[发明专利]基于形状记忆合金的变刚度关节控制方法

摘要

一种基于形状记忆合金的变刚度关节控制方法，属于软体驱动控制领域，基于形状记忆合金变刚度控制系统和关节运动控制系统实现。首先，通过Bang‑Bang控制器，计算形状记忆合金的输入电流。其次，在形状记忆合金的相变过程中，以马氏体体分数ξ描述形状记忆合金相变程度，由Brinsion本构模型计算形状以及合金的应力σ。再次，利用输出方程和应力σ计算整个变刚度系统的输出力F0与形状记忆合金相变ε，以输出力F0改变外骨骼刚度。最后，根据F0和形状记忆合金相变ε构建外骨骼运动学以及动力学模型；通过关节运动控制系统使外骨骼跟随人体运动。本发明能够计算SMA相变过程中产生的力和位移，有效提升SMA相变的迟滞性实时性；能够改变刚度的同时，使外骨骼设备跟随人体运动，达到随动助力的效果。