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公开(公告)号：CN111136687B
公开(公告)日：2023-06-20
申请号：CN201911408005.7
申请日：2019-12-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B25J19/00
Abstract: 一种水下机器人视觉控制目标抓取测试系统与方法，属于水下机器人作业领域。本发明的水面主控工控机通过光端机与嵌入式计算机相连，嵌入式计算机分别与水下视觉摄像机、水下机械手相连，水面主控工控机通过DA板卡与所述三轴悬臂吊相连。通过水下视觉摄像机对目标的实时跟踪，得出目标与水下视觉摄像机的位置关系并转化为水下机械手与目标的位置关系；计算水动力环境模型；计算分析得出测试系统在水中的运动模拟结果及其响应；控制三轴悬臂吊的运动并控制水下机械手对目标进行抓取。本发明在机器人下水前调试控制舱设备，验证水下机器人目标抓取视觉控制过程的可行性和系统的可靠性，具有测试准确可靠、仿真测试充分模拟试验等优点。
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公开(公告)号：CN107225587A
公开(公告)日：2017-10-03
申请号：CN201710511946.8
申请日：2017-06-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种用于海底生物无损捕捞的形状自适应机械手机构，主要针对现有的水下手爪在抓取海参等海生物时形状适应性不强，抓取不可靠或容易抓伤海参等缺点，设计一个电机结合蜗轮蜗杆机构驱动的多指手爪机构，然后驱动各个手指的连杆机构，通过多指手爪机构对海参的周边包络，形状适应性抓取运动，完成对海参等海生物的柔性、无损、可靠抓取。本发明的机械手主要由肩关节模块、可转动臂杆模块、肘关节模块、腕关节模块、形状自适应手爪机构以及两个聚丙烯加长臂杆等装配组合而成。本发明具有抓取可靠、形状适应性好、包络速度快、易于水下密封等优点。
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公开(公告)号：CN109558694B
公开(公告)日：2023-03-17
申请号：CN201811602018.3
申请日：2018-12-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/28 , G01M10/00 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于水下机器人领域，具体涉及一种水下机器人和机械手系统抓取运动过程的水动力分析方法。包括UVMS系统循环水槽试验和CFD数值模拟。UVMS循环水槽试验包括：使用平面运动机构测量UVMS系统保持不同机械手姿态在流场中的受力；使用CFD方法复现水槽试验，验证CFD方法的准确性。本发明应用CFD软件对UVMS机械手水下运动过程进行数值模拟，并拟合获取水下机械手的水动力系数。能够在UVMS系统设计初期代替部分复杂、高昂的水池试验，针对所设计机械手对UVMS系统受力、力矩的扰动作用进行定性、定量分析，获取机械手基于切片理论的水动力系数，进而建立较为准确的水下机械手水动力模型，为UVMS系统的进一步优化设计和运动仿真提供参考。
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公开(公告)号：CN112119986B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202011007510.3
申请日：2020-09-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种用于海生物形状自适应无损抓取的欠驱动多指机械手。本发明针对于现有的水下机械手在抓取海参、扇贝以及海胆等海生物时抓取适应性不强，抓取海生物时抓力不可控而导致海生物容易受到损伤降低其商业价值等缺点，设计了一个舵机驱动结合腱绳‑扭簧传动结构的水下欠驱动多指机械手，将驱动施加于各个手指的腱绳，通过腱绳张紧驱动多手指机构完成弯曲抓握动作，实现对海参等海生物的周边包络，形状自适应抓取运动，完成对海生物的无损、可靠性抓取。本发明的具有抓取形状适应性好、抓取包络范围大、抓取无目标损性好、密封性能好、密封结构简单、抓取可靠性高等优点。
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公开(公告)号：CN112124537A
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN202011009529.1
申请日：2020-09-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人智能控制技术领域，具体涉及一种海底生物自主吸取捕捞的水下机器人智能控制方法。本发明提供了主要用于在复杂水下环境中完成对目标生物的检测识别并引导机器人作业并实现准确吸取指定目标。本发明在作业时，吸取机器人首先通过水下视觉与强化学习算法识别和跟踪作业目标，继而通过自身的位姿反馈调节和机器人的平台运动的智能控制系统推导和优化模糊规则，指导完成海底生物的自主吸取捕捞作业。本发明基于人工智能研究方面的先进成果，能够实现对目标的连续稳定跟踪和自主吸取，具有识别准确、智能程度高、捕捞效率高、作业成本低等优点，本发明实际应用于水下机器人系统设计，对于海生物的高效自主吸取捕捞具有重要意义。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114610021A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210120059.9
申请日：2022-02-07
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 中国船舶重工集团公司第七0七研究所
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种自主式水下航行器归航路径规划方法和装置，该方法包括：获取第一时刻下，母艇的第一位置通信信息，自主式水下航行器的第二位置信息，进而根据第一位置通信信息与第二位置信息获得自主式水下航行器与母艇之间的第一方向矢量；基于第一方向矢量控制自主式水下航行器回转并控制自主式水下航行器直线航行；根据第二位置信息和航向角获得自主式水下航行器在第一时刻的第一状态矩阵；从而获得自主式水下航行器的系统状态方程；基于系统状态方程，通过扩展卡尔曼滤波算法获得自主式水下航行器在第二时刻的路径估计；自主式水下航行器与母艇的距离小于预设距离时控制自主式水下航行器进行对接任务，实现对自主式水下航行器的路径规划。
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公开(公告)号：CN107225587B
公开(公告)日：2021-02-19
申请号：CN201710511946.8
申请日：2017-06-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种用于海底生物无损捕捞的形状自适应机械手机构，主要针对现有的水下手爪在抓取海参等海生物时形状适应性不强，抓取不可靠或容易抓伤海参等缺点，设计一个电机结合蜗轮蜗杆机构驱动的多指手爪机构，然后驱动各个手指的连杆机构，通过多指手爪机构对海参的周边包络，形状适应性抓取运动，完成对海参等海生物的柔性、无损、可靠抓取。本发明的机械手主要由肩关节模块、可转动臂杆模块、肘关节模块、腕关节模块、形状自适应手爪机构以及两个聚丙烯加长臂杆等装配组合而成。本发明具有抓取可靠、形状适应性好、包络速度快、易于水下密封等优点。
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公开(公告)号：CN112140125A
公开(公告)日：2020-12-29
申请号：CN202011009532.3
申请日：2020-09-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种水下柔性目标抓取系统及其精确力感知方法。本发明的一种水下柔性目标抓取系统主要用于在复杂水下环境中完成对抓取力的精确感知和对作业目标的无损可靠抓取。传感器首先通过与手爪相连的弹性体与应变电桥感知形变，随后力信号经过电路系统转化为电信号经处理后传输至上位机，最后经由基于最小二乘原理的数据解耦算法进行处理，补偿水动力和摩擦后得到最终的实际抓取力大小。本发明的一种水下柔性目标抓取系统的精确力感知方法能够在水下机器人腕力传感器系统设计初期代替部分复杂高昂的水池实验，针对外载荷作用下的输出进行定性定量分析，为水下机器人抓取力感知与控制的进一步优化设计提供参考。
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公开(公告)号：CN106737659A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611009723.3
申请日：2016-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B25J9/16
CPC classification number: B25J9/1607 , B25J9/1605
Abstract: 本发明提供一种水下无人航行器和机械手系统的手艇协调控制方法，通过PC104、数据采集板、机械手电机、螺旋桨推进器、磁罗经、多普勒测速仪等设备构建水下无人航行器控制系统，获取系统各自由度的姿态信息，同时进行硬件层面的控制；根据航行器和机械手的位置姿态建立内部扰动力观测器，依据牛顿‑欧拉方法观测各时刻因系统姿态变化产生的倾斜力矩和耦合力矩；建立航行器和机械手的协调运动控制器，在控制中对航行器作业过程中受到的机械手扰动力进行补偿，实现作业过程中航行器稳定和精确控制。本发明可实际应用于UVMS控制系统设计，对于水下机器人在自主作业和遥控作业方面具有重要意义，用以实现水下无人航行器的稳定的高精度作业。
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公开(公告)号：CN112140125B
公开(公告)日：2022-01-14
申请号：CN202011009532.3
申请日：2020-09-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种水下柔性目标抓取系统及其精确力感知方法。本发明的一种水下柔性目标抓取系统主要用于在复杂水下环境中完成对抓取力的精确感知和对作业目标的无损可靠抓取。传感器首先通过与手爪相连的弹性体与应变电桥感知形变，随后力信号经过电路系统转化为电信号经处理后传输至上位机，最后经由基于最小二乘原理的数据解耦算法进行处理，补偿水动力和摩擦后得到最终的实际抓取力大小。本发明的一种水下柔性目标抓取系统的精确力感知方法能够在水下机器人腕力传感器系统设计初期代替部分复杂高昂的水池实验，针对外载荷作用下的输出进行定性定量分析，为水下机器人抓取力感知与控制的进一步优化设计提供参考。
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