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公开(公告)号：CN115783075B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202211395760.8
申请日：2022-11-09
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于偏心结构与转轮驱动的球形机器人及其控制方法，球形机器人包括转轮机构和摆锤结构，转轮机构安装在内部结构支撑架上，摆锤结构挂接在两内部结构支撑架上，能够绕内部结构支撑架进行转动；控制方法具体为：通过机器人的实际运动状态与预期参考轨迹，得到修正广义加速度，修正广义加速度与机器人的实际运动状态通过在线计算，转化为实际运动控制所需的力矩数值，进而驱动球形机器人运动。本发明利用转轮的角动量转换提供额外的动力矩，对球形机器人的驱动力矩进行补偿，从而提高其翻越障碍的能力，降低加减速过程中因重力势能造成的动能损耗；且控制方法通过逆动力学方程进行系统解耦，减少运动过程中的控制误差。
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公开(公告)号：CN113987961B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202111413509.5
申请日：2021-11-25
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G06F30/27 , G06F17/11 , G06F17/16 , G06N3/0442 , G06N3/048 , G06N3/08 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了机器人跳跃落地检测方法，构建不含机器人关节加速度的二阶外力矩观测器，调节二阶外力矩观测器中的观测器调节参数ωn和ξ的值，使得观测器实时观测到外力矩并得到外力矩观测值序列；将观测器实时观测到的外力矩观测值序列输入长短期记忆神经网络，由长短期记忆神经网络对外力矩观测值序列进行分类，完成机器人跳跃落地检测。本方法通过引入外力矩观测器并结合长短期记忆神经网络，实现了无力传感器的实时落地检测。能够解决了在机器人足底加装力传感器带来的机械特性变差、结构复杂的问题以及基于动力学方程计算的计算量大、检测不准确等问题，提高了机器人机械系统的稳定性，在检测准确率高的同时降低了硬件成本。
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公开(公告)号：CN113850854B
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202111134647.X
申请日：2021-09-27
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明提供了一种基于点面配准的平面检测方法，属于三维重建技术领域。本发明方法具体为：利用八叉树表示点云，基于分枝定界的点面配准算法求取种子点云，通过点面配准找到的种子点云，进行区域增长，获取属于同一平面的点云，利用同一平面的点云进行平面拟合，确定平面。本发明基于分枝定界的点面配准算法求取种子点云，寻找的种子点云更稳定、快速，避免最近迭代点陷入局部极值。
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公开(公告)号：CN115070775B
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202210890454.5
申请日：2022-07-27
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于关键模态分解和CPG的仿人机器人低姿匍匐全身运动规划方法，将直线低姿匍匐运动分解为四个关键运动模态，依据关键运动模态，对基于Hopf振荡器的CPG耦合网络进行参数确定和初始化，求解CPG耦合网络的数学模型，得到机器人右肩部俯仰关节、左肩部俯仰关节、右腿髋部俯仰关节、左腿髋部俯仰关节的矢状面关键运动轨迹；依据关键运动模态转换的相位与幅值，将矢状面关键运动轨迹映射为全身运动轨迹，全身运动轨迹由工控机发送给机器人各关节执行，实现仿人机器人的直线低姿匍匐运动。本发明基于匍匐运动关键模态分解和CPG耦合网络，实现了仿人机器人低姿匍匐全身协同运动的轨迹规划。
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公开(公告)号：CN115946793B
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202310024381.6
申请日：2023-01-09
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： B62D57/032
摘要： 本发明公开了一种机器人自适应地形的足部结构，包括自适应模块、锁死模块、支撑模块和滑块模块；自适应模块的支撑柱上端穿过足板主体与锁死模块的夹持器配合，两夹持器尾端通过弹性件套接在一起；支撑模块固定在足板主体上，且设有滑道，滑块模块位于支撑模块上方，滑块位于滑道中，能够沿滑道水平移动；滑块与其最近的两夹持臂尾端通过弹性件连接。本发明在不降低机器人足部稳定性的前提下，依然能够如履平地或者降低障碍物对机器人运动的影响。
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公开(公告)号：CN115256400B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202211034563.3
申请日：2022-08-26
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了机器人三自由度电驱动耦合关节的运动可行范围线性界定方法，由未超限电机转角向量对应的关节角向量构成运动可行关节角向量集合，将运动可行关节角向量集合沿任意关节的关节可行运动范围分层切片，得到数据切片子集并进行边缘检测，得到边缘可行切片集合；整合所有边缘可行切片集合，按所属近似平面分类，得到待拟合集合；对每一个待拟合集合进行内切平面拟合，求解拟合内切平面表达式；整合所有拟合内切平面表达式，得到耦合关节运动空间可行运动范围凸多面体半空间表达式，凸多面体半空间表达式的线性不等式用于机器人关节端的轨迹规划或轨迹优化。本发明能对耦合关节的耦合关系进行线性描述，最大程度的界定可行的线性运动范围。
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公开(公告)号：CN115256396B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202211010867.6
申请日：2022-08-23
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种基于双层模型预测控制的双足机器人全向行走质心轨迹规划方法，上层MPC在满足ZMP稳定性约束和质心运动可行域约束的条件下，得到稀疏的质心运动轨迹和ZMP轨迹；下层MPC以跟踪上层稀疏轨迹为目标，得到密集质心位置运动轨迹；该密集轨迹经质心轨迹检测器判定无发散后，输出当前时刻的质心运动位置，供机器人使用。本发明采用变周期双层模型预测控制结构，兼顾了生成轨迹的准确性和实时性，通过质心轨迹检测可防止发散轨迹对机器人硬件造成损伤。
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公开(公告)号：CN114851238B
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202210403070.6
申请日：2022-04-18
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开了一种可自动包络夹紧和回弹的多爪夹持器，夹持爪的第三关节末端为半齿轮结构，夹持物体时，第三关节在圆柱形中轴齿条的作用下进行绕轴旋转，夹持爪的第二关节上端在通过连杆与圆柱形中轴齿条向连接，夹持过程中圆柱形中轴齿条的平移运动带动第二关节的绕轴旋转，第二关节和第三关节的绕轴旋转实现夹持器大角度大范围的张开和闭合，实现了该多爪夹持器以不同的形式有效稳固地夹放不同形状的物体；在该多爪夹持器夹取移动物体的过程中夹持爪的第一关节能够自动地向内部包络从而更好更稳地夹紧移动物体以及夹持器松开物品后夹持爪的第一关节自动回弹复原到原位置，松开物品；实现了该多爪夹持器以不同的形式有效稳固地夹放不同形状的物体。
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公开(公告)号：CN114393603B
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202210133998.7
申请日：2022-02-14
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明提供了一种串联型机械臂驱动器模块选型的方法，基于任务需求，将机械臂的所有关节按照不同的任务需求划分为不同的部分，对每个部分配置不同规格的电机和减速器，电机和减速器随机组合成多种规格驱动器模块；每个部分中，多种规格的驱动器模块按照该部分关节的数量进行排列组合，形成机械臂的每个部分；形成每个部分的驱动器模块进行排列组合，作为每个部分的组合库；将不同部分的组合库中的驱动器模块进行排列组合，形成完整的机械臂；机械臂不同部分的驱动器模块进行排列组合，作为机械臂组合库；通过预设参数进行多层筛选和动力学分析，最终得到最优的驱动器模块组合。本发明能有效提高关节驱动器的使用效率，并减小机械臂的重量。
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公开(公告)号：CN111291831B
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202010150780.3
申请日：2020-03-06
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G06F18/214 , G06F18/2411
摘要： 本发明提供了一种仿人机器人摔倒预测方法，采集机器人朝向不同方位摔倒和稳定时的状态数据，形成SVM训练数据集并训练得到SVM分类器；将机器人的状态数据输入训练好的SVM分类器，SVM分类器输出分类结果；在SVM分类器输出分类结果后的判断缓冲时间内，统计被判断为即将摔倒的周期占总控制周期数的比例，根据比例输出最终确定机器人摔倒预测结果。本发明获取训练数据集的方法简单且能够应用在机器人运动时的摔倒预测方法。
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