一种自平衡高空作业台及其控制方法

文档序号:25955654发布日期:2021-07-20 17:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自平衡高空作业台,其特征在于,包括:

小臂;

驱动电机,其设置在所述小臂一端,位于所述小臂的内部;

行星减速机构,其一端连接所述驱动电机的输出端;

制动机构,其设置在所述驱动电机和所述行星减速机构之间;

作业平台,其与所述行星减速机构的另一端固定连接。

2.根据权利要求1所述的自平衡高空作业台,其特征在于,所述行星减速机构包括:

太阳轮,其与所述驱动电机的输出端固定连接;

至少两个行星轮,其与所述太阳轮啮合;

行星架,其固定连接所述行星轮;

齿圈,其与所述作业平台固定连接,所述齿圈具有内齿,并与所述行星轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的自平衡高空作业台,其特征在于,所述行星减速机构为2k-h轮系。

4.根据权利要求3所述的自平衡高空作业台,其特征在于,所述减速机构的减速比为13。

5.根据权利要求2所述的自平衡高空作业台,其特征在于,所述制动机构包括:

制动器,其设置在所述小臂的内壁上;

制动盘,其固定设置在在所述驱动电机输出轴上。

6.根据权利要求5所述的自平衡高空作业台,其特征在于,还包括:

运算与控制单元,其与所述驱动电机、所述制动机构以及所述作业平台电连接。

7.一种自平衡高空作业台的控制方法,其特征在于,通过ddpg网络根据作业平台的位置信息控制驱动电机,使驱动电机带动作业平台进行相应运动,具体包括:

建立并训练ddpg网络,保存训练所得权重参数;

将训练好的ddpg网络移植到运算与控制单元中,对作业平台的位置进行控制。

8.根据权利要求7所述的自平衡高空作业台的控制方法,其特征在于,还包括:

在训练过程中,ddpg网络根据通过传感器获取作业平台与水平面的夹角信息、作业平台角速度、作业平台载荷,决策出当前动作并执行;

奖励函数针对当前状态给出奖励标量,并通过ddpg网络采集下一时刻的状态信息,得出最优的神经网络权重后进行复制。

9.根据权利要求8所述的自平衡高空作业台的控制方法,其特征在于,所述ddpg网络的状态空间st包括:

其中,θ表征作业平台与水平面归一化的夹角关系,θ∈(-1,1];

当θ=0度时,作业平台呈水平姿态;表征作业平台归一化的角加速度量,w表征归一化的动平台载荷,w∈[0,1];θ可由角位移传感器测得;可通过对θ进行微分获得;w可由应变片式压力传感器测得。

10.根据权利要求9所述的自平衡高空作业台的控制方法,其特征在于,本发明的奖励函数为:

reward=reward1+reward2

其中,

式中,m0,m1为阈值常数,m0=1,m1=1,reward1为第一奖励分量,reward2为第二奖励分量,done为训练结束标志;

当done=1,θ>m0、时,本回合训练终止;

或当前回合步长超过1000时,本回合训练终止,此时,reward2=-100。


技术总结
本发明公开了一种自平衡高空作业台,包括:小臂;伺服电机,其设置在所述小臂一端,位于所述小臂的内部;行星减速机构,其一端连接所述伺服电机的输出端;制动总成,其设置在所述伺服电机和所述行星减速机构之间;作业平台,其与所述行星减速机构的另一端固定连接。本发明提供的自平衡高空作业台,能够在作业过程中调整作业平台的姿态,提高作业效率,减轻操作人员的负担。本发明还设计开发了一种自平衡高空作业台的控制方法,通过DDPG网络对驱动电机的输出力矩进行控制,实现在作业过程中自动控制作业平台姿态,适应性强。

技术研发人员:赵伟强;马小未;向荣辉
受保护的技术使用者:吉林大学
技术研发日:2021.05.12
技术公布日:2021.07.20
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