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公开(公告)号：CN116482974A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310394658.4
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型及应用，该模型通过构建振幅偏置方程来引入振幅偏置；通过将输出方程中的余弦函数改变为振幅偏置和正弦函数相加的形式，实现类正弦信号的输出，从而实现空间非对称扑动；通过引入空间非对称拍动系数来实现振幅偏置的改变；将振幅偏置方程设计为振幅是否为0的两种不同形式，即可实现定量角度偏置信号和周期性节律信号的不同输出，从而实现扑动和滑翔的两种不同模态；将振幅偏置方程和改进后的输出方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型的构建。本发明构建的CPG相位振荡器模型用于仿生扑翼机器人的滑翔与扑动模态的切换及运动控制，可实现扑翼结构的空间非对称上下扑动与定量角度偏置，且振幅偏置单独可控、扑动与滑翔模态切换快速且平滑，具有计算简单、控制方便、环境适用性强的特点。
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公开(公告)号：CN117021065A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310394660.1
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种具有时间非对称特征的CPG相位振荡器模型及其应用。该模型引入时间非对称系数，使得频率随向上及向下行程的不同而改变，以实现时间非对称特征；将带有时间非对称系数的频率方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有时间非对称特征的CPG相位振荡器模型的构建。与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可实现时间非对称的类正弦信号输出，能够单独控制输出信号的向上、向下频率，有利于提高仿生机器人的运动效率，实现仿生机器人的运动控制仿生。
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公开(公告)号：CN117148727B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311424151.5
申请日：2023-10-31
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于尾鳍与变浮力系统的仿蝠鲼航行器底栖下潜控制方法，属于水下航行器运动控制领域。包括通过内置的高度计装置，实时获取航行器对底高度；根据航行器对底高度与设定的对底高度阈值进行比较，划分为不同模态阶段；在不同的模态阶段中，通过控制航行器两侧胸鳍和尾鳍的振幅、振幅偏置以及调整变浮力系统使航行器以不同的姿态下潜。本发明通过对于航行器俯仰姿态的受力分析，利用尾鳍与胸鳍的联合扑动，实现航行器水下落底软着陆，减轻落底时海底环境对航行器的冲击，降低航行器结构损伤风险，提高航行器底栖下潜作业的安全性。
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公开(公告)号：CN117148727A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311424151.5
申请日：2023-10-31
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于尾鳍与变浮力系统的仿蝠鲼航行器底栖下潜控制方法，属于水下航行器运动控制领域。包括通过内置的高度计装置，实时获取航行器对底高度；根据航行器对底高度与设定的对底高度阈值进行比较，划分为不同模态阶段；在不同的模态阶段中，通过控制航行器两侧胸鳍和尾鳍的振幅、振幅偏置以及调整变浮力系统使航行器以不同的姿态下潜。本发明通过对于航行器俯仰姿态的受力分析，利用尾鳍与胸鳍的联合扑动，实现航行器水下落底软着陆，减轻落底时海底环境对航行器的冲击，降低航行器结构损伤风险，提高航行器底栖下潜作业的安全性。
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公开(公告)号：CN116945155A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310394657.X
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种具有空间非对称特征的CPG相位振荡器模型，通过改进传统的CPG相位振荡器模型，将带有空间非对称系数的振幅偏置方程引入其中，使其具有空间非对称特征。与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可方便地输出空间非对称信号，实现空间非对称的类正弦信号输出，通过改变方程中的空间非对称系数能够单独控制输出信号的偏置，用于实现仿生机器人的空间非对称性运动，具有计算简单、控制方便、信号切换快速且平滑的特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116736693A
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202310394659.9
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有频率连续特征的中央模式发生器(CPG)相位振荡器模型，针对传统的CPG相位振荡器模型进行了改进，使其具有频率连续光滑过渡的特征。通过构建频率连续过渡方程，设定频率转换顺滑系数Δωi来实现不同频率之间的顺滑过渡；将带有频率连续特征的方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，其可完成具有频率连续光滑过渡特征的CPG相位振荡器模型的构建。经过改进后的CPG相位振荡器可用于仿生机器人的运动控制，与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可实现不同频率之间的顺滑过渡，避免因频率改变引起输出信号的跳变而导致机械结构的损坏。
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公开(公告)号：CN116679554A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310394662.0
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种引入期望相位差连续性过渡方程的CPG相位振荡器模型，具体包括期望相位差连续性过渡方程、相位方程、振幅方程和输出方程。该模型在保留了传统相位振荡器模型基本方程的基础上，通过引入期望相位差连续性过渡方程，解决了期望相位差跳变引起的输出过渡不顺滑问题，满足实际应用中对输出过渡顺滑性要求。在实际仿生机器人的运动控制中，采用本发明所述的相位振荡器模型为控制器，可以使其驱动系统在期望相位差跳变变时有平滑的过渡输出，避免了由于输出不平滑导致的驱动系统瞬间加速度过大从而损坏机器鱼的机械系统问题，进而能够实现平滑的姿态控制和模态切换。
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公开(公告)号：CN116442217A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310287801.X
申请日：2023-03-22
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明涉及一种仿蝠鲼机器人与蝠鲼运动模态相似度评价方法，选取仿蝠鲼机器人胸鳍鳍条末端点作为i个特征点，蝠鲼按同比例关系在蝠鲼胸鳍鳍条末端点选取特征点；通过运动捕获设备将观察蝠鲼和仿蝠鲼机器人的运动动作进行记录；利用DTW算法对仿蝠鲼机器人与蝠鲼的运动姿态进行相似度评价，建立仿蝠鲼机器人与蝠鲼的运动性能相似度评价方法，将其分解为前游、俯仰、偏航三种基本模态对仿蝠鲼机器人进行运动性能相似度计算对仿蝠鲼机器人及蝠鲼相似度评价。本发明建立仿蝠鲼机器人与蝠鲼的相似度评价体系，为仿蝠鲼机器人仿生运动控制优化指明了方向。
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公开(公告)号：CN115432153A
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202210674911.7
申请日：2022-06-14
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明一种仿蝠鲼柔性胸鳍防水扑动机构，属于仿生航行器领域；包括主驱动电机组件、被动防水扑动组件、柔性胸鳍组件和主体密封舱，主驱动电机组件设置于仿生航行器躯干的主体密封舱内，被动防水扑动组件设置于仿生航行器两侧的柔性胸鳍组件内；通过所述主驱动电机组件驱动两侧的被动防水扑动组件，实现柔性胸鳍扑动。本发明主动同步带轮与被动同步带轮通过同步带传输，防水密封壳安装的精度需求和整体装配需求低。通过舵机的防水传动，实现动力从舱体内部输出至舱体外部的柔性胸鳍，采用防水舵机。胸鳍采用柔性材质及中空结构，能够减小因胸鳍被动变形的内抗力对鳍条的负载，同时降低舵机的负载，减小整个运动系统的内耗，提高动力输出的效率。
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公开(公告)号：CN117550047A
公开(公告)日：2024-02-13
申请号：CN202311475099.6
申请日：2023-11-08
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种仿蝠鲼潜水器环境适配控制方法，涉及仿生潜水器控制技术领域。根据水面、水中、水底三种不同海洋环境，通过设置胸鳍上的中央模式发生器CPG参数来调整胸鳍形态和扑动参数，实现仿蝠鲼潜水器水面漂浮、水中弓形滑翔‑扑翼机动、水底底栖驻留多模态运动行为。本发明涉及的每种运动行为具有自身典型特点，存在与环境对应的最优行为；针对环境与应用需求规划动作方法，实现仿蝠鲼潜水器多模态行为与环境的适配；对于仿蝠鲼潜水器自适应控制研究具有重要意义。
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