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[发明专利]一种基于CompactRIO的机器人控制系统-CN201810055100.2有效
发明人：刘海涛;胡斌;田雪虹;梁永回;汤明新 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2018-01-19 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明属于智能控制领域，特别涉及一种基于CompactRIO的机器人控制系统，包括具有LabVIEW平台的上位机、电源、CompactRIO一体式控制器、NI的C系列I/O接口模块、NI的C系列模拟输出模块、伺服驱动器、伺服电机、辅助电源、二自由度机械臂，上位机的LabVIEW平台设有人机交互界面，人机交互界面包括开关控制伺服电机启停模块、分数阶PD控制模块、机械臂位置输出模块、机械臂扭矩输出模块、模拟电压输出模块。该控制系统操作方便、程序简单，与传统的PID控制相比其控制效果更加灵活，鲁棒性更强，能够实现对二自由度机械臂的扭矩调节与位置控制，提高了系统的控制精度与鲁棒性，并不会因为机械臂复杂的控制系统而降低实时性。
一种基于 compactrio 机器人控制系统

[发明专利]一种新型海生物清除机器人及其清除方法-CN202310937828.9在审
发明人：刘海涛;曾城杰;肖建勇;麦青群;田雪虹 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B08B3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型海生物清除机器人及其清除方法，包括电子舱装置、清除舱、机械臂、驱动组件和控制系统；控制系统设置于电子舱装置内；电子舱装置固定于清除舱上；清除舱包括喷嘴系统，喷嘴系统配置在清除舱的内环壁上，且喷嘴系统与外部高压水管连通；机械臂包括环形左机械臂和环形右机械臂；环形左机械臂和环形右机械臂分别与清除舱活动连接；驱动组件设置于清除舱上，以驱动装置本体水下作业。本发明机械结构简单，生产成本低，经济效益好，可对导管架表面进行全面清洗，减少了操作难度和操作风险，能够有效地去除附着物，清洗效果更加彻底；可适用于辅助或代替清洁作业人员完成对海洋平台导管架表面附着的海生物清除作业。
一种新型海生清除机器人及其方法

[发明专利]一种导管架巡检球形机器人-CN202310937878.7在审
发明人： 田雪虹;卓钊汛;曾城杰;刘海涛;麦青群 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： B62D57/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种导管架巡检球形机器人，包括外壳组件、双内环组件、摄像头组件和控制系统；外壳组件的内壁上设有若干电磁吸附单元，通过电磁吸附单元将巡检球形机器人吸附于导管架上；双内环组件设置于所述外壳组件内部，双内环组件驱动所述外壳组件运动；摄像头组件和控制系统均位于所述双内环组件，摄像头组件和电磁吸附单元均与控制系统相连；控制系统与外部终端信号连接。本发明机械结构简单，生产成本低，适用于较多的工作场景；能够在导管架上稳定运动，能够让球形机器人吸附在导管架上；而且机器人的外形设计成球形，在面对地形或结构相对复杂的工作环境时，也能够进行巡检，不仅能够在陆地上工作，也能够在水下进行巡检。
一种导管巡检球形机器人

[发明专利]一种欠驱动水下机器人鲁棒轨迹跟踪控制方法-CN202211607853.2有效
发明人：刘海涛;卓娇阳;田雪虹;麦青群 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明公开了欠驱动水下机器人鲁棒轨迹跟踪控制方法，其包括以下步骤：构建欠驱动自主水下机器人五自由度运动学和动力学模型；通过视线法将五个自由度误差转换为位置误差、俯仰角误差和偏航角误差；构建误差转换函数；通过H∞辅助控制器产生虚拟速度；对H∞辅助控制器产生的虚拟速度进行滤波，得到滤波后的结果；基于滤波后的结果通过H∞实际控制器获取欠驱动水下机器人的控制参数；构建并通过H∞动态系统完成欠驱动水下机器人的跟踪。本发明在保证跟踪误差快速收敛的前提下，具有较高的稳定性和鲁棒性，并且不受系统的初始状态的影响，可以较好地进行欠驱动水下机器人轨迹跟踪控制。
一种驱动水下机器人轨迹跟踪控制方法

[发明专利]一种多航态复合驱动水下机器人控制系统及其控制方法-CN202211110908.9有效
发明人： 田雪虹;祁正鸿;翁宸宇;张桂雄;张科 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-09-13 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种多航态复合驱动水下机器人控制系统及其控制方法，包括下位机主控模块，用于接收机载通信模块和水下传感器信息获取模块的数据，并下发到执行模块；上位机主控模块，即岸上PC，下发指令至下位机主控模块；导航模块，用于海底平整度检测以及浮出水面后的自身定位；水下传感器信息获取模块，用于采集画面信息、深度信息、速度信息、氮气气体信息、气体流量信息、漏水检测信息和测距信息；机载通信模块，用于进行下位机主控模块与上位机监控模块的通信；执行模块，包含推进器、电磁阀、无杆气缸以及机翼气缸,接收到下位机主控模块的运动指令后对应器件动作，从而达到对多航态复合驱动水下机器人的运动控制。
一种多航态复合驱动水下机器人控制系统及其控制方法

[发明专利]基于预设性能的多机械臂预定义时间H∞-CN202211401365.6有效
发明人： 田雪虹;黄鑫;麦青群;刘海涛 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于预设性能的多机械臂预定义时间H∞一致性控制方法，分别基于多机械臂系统建立跟随者的运动学和动力学模型、领导者的运动学和动力学模型；通过图论表示多机械臂系统的通信情况；根据所述多机械臂系统的通信情况、跟随者的运动学和动力学模型、领导者的运动学和动力学模型确定多机械臂系统的一致性误差；确定预设性能函数，并且根据所述多机械臂系统的一致性误差和预设性能函数确定误差变量；建立预定义时间H∞控制系统；确定辅助控制器并且建立动态系统；确定基于预设性能与H∞的多机械臂系统在预定义时间内跟随者机械臂与领导者机械臂状态实现一致，并且同时确定误差收敛时间。本发明具有较高的稳定性。
基于预设性能机械预定时间 base sub

[发明专利]一种菠萝自动催花机器人及其催花方法-CN202310253502.4在审
发明人：刘海涛;朱家辉;麦青群;尹凝霞;田雪虹;潘炯毅 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： A01G7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种菠萝自动催花机器人，包括车架、固定在车架上的喷雾机和若干轮毂电机，以及安装在车架上的喷杆总成，喷杆总成上安装有摄像头和若干喷头；车架和轮毂电机之间设置有转向立轴总成。还包括有催花方法步骤，S1：初始化置信度阈值Tthreshold、IOB阈值IOBthreshold和初始化容器Vector；S2：获取图像中的菠萝总数N；S3：获得菠萝锚框位置坐标；S4：置信度值判断；S5：获取催花机运行数据；S6：进行行为预测机制判断；S7：重复步骤S3‑S7，直到完成所有菠萝的识别喷洒作业。本发明转向立轴总成与车架之间的空气弹簧机构能确保车架上摄像头的稳定性，保证成像效果，提高催花机的喷洒效率。本发明的催花机配合特有的催花算法实现自动催花作业。
一种菠萝自动机器人及其方法

[发明专利]一种菠萝采摘机器人及其采摘方法-CN202310447623.2在审
发明人： 田雪虹;杨敬卫;张稳祺;刘海涛;麦青群;肖家维;周杰鸿 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2023-04-23 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： A01D45/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种菠萝采摘机器人及其采摘方法，包括有车体部分和菠萝收集框，菠萝收集框上设置有开口，开口上连接有竖向输送带，竖向输送带的另一端对接有两处横向输送带，两处横向输送带的边侧设置有机械臂安装平台，机械臂安装平台上设置有若干三轴采摘机械臂，每处三轴采摘机械臂上固定有三维深度相机；三轴采摘机械臂末端还设置有若干组柔性夹爪。本发明的菠萝自动采摘机器人代替果农完成菠萝采摘工作，可以同时进行四行菠萝的采摘，采摘效率大大提高。本发明为了避免采摘过程中损伤果实，采摘机器人的手指内侧，也就是触碰果实的部位，夹取装置采用四指柔性夹爪，夹爪本身具有特别的气囊结构，可以很好的保护菠萝品质。
一种菠萝采摘机器人及其方法

[发明专利]一种海洋平台导管架清洗机器人及其控制方法-CN202211501270.1在审
发明人： 田雪虹;黄秀颖;刘海涛;张昌富;麦青群 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种海洋平台导管架清洗机器人，包括有左机体和右机体，左机体和右机体均包括有对接端，左机体与右机体的对接端还分别设置有弧形夹持部；左机体和右机体的对接端一侧铰接，另一侧通过锁定连接机构连接；锁定连接机构安装在左机体上，右机体安装有与锁定连接机构配合的卡扣盲孔；左机体和右机体上还设置有若干竖向推进器、若干周向推进器和若干喷枪。本发明的控制方法提出了基础运动学和动力学模型，考虑模型不确定性，得到优化动力学模型，设计扰动观测器对模型集总不确定性进行补偿，对外部环境干扰以及自身的耦合性进行处理，提高控制系统的鲁棒性；设计固定时间扰动观测器，从而实现清洗机器人自主导航运动到导管架。
一种海洋平台导管清洗机器人及其控制方法

[发明专利]一种气囊辅助的节能型水下滑翔机-CN202310042191.7在审
发明人：祁正鸿;刘海涛;陈永刚;翁宸宇;张桂雄;田雪虹 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2023-01-12 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： B63G8/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种气囊辅助的节能型水下滑翔机，包括主体组件、机翼组件、尾舵组件、活塞组件和气囊组件；主体组件包括依次相连的头舱、主舱室和尾舱；主舱室外部套设有两个泡沫套筒；机翼组件水平安装于主舱室上，并位于两个泡沫套筒之间；主舱室内部设有储气罐和与储气罐连通的活塞组件，活塞组件设置在主舱室内前端并与主舱室内部空间连通；气囊组件设置于头舱内，并与活塞组件连通；尾舵组件安装于尾舱内，尾舱内安装有推进器。本发明通过气囊以及活塞组件等结构，设计出一款有别于传统水下滑翔机工作原理的滑翔机；该滑翔机拥有机动性高、滑翔速度快、航程远、耗能小等特点；与现在的技术相比，制造简单，生产成本低，具有很强的实用性。
一种气囊辅助节能型水下滑翔机

[发明专利]一种新型水下滑翔机器人-CN202210978964.8有效
发明人：刘海涛;祁正鸿;田雪虹;麦青群;翁宸宇 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-08-16 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型水下滑翔机器人，包括主体框架组件、浮筒组件、导流板组件、储气罐组件和双尾舵组件；主体框架组件包括左设备舱、右设备舱、位于左设备舱和右设备舱之间的方形设备舱；浮筒组件包括四个浮筒，两个浮筒分别安装于左设备舱的两端，另外两个浮筒分别安装于右设备舱的两端；方形设备舱两侧的导流板连杆滑槽中均安装有滑块组件，滑块组件与防水舵机同轴相连；且滑块组件与导流板组件滑动连接，滑块组件在导流板连杆滑槽中滑动以带动所述导流板组件旋转运动；双尾舵组件与滑台气缸相连接，滑台气缸固定于后甲板上；滑台气缸滑动带动双尾舵组件摆动。
一种新型水下滑翔机器人

[实用新型]一种可快速安装的中继通信装置-CN202221962341.3有效
发明人：麦青群;郭晓辉;刘海涛;田雪虹;王志成 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-07-26 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： H04Q1/08 文献下载
摘要：本实用新型提供一种可快速安装的中继通信装置。所述可快速安装的中继通信装置包括通信中继器本体；信号输入线缆，所述信号输入线缆设置在所述通信中继器本体上；信号输出线缆，所述信号输出线缆设置在所述通信中继器本体上；壳体，所述壳体设置在所述通信中继器本体的外部；多个固定板，多个所述固定板均固定安装在所述壳体上；多个膨胀螺栓，多个所述膨胀螺栓分别设置在多个所述固定板上；升降机构，所述升降机构设置在所述壳体上；定位机构，所述定位机构设置在所述升降机构上。本实用新型提供的可快速安装的中继通信装置具有安装和拆卸较为方便、操作较为方便、具有保护功能的优点。
一种快速安装中继通信装置

[发明专利]一种菠萝自动催花机器人及其催花方法-CN202210890670.X在审
发明人：刘海涛;祁正鸿;田雪虹;麦青群;翁宸宇 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-07-27 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： A01G7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种菠萝自动催花机器人，包括车架、固定在车架上的喷雾机和若干轮毂电机，以及安装在车架上的喷杆总成，喷杆总成上安装有摄像头和若干喷头；车架和轮毂电机之间设置有转向立轴总成。还包括有催花方法步骤，S1：初始化置信度阈值Tthreshold、IOB阈值IOBthreshold和初始化容器Vector；S2：获取图像中的菠萝总数N；S3：获得菠萝锚框位置坐标；S4：置信度值判断；S5：获取催花机运行数据；S6：进行行为预测机制判断；S7：重复步骤S3‑S7，直到完成所有菠萝的识别喷洒作业。本发明转向立轴总成与车架之间的空气弹簧机构能确保车架上摄像头的稳定性，保证成像效果，提高催花机的喷洒效率。本发明的催花机配合特有的催花算法实现自动催花作业。
一种菠萝自动机器人及其方法

[发明专利]一种基于无人艇的中继通信装置及方法-CN202210698816.0在审
发明人：刘海涛;郭晓辉;田雪虹;麦青群;王志成 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2022-06-20 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H04B7/155 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于无人艇的中继通信装置及方法，通过将无人艇作为主体载具，装载无线通信中继装置，在无人艇前往指定中远海面位置后，升展折叠天线后将天线高度提高并开启Mesh组网连接各通信中继节点，最后连接自带的无线网卡完成通信中继任务，能够实现长续航大载重情况下可自主巡航、可调节方位的通信中继任务，弥补了目前无人机与浮标中继站两种设计的短板。本发明相对于无人机中继系统可以大大增加运行时间，可进行多天作业，相对于浮标中继站无需人工放出基站到指定位置，无人艇收回放出都可以自动进行。
一种基于无人中继通信装置方法

[发明专利]基于固定时间H∞控制的水面无人艇轨迹快速跟踪控制方法-CN202111514616.7有效
发明人：刘海涛;王志成;田雪虹;李永卓 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于固定时间H∞控制的水面无人艇轨迹快速跟踪控制方法，包括步骤：S1、建立包括运动学和动力学模型的水面无人艇控制系统；S2、基于运动学和动力学模型，搭建水面无人艇轨迹跟踪误差模型；S3、基于水面无人艇运动学和动力学设计固定时间扩张状态观测器；S4、建立固定时间H∞控制器；S5、基于水面无人艇轨迹跟踪误差模型、固定时间扩张状态观测器和固定时间H∞控制器设计辅助控制器建立动态系统；S6、基于动态系统设计固定时间H∞轨迹跟踪控制器，并进行稳定性分析。本发明不仅提高了水面无人艇控制系统的鲁棒性，而且系统的收敛时间不依赖系统初始值，在保证跟踪误差快速收敛的前提下，系统具有较高的稳定性。
基于固定时间控制水面无人轨迹快速跟踪方法

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