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公开(公告)号：CN109620108B
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN201910056648.3
申请日：2019-01-22
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内视觉导航方法，属于自动化工程技术领域。该方法在利用双半球型胶囊机器人在万向旋转磁场中的随动性以确定其轴线的侧摆俯仰角的基础上，在双半球型胶囊机器人内安装铅垂角度传感器，确定摄像头绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角，进而确定摄像头姿态；再利用万向旋转磁场的均匀性，结合姿态信息通过坐标转换确定在固定坐标系内弯曲肠道图像暗区质心相对于双半球型胶囊机器人的方向向量，实现万向旋转磁场对双半球型胶囊机器人在弯曲肠道内的导航。本发明避免使用多目摄像机结构和复杂肠道三维重建技术，且无须计算双半球型胶囊机器人具体位置信息，即可实现单目视觉辅助双半球型胶囊机器人在肠道内的导航作业。
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公开(公告)号：CN108759812B
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN201810285619.X
申请日：2018-03-28
Applicant: 大连理工大学
IPC: A61B1/00
Abstract: 本发明属于自动化工程技术领域，涉及三维封闭非结构空间内胶囊机器人及待测目标的相对定位方法。将胶囊机器人定点悬停调姿时所获得的实时图像通过无线传输至人机交互界面，运用图像处理，对获取的图像进行目标特征点的识别与提取，并根据单目视觉测距原理将目标区域到摄像机的距离转化为摄像机光心到具体特征点的距离。通过改变磁矢量轴线方位带动胶囊摄像机原地进行待测区域特征目标的搜索，根据摄像机图像确定胶囊机器人和待测目标相对于参考位置的空间距离，结合胶囊机器人两次获得目标特征时的俯仰角和側摆角信息，以及胶囊机器人与待测目标相对参考位置的空间几何关系，确定胶囊机器人与待测目标相对待测区域某参考位置的定位方法。
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公开(公告)号：CN111604935A
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN202010484343.5
申请日：2020-06-01
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明属于自动化工程技术领域，涉及一种电磁驱动两自由度球型机器人手腕及其控制方法，具体为一种通过相同转动中心的内、外部万向节两个输出端同轴连接所构成随动机构内置径向磁化永磁体在空间万向旋转磁场同轴随动磁矩直接驱动下实现侧摆、俯仰二自由度转动的机器人高集成主动球型手腕装置。本发明克服了复杂传动机械手腕的弊端，手腕传动系统结构简单轻便、传动效率高、系统静态及动态性能好、控制响应速度快。本发明可克服了现有球形电磁驱动关节三维复杂磁场的建模难题，实现球形电磁驱动关节磁场精确建模和电磁耦合和力学耦合的精准解耦，显著提高电磁驱动球形关节控制的响应灵敏度和定位精度。
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公开(公告)号：CN109730625A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910173796.3
申请日：2019-03-08
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明属于自动化工程技术领域，涉及一种用于驱动胶囊机器人的空间万向旋转磁场的三维空间电压矢量控制方法。本发明通过对三轴正交亥姆霍兹线圈上的三维电压空间矢量末端轨迹进行控制，产生空间万向旋转磁场，可便利地通过参数的调整实现对不同频率、幅值、轴线方向的旋转磁场的控制。在旋转一周等分的每一个控制周期中，取瞬时电压矢量来进行合成，保证每个控制周期内所合成的磁场变化与目标轨迹的趋近，提升了旋转磁场的精度，为日后空间万向旋转磁场控制胶囊机器人的临床应用奠定了坚实的基础。
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公开(公告)号：CN108759812A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810285619.X
申请日：2018-03-28
Applicant: 大连理工大学
CPC classification number: G01C21/005 , G01C11/00 , G01C21/08
Abstract: 本发明属于自动化工程技术领域，涉及三维封闭非结构空间内胶囊机器人及待测目标的相对定位方法。将胶囊机器人定点悬停调姿时所获得的实时图像通过无线传输至人机交互界面，运用图像处理，对获取的图像进行目标特征点的识别与提取，并根据单目视觉测距原理将目标区域到摄像机的距离转化为摄像机光心到具体特征点的距离。通过改变磁矢量轴线方位带动胶囊摄像机原地进行待测区域特征目标的搜索，根据摄像机图像确定胶囊机器人和待测目标相对于参考位置的空间距离，结合胶囊机器人两次获得目标特征时的俯仰角和側摆角信息，以及胶囊机器人与待测目标相对参考位置的空间几何关系，确定胶囊机器人与待测目标相对待测区域某参考位置的定位方法。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106549508A
公开(公告)日：2017-03-29
申请号：CN201610997340.5
申请日：2016-11-11
Applicant: 大连理工大学
IPC: H02J50/12
Abstract: 本发明属于自动化工程技术领域，涉及一种空间线极化万向交变磁场的定向无线能量传输方法。本发明提供一种由三轴正交亥姆霍兹线圈所叠加出的空间线极化交变磁场的方向可任意调整的驱动方法与具体操作途径，调节三轴正交亥姆霍兹线圈中三股交流电的电流幅值与相位，使叠加出的线极化磁矢量方向与感应线圈轴线方向重合并发生电磁感应，满足能量接收装置的供能需求，从而实现高效、安全、稳定的定向性无线能量传输；同时能量接收装置内置的感应线圈体积可大大减小，为日后胶囊机器人的功能扩展奠定了坚实的基础。
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公开(公告)号：CN104764586A
公开(公告)日：2015-07-08
申请号：CN201510157709.7
申请日：2015-04-03
Applicant: 大连理工大学
IPC: G01M10/00
Abstract: 一种螺旋胶囊机器人液体阻力矩的在线测量方法和转差角的计算方法，通过对三组线圈分别加载以空间某一固定轴线方位角为输入变量的相关幅值和相位及以各自线圈电结构参数进行幅度补偿的同频率三相正弦电流信号使线圈内部产生均匀旋转磁场驱动胶囊机器人旋进；逐渐减小修正驱动电流，使机器人刚好出现丢步，对应的电流即为临界驱动电流，并由磁耦合力矩公式得到液体阻力矩。本发明实现了胶囊机器人在液体中受到液体阻力矩的实时非接触检测和转差角的计算，提高了液体阻力矩测量准确性，为进行廓形优化减小对肠道的液体扭曲阻力矩与有效提高能源利用率奠定了基础。
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公开(公告)号：CN103341865B
公开(公告)日：2015-06-24
申请号：CN201310282753.1
申请日：2013-07-05
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明涉及一种三自由度等速解耦空间机器人主动球型腕与万向柔顺控制方法，是上下半球旋转体均采用回转平面法线与旋转轴存在夹角的偏置方式，上下旋转体的两个旋转轴交点为上下旋转体半球形的球心，其两个旋转轴的交点分别与内外部球笼万向节的转动中心重合，实现三个输入运动的等速解耦；外部球笼万向节的输出端与上旋转体轴颈以轴承悬浮连接，三个绝对转角码盘分别与上下旋转体和自转运动的电机与减速系统输出端相连；腕部输出末端安装六维ATI传感器；上下半球旋转关节及自转运动关节通过系统摩擦力补偿技术，实现腕部万向柔顺随动控制模式。本发明定位准确，运动平稳，避免了运动耦合与机械臂的振动现象，球型腕全柔顺模式可有效解除机械干涉。
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公开(公告)号：CN103341865A
公开(公告)日：2013-10-09
申请号：CN201310282753.1
申请日：2013-07-05
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明涉及一种三自由度等速解耦空间机器人主动球型腕与万向柔顺控制方法，是上下半球旋转体均采用回转平面法线与旋转轴存在夹角的偏置方式，上下旋转体的两个旋转轴交点为上下旋转体半球形的球心，其两个旋转轴的交点分别与内外部球笼万向节的转动中心重合，实现三个输入运动的等速解耦；外部球笼万向节的输出端与上旋转体轴颈以轴承悬浮连接，三个绝对转角码盘分别与上下旋转体和自转运动的电机与减速系统输出端相连；腕部输出末端安装六维ATI传感器；上下半球旋转关节及自转运动关节通过系统摩擦力补偿技术，实现腕部万向柔顺随动控制模式。本发明定位准确，运动平稳，避免了运动耦合与机械臂的振动现象，球型腕全柔顺模式可有效解除机械干涉。
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公开(公告)号：CN101659054A
公开(公告)日：2010-03-03
申请号：CN200910306805.8
申请日：2009-09-09
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明属于自动化工程技术领域，涉及一种胶囊机器人及其多楔形效应驱动控制方法。其特征是通过构建机器人外表面多个附有螺旋肋铜瓦的凸起外形，与管壁形成多个楔形角，通过流体的多楔形效应原理实现胶囊机器人的运动控制，通过机器人多块附有螺旋肋铜瓦的离心力与微弹性铰链元件的刚度调整胶囊机器人与柔弹性管壁的接触程度，通过两磁极圆环产生旋转磁场，来实现胶囊机器人游动速度的调整和控制。本发明的效果和益处是机器人的驱动效率高，可靠性和实用性好，能实现胶囊机器人在柔弹性管壁内的垂直游动，柔弹性壁环境内的适应性好，管径适用范围大，控制简便易行。
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