[发明专利]连续体机器人及其运动学模型的修改方法和其控制方法

权利要求书

1.一种连续体机器人，包括：

基部；

位于基部中的第一致动器；

第一线被配置为从第一致动器传递致动力；

第一可弯曲部分能够根据第一线传递的驱动力而弯曲；

位于基部中的第二致动器；

第二线被配置为从第二致动器传递致动力；

第二可弯曲部分，设置为与第一可弯曲部分纵向相邻并且能够根据第二线传递的驱动力而弯曲；以及

控制器被配置控制第一致动器和第二致动器，

其中，控制器包括：

计算器被配置为根据对应于第一可弯曲部分的目标角度和第二可弯曲部分的目标角度的目标曲率向量来计算(a)根据第一线的驱动第二可弯曲部分的弯曲角度以及(b)根据第二线的驱动第一可弯曲部分的弯曲角度，以获得矩阵；

校正部分被配置为基于所获得的矩阵的逆矩阵来校正所述目标曲率向量，以及

运算部分被配置为基于所述校正的目标曲率向量来运算第一致动器和第二致动器的驱动量，

其中，控制器基于所述驱动量控制第一致动器和第二致动器。

2.根据权利要求1所述的连续体机器人，其中，控制器控制第一线的驱动和第二线的驱动，使得第一可弯曲部分的目标角度通过第一可弯曲部分和第二可弯曲部分的弯曲量的总和来实现。

3.根据权利要求1所述的连续体机器人，其中控制器执行跟随领导者控制。

4.一种连续体机器人的控制方法，

该连续体机器人包括：

基部；

位于基部中的第一致动器；

第一线被配置为从第一致动器传递致动力；

通过驱动第一线而弯曲的第一可弯曲部分；

位于基部中的第二致动器；

第二线被配置为从第二致动器传递致动力；

设置为与第一可弯曲部分纵向相邻并且通过驱动第二线而弯曲的第二可弯曲部分；

控制器被配置控制第一致动器和第二致动器，以及

所述方法包括：

根据对应于第一可弯曲部分的目标角度和第二可弯曲部分的目标角度的目标曲率向量来计算(a)根据第一线的驱动第二可弯曲部分的弯曲角度以及(b)根据第二线的驱动第一可弯曲部分的弯曲角度，以获得矩阵；

基于所获得的矩阵的逆矩阵来校正所述目标曲率向量；

基于所述校正的目标曲率向量来运算第一致动器和第二致动器的驱动量，以及

基于所述驱动量控制第一致动器和第二致动器。

5.根据权利要求4所述的连续体机器人的控制方法，还包括：

使用第一可弯曲部分和第二可弯曲部分的运动学模型来控制第一线和第二线的驱动的模型使得第一可弯曲部分的目标角度通过第一可弯曲部分和第二可弯曲部分的弯曲量的总和来实现。

6.根据权利要求4所述的连续体机器人的控制方法，其中，用于修改表示在第一可弯曲部分的目标位置的数据与由于根据连续体机器人的机制从该数据分别导出的第一线和第二线的驱动位移引起的第二可弯曲部分的位置之间的关系的第一可弯曲部分的运动学模型和第二可弯曲部分的运动学模型的修改值是通过使用优化技术的算法获得的，以减小在连续体机器人获得预定位置时第一可弯曲部分的目标位置的数据与和第一可弯曲部分的实际位置相关的测量值之间的差异。

7.根据权利要求6所述的连续体机器人的控制方法，其中，获得根据连续体机器人的第一预定代表性位置的数据由第二线的驱动位移控制的第二可弯曲部分的测量位移，通过使用测量位移、第一预定代表性位置的数据、和修改系数的初始值由最速下降法获得相对于第一预定代表性位置的修改系数，该方法类似地用于第二预定代表性位置，以获得相对于第二预定代表性位置的修改系数，使得相对于多个预定代表性位置中的每一个获得修改系数，并且修改值被获得。

8.根据权利要求7所述的连续体机器人的控制方法，其中，相对于第一预定代表性位置获得的修改系数被用作相对于第二预定代表性位置的最速下降法的修改系数的初始值。