舰艇发生不规律的摇晃，甚至是抖动。5级海况下，1000吨左右的船只，其横摇角可达到20
°
，纵摇角可达到10
°
，垂荡幅值可达到1m。这些摇摆和振动会导致船上人员出现晕动症，包括呼吸困难、冒冷汗、恶心呕吐等，严重者甚至危及生命。
[0003]传统的船舶减摇装置(减摇水舱、减摇舵、减摇陀螺、减摇鳍、减摇重块等)体积重量大、功耗大、成本高，主要用于减缓船舶整体的横摇，船舶经减摇装置处理后依然有较大的摇摆，无法完全解决晕船等问题。
[0004]目前有利用机器人机构构建自平衡平台，比如防晕床，利用机器人机构的体积小、负载高的优点，结合机器人的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动减少晃动的力控方法，用于在载具行驶过程中减少载具内支撑件的晃动，其特征在于，包括：获取载具行驶过程中在第一时刻的第一载具振动信息和第一支撑件振动信息；基于所述载具和所述支撑件之间的动力学关系、所述第一载具振动信息和所述第一支撑件振动信息，确定任务空间的第一控制力；基于所述第一控制力控制执行机构带动所述支撑件相对于所述载具运动，以在所述载具行驶过程中减少所述支撑件的晃动。2.根据权利要求1所述的一种主动减少晃动的力控方法，其特征在于，还包括：获取载具行驶过程中在第二时刻的第二载具振动信息和第二支撑件振动信息；获取完成与所述第一控制力对应的第一执行动作后的所述执行机构的关节空间位移；根据所述执行机构的关节空间位移，进行运动学正解得到所述载具和所述支撑件之间的相对运动信息；基于所述载具和所述支撑件之间的动力学关系、所述第二载具振动信息、所述第二支撑件振动信息以及所述载具和所述支撑件之间的相对运动信息，确定所述任务空间的第二控制力；基于所述第二控制力控制所述执行机构带动所述支撑件相对于所述载具运动。3.根据权利要求2所述的一种主动减少晃动的力控方法，其特征在于，所述的基于所述载具和所述支撑件之间的动力学关系、所述第二载具振动信息、所述第二支撑件振动信息以及所述载具和所述支撑件之间的相对运动信息，确定所述任务空间的第二控制力，包括：基于所述第二载具振动信息、所述第二支撑件振动信息，以及所述载具和所述支撑件之间的相对运动信息，确定横摇的控制率、纵摇的控制率和垂荡的控制率；基于所述载具和所述支撑件之间的动力学关系、所述横摇的控制率、所述纵摇的控制率和所述垂荡的控制率，确定所述任务空间的第二控制力。4.根据权利要求3所述的一种主动减少晃动的力控方法，其特征在于，采用PID控制算法确定所述横摇的控制率和所述纵摇的控制率，采用弹簧阻尼和天棚阻尼控制算法确定所述垂荡的控制率。5.根据权利要求4所述的一种主动减少晃动的力控方法，其特征在于，所述的采用PID控制算法确定所述横摇的控制率和所述纵摇的控制率，采用弹簧阻尼和天棚阻尼控制算法确定所述垂荡的控制率，包括：采用下述公式计算横摇的控制率纵摇的控制率和垂荡的控制率和垂荡的控制率其中，为所述第二载具振动信息中的垂向加速度，为第二载具振动信息中的横摇角加速度，为第二载具振动信息中的纵摇角加速度，为所述第二支撑件振动信息中的垂向速度，α
B
为所述第二支撑件振动信息中的横摇角，为所述第二支撑件振动信息中的横摇角速度，γ
B
为所述第二支撑件振动信息中的纵摇角，为所述第二支撑件振动信息中
的纵摇角速度，Δy为所述相对运动信息中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡景晨，
申请(专利权)人：上海新纪元机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：