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[发明专利]一种有向切换拓扑胸鳍拍动式机器鱼编队切换控制方法-CN202310015028.1在审
发明人：蔡月日;陈林;李大寨;毕树生 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种有向切换拓扑胸鳍拍动式机器鱼编队切换控制方法，属于仿生机器鱼的控制技术领域。首先建立多胸鳍拍动式机器鱼通信场景，设计多胸鳍拍动式机器鱼之间的作用拓扑关系图，并建立单个胸鳍拍动式机器鱼的运动学模型；然后采用最近邻连接方式对每个胸鳍拍动式机器鱼构建CPG拓扑网络，采用模糊闭环控制策略实现各机器鱼的航向和速度的定量控制；最后根据虚拟领导者‑跟随者编队跟踪算法，设计多胸鳍拍动式机器鱼在有向固定拓扑条件下的编队跟踪控制协议，并结合单个胸鳍拍动式机器鱼的动力学方程和运动学方程，实现胸鳍拍动式机器鱼编队切换控制。本发明有效适应不同的编队队形，且通信负载小，实现了队形之间的优势互补。
一种切换拓扑胸鳍拍动机器编队控制方法

[发明专利]一种有向固定通信拓扑下胸鳍拍动式机器鱼编队控制方法-CN202210474655.7在审
发明人：蔡月日;陈林;毕树生;李大寨 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种有向固定通信拓扑下胸鳍拍动式机器鱼编队控制方法，属于仿生机器鱼的控制技术领域。首先构建多胸鳍拍动式机器鱼群体，设计拓扑关系图。然后基于机器鱼胸鳍与尾部的非对称性特征以及运动关系，建立单个机器鱼的运动学模型，采用最近邻连接方式对每个机器鱼分别构建拓扑网络，确定每个机器鱼各CPG单元间的耦合关系，采用模糊闭环控制策略实现机器鱼的航向和速度的定量控制。最后利用虚拟领导者‑跟随者编队跟踪算法，基于拓扑关系图设计机器鱼群体在有向固定拓扑条件下的编队跟踪控制协议，并与单个机器鱼的运动学模型相结合，实现机器鱼群体运动过程中的编队队形控制。本发明能够快速形成期望的机器鱼编队队形，且队形稳定性高。
一种固定通信拓扑胸鳍拍动机器编队控制方法

[发明专利]新型大承载柔性静平衡仪-CN202210220829.7在审
发明人：蔡月日;路旭阳;毕树生 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-08 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： G01M1/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型柔性静平衡仪，其铰链底座(9)、机械限位件(6)和单模块电磁力平衡传感器(11)安装在隔振台(12)上；变截面交叉簧片柔性铰链(8)安装在铰链底座(9)上，且变截面交叉簧片柔性铰链(8)的承载端与横梁(3)固定；横梁(3)上安装有距离传感器(4)、水平仪(5)、调平砝码(7)。本发明静平衡仪采用力矩平衡法对不平衡力矩进行测量，采用新型变截面交叉簧片柔性铰链(8)作为转动支撑单元。本发明柔性静平衡仪在保持传统柔性静平衡仪转动支撑精度的同时，大幅地提高了静平衡仪的承载性能。
新型承载柔性平衡

[发明专利]一种基于3D视觉的捏合机桨叶自动清理机器人系统-CN202210107715.1在审
发明人：刘畅;毕树生;高宪龙;于文鹏;李俊一;张东升;张海岩 -专利权人：湖南航智科技有限公司
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： B25J5/02 文献下载
摘要：本申请涉及捏合机桨叶清理的技术领域，特别是一种基于3D视觉的捏合机桨叶自动清理机器人系统，包括位于捏合机一侧的六轴关节臂机器人、使机器人可靠近和远离捏合机移动的移动导轨、连接于机器人且用于对捏合机进行清理的末端执行器、连接于机器人的3D相机。达到了对捏合机桨叶的位姿识别，并能够高效率的对桨叶表面进行清理的效果。
一种基于视觉捏合桨叶自动清理机器人系统

[发明专利]一种电磁致动软体胸鳍驱动装置-CN202010608995.5有效
发明人：蔡月日;谢宗骐;陈令坤;毕树生 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-06-29 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： H02K44/06 文献下载
摘要：本发明公开一种电磁致动软体胸鳍驱动装置，具有双层串联结构，上层电极安装于上层，下层电极安装于下层一侧；上下层连接导体安装于上层电极和下层电极对侧；上下层连接导管连通上下层；软体胸鳍由软体胸鳍上下连接导管与上下层相连；构成一个闭式液压驱动系统。永磁体组件安装装置的顶面与底面；电源组件用导线与上层电极和下层电极相连。由此利用通电液态金属在永磁体组件产生的磁场中所受到的洛伦兹力产生驱动效果；本发明只需改变内部液态金属的流动方向和压强大小就可以控制软体胸鳍实现不同方向和不同幅度的变形。
一种电磁软体胸鳍驱动装置

[发明专利]一种融合鱼眼图像与深度图像的动态环境视觉里程计方法-CN201810171534.9有效
发明人： 毕树生;杨东升;郑晶翔;曹博;袁畅 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-03-01 - 公布日： 2021-07-16 - 主分类号： G01C22/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种融合鱼眼图像与深度图像的动态环境视觉里程计方法，属于移动机器人同步定位与地图构建技术领域。本发明同时使用鱼眼图像和深度图像的信息，由跟踪线程、地图构建线程和地图点滤波线程组成，三个线程并行运行。本发明对地图进行初始化，将地图划分为关键帧和地图点两部分，每个地图点具有一个静态指数以及一个用于标识该地图点为静态、动态或者未知的地图点属性。本发明克服了传统视觉里程计无法适应动态环境的缺点，结合鱼眼图像与深度图像的信息实现一种动态环境下的视觉里程计。
一种融合图像深度动态环境视觉里程计方法

[发明专利]基于重构可调长度导杆机构的可调刚度致动器-CN201911313118.9有效
发明人： 毕树生;梅方华 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-12-18 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于重构可调长度导杆机构的可调刚度致动器，包括簧片变形放大输出机构、刚度调节机构、差速驱动机构；以及调节电机组；所述调节电机组分为位置调节电机和刚度调节电机；所述位置调节电机和刚度调节电机具有两种运动状态，分别为差速运动状态和等速运动状态；本发明的致动器利用可重构可调长度的导杆机构实现两个刚度区间段的连续调节，在第一区间段实现高动态任务的瞬时大功率和大转矩、刚度快速调节的性能需要；在第二区间段实现正常步态行走任务的低刚度、低功耗、刚度调节精度高的需求，较好地解决了大范围刚度快速调节与小贩为刚度高精度调节之间的矛盾，提高了致动器的通用性和节能性能。
基于可调长度机构刚度致动器

[发明专利]典型易燃易爆危化液体智能取样装置-CN202011469523.2在审
发明人：蔡月日;韩睿;毕树生;甘子琼;刘军军;郭海东 -专利权人：应急管理部四川消防研究所;北京航空航天大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2021-05-14 - 主分类号： G01N1/14 文献下载
摘要：本发明公开一种典型易燃易爆危化液体智能取样装置，包括取样装置与分流装置。其中，取样装置采用两自由度机械臂，其执行器为由舵机控制的可旋转转台，转台上安装有多个取样头。各个取样头通过泵管分别与分流装置内安装的多个蠕动泵相连，输出端连接多个储液注射器。各取样头吸取的液体通过泵管输以及蠕动泵分别泵送至各储液注射器内，当取样头所取样的液体进入对应的储液注射器内，通过流入液体产生的压力推动活塞拉杆逐渐后移，直至活塞拉杆触碰对应位置的开关后，由开关控制对应的蠕动泵关闭。本发明可替代消防工作人员进入消防环境，提高了取样整体操作的自动化程度，降低消防人员的安全风险。
典型易燃易爆液体智能取样装置

[发明专利]一种零刚度柔性铰链-CN201910344506.7有效
发明人： 毕树生;刘甜;杨其资 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-04-26 - 公布日： 2020-07-21 - 主分类号： F16C11/12 文献下载
摘要：一种零刚度柔性铰链，属于柔性铰链技术领域，包括负刚度模块、内外环柔性铰链和内环输出接口，内外环柔性铰链由至少三个基本层叠件层叠在一起组成，包括外环结构和内环结构，负刚度模块包括外环输出接口、矩形片簧串、菱形四杆机构和接口板，外环输出接口底部与外环结构上侧固连，接口板一面与内环结构上侧固连，菱形四杆机构的其中两个对角节点分别与外环结构和接口板连接，菱形四杆机构的另外两个对角节点与矩形片簧串的两端连接，内环输出接口与内外环柔性铰链的内环结构底侧固连。本发明通过设置菱形四杆机构和矩形片簧串等，抵消掉柔性铰链内外环转动产生的恢复力矩，这样就能使铰链可以停留在行程范围内的任意位置。
一种刚度柔性铰链

[发明专利]球面三自由度转动柔性机构-CN201610517168.9有效
发明人：赵宏哲;李雪莹;毕树生 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-04 - 公布日： 2020-06-09 - 主分类号： G12B5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种球面三自由度转动柔性机构，由静平台1、动平台2、XYZ支链3、YZX支链4与ZXY支链5构成，每条支链由三个柔性铰链串联而成，各柔性铰链均由两个簧片组成。静平台1与动平台2分别位于同心的内球壳与外球壳。与固定的静平台1通过刚体连接的A铰链301、D铰链401及G铰链501为运动输入端，引出三条并联支链：XYZ支链3、YZX支链4与ZXY支链5，各支链串联的三铰链间，旋转轴线均两两垂直且交于一点(球心O)，可通过驱动A铰链301、D铰链401与G铰链501，使动平台2相对静平台1具有绕X轴、绕Y轴以及绕Z轴转动的3个自由度。本发明结构紧凑，且各构件旋转时位于既定球面，避免相互干涉，可由3D打印制造，变形大且运动解耦。
球面自由度转动柔性机构

[发明专利]一种制造便捷的三维转动柔性机构-CN201610307270.6有效
发明人：赵宏哲;任思远;毕树生 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-05-11 - 公布日： 2020-06-09 - 主分类号： G12B5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种制造便捷的三维转动柔性机构，该机构由上圆盘(1)、下圆盘(2)、外环(3)与设置在外环内部的内环(4)以及簧片(5)构成，且上圆盘(1)和下圆盘(2)结构相同，下圆盘(2)的结构是上圆盘(1)绕Z轴转过180°的结构。上圆盘(1)和下圆盘(2)为一体成型件，是在一圆柱状材料上采用线切割技术切割制得，外环(3)和内环(4)结构相似，内环(4)的结构是外环(3)绕Z轴转过180°的结构，外环(3)和内环(4)为一体成型件，是在相同圆柱状材料上采用线切割技术切割制得。该机构分别设有十个簧片、六个中间刚体、四个刚体，由此使内环(4)与外环(3)上层相对下层具有绕空间坐标系纵轴Y转动和绕横轴X转动以及使上圆盘(1)与下圆盘(2)上层相对于下层具有绕空间坐标系Z轴转动的的3个自由度。本发明的优点为在转动刚度、径向刚度、行程、转动精度上具有良好的综合性能。
一种制造便捷三维转动柔性机构

[发明专利]一种基于磁吸小车的悬吊式重力卸载系统-CN201910762612.7在审
发明人：王玉亮;周骥;王巍;毕树生;刘荣;李大寨;裴旭;蔡月日 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-08-19 - 公布日： 2019-11-15 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明设计了基于磁吸小车的悬吊式重力卸载系统，尤其适用于航天器多关节机械臂的重力卸载。所述重力卸载系统主要包括磁吸小车、导磁壁板、拉紧机构、安全绳、吊绳。所述磁吸小车，由吸附单元、移动机构、恒张力机构、吊线倾角检测机构组成。吸附单元保证了小车贴合于导磁壁板下方，移动机构保证了磁吸小车机动性好，能够灵活地随动至关节质心正上方，再通过吊线倾角检测系统的反馈校正，保证了吊线的铅垂，通过恒张力机构实现了对卸载对象的重力卸载。所述重力卸载系统克服了随动系统的惯性、摩擦等不利因素，能有效减小了吊线的水平漂移，可提高重力卸载精度。
小车磁吸吊线卸载卸载系统恒张力机构壁板吸附单元移动机构导磁漂移多关节机械臂倾角检测系统不利因素反馈校正拉紧机构随动系统安全绳悬吊式保证航天器吊绳减小铅垂随动贴合质心关节摩擦灵活

[发明专利]一种前方随行系统及随行方法和智能移动平台-CN201610766150.2有效
发明人：王治彪;毕树生;杨春卫;牛传猛;黄可斌 -专利权人：北京九星智元科技有限公司
申请日： 2016-08-30 - 公布日： 2019-10-29 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种前方随行系统及随行方法和智能移动平台；所述前方随行系统包括自定位模块、智能移动平台计算模块、跟随目标计算模块、驱动指令编辑模块和智能移动平台驱动模块，所述自定位模块、所述智能移动平台计算模块、所述跟随目标计算模块、所述驱动指令编辑模块和所述智能移动平台驱动模块依次连接。本发明所公开的前方随行系统和方法，通过设置所述自定位模块、所述智能移动平台计算模块和所述跟随目标计算模块，实现了智能移动平台在跟随目标的前方进行随行，使得跟随目标在移动平台后方时，依然能为移动平台提供良好的运动方向及速度引导，实现前方随行的目的。
一种前方随行系统方法智能移动平台

[发明专利]轮式移动机器人控制系统-CN201810013580.6在审
发明人： 毕树生;杨东升;蔡月日;谭振文;王浩;袁畅;黄国威 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-01-08 - 公布日： 2019-07-16 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开一种轮式移动机器人控制系统，包括布置于机器人内部的机载计算机、微控制器单元、电源管理单元、CAN接口卡、运动单元、无线通信单元、温度监控单元和布置于机器人外部的传感器单元、无线路由器、若干非机载计算机、若干手机、若干pad、接口面板和控制面板；内部器件和外部器件通过接口面板实现电气连接。本发明的优点为：通过改变接口面板上接口之间的连接，接口与传感器单元、无线路由器的连接，可以灵活的改变系统的控制架构；通过WIFI可以扩展若干非机载计算机、若干手机和若干pad作为控制器，协同控制机器人，实现了机器人的分布式控制；同时，接口面板上丰富的接口使得系统具有强大的扩展能力。
接口面板机载计算机机器人轮式移动机器人传感器单元无线路由器控制系统手机电源管理单元微控制器单元温度监控单元无线通信单元分布式控制电气连接改变系统控制架构控制面板扩展能力内部器件外部器件协同控制运动单元控制器灵活的上接口外部

[发明专利]一种基于超声传感器的动态定位系统及方法-CN201610245466.7有效
发明人：王治彪;毕树生;杨春卫;牛传猛 -专利权人：北京九星智元科技有限公司
申请日： 2016-04-19 - 公布日： 2019-06-04 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：一种基于超声传感器的动态定位系统及方法，属于信息处理技术领域。两组超声波接收模块以相同高度固连在机器人小车上；每组超声波接收模块包含两个超声波传感器，且两个超声波传感器存在安装角度；超声波发射模块由被跟随者携带；若同一组的两个超声波传感器均接收到超声波信号时，取二者的平均值作为相应超声波接收组件与超声波发射模块的距离。本发明的优点是：实现了机器人小车相对被跟随者的实时定位；定位算法高效实用；减小了定位盲区，具有较好的定位精度和较大的定位范围。
一种基于超声传感器动态定位系统方法

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