申请/专利权人：上海新纪元机器人有限公司

申请日：2023-04-26

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN116492155B

主分类号：A61G3/08

分类号：A61G3/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2023.08.15#实质审查的生效;2023.07.28#公开

摘要：本发明提供了一种主被动混合减震担架床及其控制方法，包括：底座、担架本体、传感器模块、控制决策模块、被动减震模块、第一旋转驱动组件以及第二旋转驱动组件；所述传感器模块设置在所述底座上，获取底座的加速度数据和姿态角度；所述第一旋转驱动组件固定设置在所述底座上，所述第二旋转驱动组件固定设置在所述第一旋转驱动组件的驱动轴上，且第一旋转驱动组件的驱动轴与第二旋转驱动组件的驱动轴串联正交设置，所述第二旋转驱动组件的驱动轴通过被动减振模块与所述担架本体连接。本发明极大的减小了救护车急加速、急减速带来的纵向加速度冲击，以及救护车急转弯带来的横向加速度冲击。

主权项：1.一种主被动混合减震担架床的控制方法，其特征在于，包括：所述主被动混合减震担架床包括：底座1、担架本体15、传感器模块11、控制决策模块7、被动减震模块13、第一旋转驱动组件以及第二旋转驱动组件；所述传感器模块11设置在所述底座1上，获取底座1的加速度数据和姿态角度；所述第一旋转驱动组件固定设置在所述底座1上，所述第二旋转驱动组件固定设置在所述第一旋转驱动组件的驱动轴上，且第一旋转驱动组件的驱动轴与第二旋转驱动组件的驱动轴串联正交设置，所述第二旋转驱动组件的驱动轴通过被动减振模块与所述担架本体15连接；所述控制决策模块7与所述传感器模块11、所述第一旋转驱动组件以及所述第二旋转驱动组件电连接，所述第一旋转驱动组件、所述第二旋转驱动组件根据摇摆数据调节座椅本体的姿态；所述控制方法包括：步骤S1：所述传感器模块11实时采集本体的横向加速度和纵向加速度；步骤S2：建立担架本体15动力学模型，根据动力学模型计算旋转驱动组件相对于横向加速度和纵向加速度的控制期望目标；步骤S3：采用MPC控制算法基于控制期望目标对旋转驱动组件进行控制；所述步骤S3包括：步骤S3.1：所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件根据控制决策模块7进行转动；步骤S3.2：控制决策模块7根据传感器模块11实时获取的担架本体15对于车体的位姿角进行实时调整，跟踪期望轨迹；所述步骤S3.2包括：步骤S3.2.1：建立第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件两运动轴的动力学方程，根据预测输出与系统真实输出间的误差构建目标函数；步骤S3.2.2：设置第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件的旋转范围约束，在旋转范围约束下计算第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件控制输入量；所述目标函数通过如下方式构建：控制目标为通过控制uα、uβ使担架本体15的俯仰角βh，横滚角αh准确的跟踪期望目标；采用前向欧拉法离散化动力学方程得：βhk+1＝Aβkβhk+Bβkuβkαhk+1＝Aαkαhk+Bαkuαk其中Aβk、Bβk、Aαk、Bαk为相应的系数矩阵；根据预测输出与系统真实输出间的误差构造目标函数如下 其中，NP为预测时域，NC为控制时域，Q为控制系统的误差权重矩阵，R为控制系统的控制权重矩阵，ρ为权重系数，ε为松弛因子；为k时刻对k+i时刻θ的估计值，为k时刻对k+i时刻θ参考的估计值，Δuk+i|k为k时刻对k+i时刻的控制量。

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