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[发明专利]一种多分支柔性爪的建模方法、抓取质量评估方法及系统-CN202310298728.6在审
发明人： 彭键清;李伟浩;韩瑜 -专利权人：中山大学
申请日： 2023-03-24 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种多分支柔性爪的建模方法、抓取质量评估方法及系统，该建模方法包括：构建平面有限元结构；构建整体刚度矩阵并修正；构建力‑有限元模型。该抓取质量评估方法包括：构建节点标志物；计算节点位移并感知抓取力；计算包络程度；统计抓取力和包络程度，得到评估结果。该质量评估系统包括：标记物构建模块、图片获取模块、节点位移计算模块、模型训练模块、抓取力感知模块、包络程度计算模块和评估模块。能够对柔性爪结构及其抓取时的力感知和接触包络状态进行建模，并将其形成一种融合策略对柔性爪的抓取质量进行评估。本发明作为一种多分支柔性爪的建模方法、抓取质量评估方法及系统，可广泛应用于机械控制领域。
一种分支柔性建模方法抓取质量评估系统

[发明专利]一种腹腔镜手术持镜机器人系统-CN202111138355.3有效
发明人： 彭键清;康亮;刘华山;张弛 -专利权人：中山大学;中山大学附属第六医院
申请日： 2021-09-27 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种腹腔镜手术持镜机器人系统，所述系统包括持镜机器人本体、所述持镜机器人本体的末端上的腹腔镜连接件，所述腹腔镜连接件上固定设有腹腔镜，所述系统还包括语音控制系统、遥控系统与智能追踪系统；本发明的腹腔镜手术持镜机器人系统可以辅助主刀医生完成腹腔镜手术，提高持镜的稳定性。
一种腹腔镜手术机器人系统

[发明专利]基于空间运动目标三维重构的几何参数辨识方法及系统-CN202310300165.X在审
发明人： 彭键清;张弛;韩瑜 -专利权人：中山大学
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06T7/11 文献下载
摘要：本发明公开了基于空间运动目标三维重构的几何参数辨识方法及系统，该方法包括：获取单目视觉图像数据和稀疏点云数据；对单目视觉图像数据进行像素级分割与拟合，构建空间运动目标的光学模型；基于视觉映射方法将稀疏雷达的稀疏点云数据与光学模型进行融合，得到点云粗提取结果；基于迭代匹配多视角点云融合方法对点云粗提取结果进行融合处理；基于特征和学习混合法对点云融合结果进行三维重构并对空间运动目标的几何参数进行自主辨识。通过使用本发明，能够提高空间运动目标三维重构和几何参数自主辨识的精确性、稳定性以及时效性。本发明作为基于空间运动目标三维重构的几何参数辨识方法及系统，可广泛应用于计算机视觉领域。
基于空间运动目标三维几何参数辨识方法系统

[发明专利]一种混合柔性机器人的工作空间分析方法及系统-CN202310309802.X在审
发明人： 彭键清;郭永华;韩瑜 -专利权人：中山大学
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种混合柔性机器人的工作空间分析方法及系统，该方法包括：考虑最小化绳索长度误差，构建混合柔性机器人的正运动学模型，获取混合柔性机器人的末端位姿；构建混合柔性机器人的逆运动学模型，获取混合柔性机器人的广义关节角控制量；构建混合柔性机器人的静力学分析模型，获取机器人的静力平衡条件；结合混合柔性机器人的末端位姿、广义关节角控制量和静力平衡条件，构建混合柔性机器人的工作空间，并根据工作空间对混合柔性机器人的工作状态进行控制。能够快速准确的完成同时需要大空间运动和局部精细操作的任务。本发明作为一种混合柔性机器人的工作空间分析方法及系统，可广泛应用于混合柔性机器人技术领域。
一种混合柔性机器人工作空间分析方法系统

[发明专利]一种多机器人协同导航与避障的方法-CN202111175194.5有效
发明人： 彭键清;陈诺;陈畅 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-10-09 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种多机器人协同导航与避障的方法，包括根据部分可观察马尔科夫决策过程，对机器人在未知环境中的决策过程进行建模；再根据当前机器人的环境建模信息，引入深度确定性策略梯度算法，提取采样的图像样本，输入到卷积神经网络中进行特征提取；在深度确定性策略梯度算法基础上进行改进，引入长短时记忆神经网络，使网络具有记忆性，利用跳帧机制使图像数据更加准确稳定；同时修改经验池回放机制，通过给存储的每个经验样本设置优先级，让少有而重要的经验能够更多地用于学习中，提高学习效率。最后建立了多机器人导航避障的仿真系统，采用课程式学习的方式让机器人由易到难学习导航和避障，加快训练速度。
一种机器人协同导航方法

[发明专利]一种基于神经网络的绳驱机械臂的轨迹跟踪方法及系统-CN202110804069.X有效
发明人： 彭键清;张弛 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-07-16 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于神经网络的绳驱机械臂的轨迹跟踪方法及系统，该方法包括：构建绳驱机械臂的运动学转换模型并生成训练数据；基于训练数据训练预构建的神经网络模型，得到训练完成的神经网络模型；采集当前关节角数据；将期望末端位姿和关节角反馈信息输入训练完成的神经网络模型，得到主动绳索长度；根据主动绳索长度驱动机械臂，记录得到真实轨迹。该系统包括：模型构建模块、训练模块、采集模块、结果输出模块和轨迹跟踪模块。通过使用本发明，提高计算效率，实现驱机械臂的轨迹跟踪。本发明作为一种基于神经网络的绳驱机械臂的轨迹跟踪方法及系统，可广泛应用于机械臂运动领域。
一种基于神经网络机械轨迹跟踪方法系统

[发明专利]一种柔性机器人的操作空间轨迹优化方法、系统及装置-CN202110260593.5有效
发明人： 彭键清;张弛;吴皓轩;韩瑜 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-03-10 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种柔性机器人的操作空间轨迹优化方法、系统及装置，该方法包括：获取图像并进行预处理；对预处理后的图像进行特征提取；基于提取的椭圆参数计算柔性机器人的末端位姿和臂型参数；计算误差；构建空间优化模型并得到最优关节角度；判断到误差小于预设阈值，优化结束。该系统包括：图像处理模块、特征提取模块、运动学参数计算模块、误差计算模块、轨迹优化模块和阈值判断模块。该装置包括基座、柔性机器人、固定相机、辅助相机和辅助机械臂。通过使用本发明，能实时感知柔性机器人臂型，提高机器人的运动精度。本发明作为一种柔性机器人的操作空间轨迹优化方法、系统及装置，可广泛应用于机器人轨迹优化领域。
一种柔性机器人操作空间轨迹优化方法系统装置

[发明专利]基于运动学迭代学习控制的柔性机器人轨迹规划方法及装置-CN202110318327.3有效
发明人： 彭键清;朱望茹;韩瑜 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-03-25 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： B25J9/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于运动学迭代学习控制的柔性机器人轨迹规划方法及装置，包括在关节上建立起始坐标系并确定这个柔性臂的模型参数。分别从末端到关节，以及关节到绳长，对机械臂进行分段联动的运动学建模，还包括内环被动二次规划控制‑实时控制和外环ILC控制‑轨迹周期控制。其中，被动二次规划控制包括通过优化目标函数，分别得到操作空间跟踪和绳索空间跟踪的运动学方程。其中，ILC控制轨迹级优化模型可以方便系统实现完美的跟踪，并在迭代过程中控制输入收敛到最佳状态，包括，轨迹级优化模型的建立和零空间参数搜索。该方法实现了较高的迭代速度和控制精度的双重需求。
基于运动学学习控制柔性机器人轨迹规划方法装置

[发明专利]一种基于动力学迭代学习的柔性机器人控制方法及装置-CN202110293857.7有效
发明人： 彭键清;吴皓轩;韩瑜 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-03-19 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于动力学迭代学习的柔性机器人控制方法及装置，首先通过牛顿‑欧拉法对柔性机器人的惯性力、离心力/科氏力、重力及绳索拉力进行建模，进而构建柔性机器人的动力学模型，利用柔性机器人操作空间的PD位姿偏差控制量及上一时刻前馈位姿偏差控制量，建立基于动力学迭代学习的控制模型。最后，搭建由操作空间轨迹生成模块、实时迭代学习控制模块以及序列二次规划优化模块组成的柔性机器人动力学迭代学习控制框架。当机器人执行重复轨迹时，通过该迭代学习控制框架使得机器人操作空间的轨迹跟踪性能最优，同时运动精度得到了有效的提升。
一种基于动力学学习柔性机器人控制方法装置

[发明专利]一种抓取范围可调整的柔性爪装置-CN202210803882.X在审
发明人： 彭键清;李伟浩 -专利权人：中山大学
申请日： 2022-07-07 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： B25J15/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种抓取范围可调整的柔性爪装置，包括壳体、柔性爪单元和连杆；所述壳体上安装有驱动电机，所述壳体内安装有丝杆传动机构；所述驱动电机与所述丝杆传动机构传动连接；所述柔性爪单元包括爪块；所述爪块以可变形凸起的材质和安装方式安装于所述柔性爪单元内；所述柔性爪单元以可滑动平移的方式与所述壳体的外侧面连接；所述连杆的一端与所述丝杆传动机构转动连接，所述连杆的另一端伸出所述外壳与所述柔性爪单元转动连接；所述丝杆传动机构用于控制所述柔性爪单元收缩或张开；所以在进行应用时，通过将丝杆螺母竖直向上的运动转化为，柔性爪单元的平移运动实现张开和收缩的范围可控；爪块安装方式实现，抓取物体时的自适应形变。
一种抓取范围可调整柔性装置

[发明专利]一体化刚柔混合医用持镜机械臂-CN202210471263.5在审
发明人：文卫平;彭键清;吴皓轩;康亮;张弛;曾子威 -专利权人：中山大学附属第六医院;中山大学
申请日： 2022-04-28 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： A61B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种一体化刚柔混合医用持镜机械臂，包括绳索驱动箱、机械臂模块和夹持机构；绳索驱动箱包括箱架和多个驱动模块，多个驱动模块围绕箱架的周侧布置，多个驱动模块与箱架之间均为可拆卸的扣合连接，多个驱动模块均以绳索驱动多个机械臂模块摆动；多个机械臂模块以可万向活动的方式串联连接，多个机械臂模块串联后的一端与绳索驱动箱万向活动连接，多个机械臂模块串联后的另一端与夹持机构连接；夹持机构用于夹持固定内窥镜；所以在需要增减机械臂模块时，驱动模块的模块化设计则便于进行快速装配，无需对驱动模块进行重新设计生产，为实际应用带来了极大的便利，切实解决了现有驱动模块适配性差的问题。
一体化混合医用机械

[发明专利]基于混合绳驱机器人的医疗器械辅助拾取方法及结构-CN202210412347.1在审
发明人： 彭键清;郭永华;朱望茹 -专利权人：中山大学
申请日： 2022-04-19 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合绳驱机器人的医疗器械辅助拾取方法及结构，该方法包括：采集工具台图像并输入至预训练的深度学习模型，得到拾取信息；基于坐标系转换，根据拾取信息逆运动学求解刚性机械臂各关节的旋转角度和绳索长度的变化量，得到控制信息；根据控制信息驱动机械臂运动并拾取医疗工具；基于刚性机械臂将医疗工具移动至目标位置。该结构包括：绳驱动并联机器人、动平台和刚性机械臂。通过使用本发明，能够快速准确的完成医疗器械辅助拾取的任务。本发明作为一种基于混合绳驱机器人的医疗器械辅助拾取方法及结构，可广泛应用于医疗辅助机器人领域。
基于混合机器人医疗器械辅助拾取方法结构

[发明专利]一种应用于柔性机器人的混合标定方法及装置-CN202110228577.8有效
发明人： 彭键清;韩瑜;吴皓轩 -专利权人：中山大学
申请日： 2021-03-02 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于柔性机器人的混合标定方法及装置，设有柔性机器人、固定基座、手眼相机、全局相机、外部基座标定板以及末端标定板，所述手眼相机和所述末端标定板与所述柔性机器人的末端连接，所述全局相机与所述外部基座标定板固定于所述所述固定基座的一侧；其中，所述手眼相机用于拍摄所述外部基座标定板，获取相对位姿信息，所述全局相机用于拍摄所述末端标定板，获取相对位姿信息。本发明用于在未知机器人末端与基座的正运动学关系的情况下，获取末端相对于基座位姿信息，并与输入的期望末端位姿进行对比，进而对机器人的运动学参数进行标定，能够解决柔性机器人末端定位精度不高等问题。
一种应用于柔性机器人混合标定方法装置

[发明专利]一种基于旋转目标检测的万用表读数识别方法及系统-CN202210410911.6在审
发明人： 彭键清;周威 -专利权人：中山大学
申请日： 2022-04-19 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06V30/148 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于旋转目标检测的万用表读数识别方法及系统，该方法包括：基于改进的YOLOv5模型对待测图像进行处理，输出读数区域旋转框、读数区域旋转角度和转换开关旋转角度；根据读数区域旋转角度和转换开关旋转角度，计算转换开关实际旋转角度；将转换开关实际旋转角度与单位匹配信息进行匹配，得到读数单位结果；对读数区域旋转框进行仿射变换并识别，得到读数数字结果；整合读数数字结果与读数单位结果，得到完整读数结果。该系统包括：检测模块、实际旋转角度计算模块、单位匹配模块、数字识别模块和读数整合模块。通过使用本发明，可以检测并识别带转换开关万用表任意旋转角度下的完整读数结果。
一种基于旋转目标检测万用表读数识别方法系统

[发明专利]一种医疗器械自主识别定位方法、系统及介质-CN202210093561.5在审
发明人： 彭键清;陈启瀚 -专利权人：中山大学
申请日： 2022-01-26 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明公开了一种医疗器械自主识别定位方法、系统及介质，方法包括以下步骤：获取图片，然后进行数据预处理；对预处理后的数据通过优化训练算法进行优化训练，通过优化误差表达和调整误差权重，加快箭头包围盒的训练收敛速度；优化训练得到的最佳权重用于实时预测，实时预测的输出通过输出约束模型保证箭头落在包围盒内部；根据所述输出约束模型，通过箭头包围盒生成算法以坐标转换方式生成对应的箭头包围盒；通过器械数目判断选择对应的焦点生成区域算法，根据所述箭头包围盒生成对应的跟踪区域，实现器械定位。本发明实现多种医疗器械的快速准确识别，实时准确地给出器械的位置和角度等关键信息，提高医疗器械自动识别的准确性和实时性。
一种医疗器械自主识别定位方法系统介质

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