【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制连续体机器人的系统和方法以及连续体机器人
[0001]本专利技术涉及用于连续体机器人的控制系统和控制方法以及连续体机器人。
技术介绍
[0002]连续体机器人，也称为连续型机器人，具有带柔性结构的可弯曲单元，并且通过将可弯曲单元变形来控制可弯曲单元的形状。与由刚性连杆构成的机器人(以下简称“刚性连杆机器人”)相比，这种连续体机器人具有两个主要优点。第一个优点是，连续体机器人仅通过在刚性连杆机器人会卡住的狭窄空间或具有散乱的物体的环境中操纵连续体机器人的顶端，就可以沿着物体的曲线移动。第二个优点是连续体机器人具有使其能够在不损坏易碎物体的情况下尤其是在开放空间中进行操作的固有的柔软性。在这种情况下，不一定需要刚性连杆机器人中所需的末端执行器处的外力检测。
[0003]利用这一特征，连续体机器人有望应用于诸如内窥镜护套和导管的医疗领域，以及诸如救援机器人的极限工作机器人。连续体机器人可以由肌腱驱动、推拉线、空气致动器等驱动。
[0004]专利文献1公开了一种机械手的控制方法，其检测在驱动线中产生的负载量，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制连续体机器人的控制系统，所述连续体机器人包括由线驱动并被构造为可弯曲的至少一个可弯曲单元和对线进行驱动的驱动单元，所述控制系统包括：位置控制单元，其被构造为将线的目标张力输出，其中，位置控制单元进行控制，使得补偿由驱动单元对线的推拉驱动的目标位移与从连续体机器人获得的、对线进行保持的线保持机构的位移之间的误差；以及力控制单元，其被构造为进行控制，使得补偿从位置控制单元输出的线的目标张力与从连续体机器人获得的线的张力之间的误差，其中，构造有包括力控制单元的第一环控制系统以及包括力控制单元和位置控制单元的第二环控制系统。2.根据权利要求1所述的用于控制连续体机器人的控制系统，所述控制系统还包括运动学计算单元，所述运动学计算单元基于可弯曲单元的目标弯曲角度的输入来进行运动学计算，以输出目标位移。3.根据权利要求1或2所述的用于控制连续体机器人的控制系统，其中，通过将力控制单元的增益乘以第一系数来计算第一增益，并且通过将位置控制单元的增益乘以第二系数来计算第二增益，并且其中，第二增益是根据第一增益计算的。4.根据权利要求3所述的用于控制连续体机器人的控制系统，其中，第一系数根据可弯曲单元的目标弯曲角度而变化。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于控制连续体机器人的控制系统，其中，连续体机器人包括可弯曲单元中的一个可弯曲单元中的多条线以及驱动所述多条线中的各条线的多个驱动单元，并且其中，第一环控制系统和第二环控制系统被构造为与所述多个驱动单元中的各驱动单元相对应。6.根据权利要求5所述的用于控制连续体机器人的控制系统，其中，当通过将力控制单元的增益乘以第一系数而获得第一增益时，第一系数对于各驱动单元不同。7.根据权利要求5或6所述的用于控制连续体机器人的控制系统，其中，可弯曲单元中的一个可弯曲单元中的所述多条线中的一条线固定到连续体机器人上的基座单元。8...
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