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[发明专利]一种气动肌肉驱动的膝关节助力Exosuit装置-CN202211669888.9在审
发明人： 龚道雄;张世新;于建均 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-12-25 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种气动肌肉驱动的膝关节助力Exosuit装置，包括腰腿紧固套装、小腿紧固套装、膝关节转向紧固套装、自制并联多丝气动人工肌肉、气动肌肉控制系统、传导力绑带及其固定装置。腰腿紧固套装和小腿紧固套装由布艺材质制作，与人体的腿部肌肉紧密贴合，用于将整个装置固定在人体膝盖位置。四根自制多连通柔性气动肌肉分别固定于腰腿紧固套装正反两面，气动肌肉的收缩端通过传导力绑带固定于小腿紧固套装上，每两根气动肌肉协同发力。穿戴者在使用时，气动肌肉充气收缩拉动传导力绑带，进而改变膝关节旋转角度，实现膝关节助力效果。本发明采用柔性材质且整体质量较轻，兼顾柔韧舒适与助力两方面需求，能更好提升穿戴者的穿戴体验。
一种气动肌肉驱动膝关节助力 exosuit 装置

[发明专利]一种多气动肌肉驱动的机器人关节结构-CN202310022589.4在审
发明人： 龚道雄;汤宇航 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2023-01-08 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种多气动肌肉驱动的机器人关节结构，包括固定支架、关节、臂连杆。关节模型配置有六组鲍登线安装架，附件安装环，棘爪弹簧片和一对超越离合器棘轮。气动肌肉收缩驱动鲍登线安装组转动，通过鲍登线安装架连接的超越离合器将运动和动力传递到机器人关节，超越离合器具有单向传递动力和运动特点，在收缩肌组充气而舒张肌组放气时实现机器人关节的正向运动，当收缩肌组放气而舒张肌组充气时就实现机器人关节的反向运动。单关节的一个自由度由三对气动肌肉拮抗驱动，使用鲍登线和钢丝绳进行传动。本发明不同肌肉对之间的耦合程度更低；气动肌肉安装位置灵活；每根钢丝绳上承受的拉力和关节轴受到的磨损更小，气动肌肉的预紧力调节。
一种气动肌肉驱动机器人关节结构

[发明专利]一种机械臂连续操作运动规划方法-CN202211437040.3在审
发明人：左国玉;李宓;龚道雄;黄高;吴淳 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种机械臂连续操作运动规划方法。所述方法包括：依据机械臂的D‑H模型求解机械臂的逆运动学，实现机械臂末端执行器位姿到机械臂关节的映射。利用专家规划器对连续的操作任务进行示教，同时收集示教轨迹并将其离散化为一系列路径点，以此作为训练集数据；通过高斯混合模型学习训练集数据的分布，实现自适应采样器的构建；采用懒惰概率路图对机械臂的构型空间进行探索，利用构建的自适应采样器进行采样；基于构建好的无向图，采用图搜索算法对路径进行查询，并检测路径是否发生碰撞，如若发生碰撞则移除碰撞点，并搜索候选路径。本发明能够加快路径求解速度，提高机械臂连续操作运动规划的效率。
一种机械连续操作运动规划方法

[发明专利]一种机械臂重复操作运动规划方法-CN202211350644.4在审
发明人：左国玉;吴淳;龚道雄;于建均;李宓 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-10-31 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种机械臂重复操作运动规划方法。所述方法包括：依据D‑H描述法确定机械臂D‑H参数并构建机械臂的D‑H模型；采用逆运动学算法确定机械臂在关节空间的起始状态和目标状态；采用高斯混合模型对路径库进行学习并构建自适应采样器以提高随机采样效率；将先前任务对搜索空间的探索(经验)保存在一张经验图中，用图搜索算法从过去经验中检索局部有用经验从而加速后续规划问题求解。本发明提出的运动规划方法可以从过去成功的规划中学习经验，够节约搜索时间、提高机械臂重复操作任务的执行效率。
一种机械重复操作运动规划方法

[发明专利]一种全自动智能割胶机器人-CN202011061013.1有效
发明人：左国玉;陈国栋;龚道雄;刘璐;刘岩;吴淳 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： A01G23/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种全自动智能割胶机器人，包括移动平台和割胶机械臂；割胶机械臂安装在移动平台上，割胶机械臂专门针对割胶作业设计，割胶机械臂的末端搭载有一末端执行装置，末端执行装置由抱树固定装置和滑动割胶装置组成。本发明可完全无需人工介入的情况下自主进行割胶作业，极大的减少了人工投入，明显提高了割胶工作效率及时间经济转换效率；本发明为可移动系统能够独自在一整片橡胶林中工作，工作区域大，降低了每棵树平均投入成本。本发明对橡胶树的切割深度、割胶耗皮量、切割口平滑度等技术指标均满足传统割胶技术要求，具有较好的推广和使用价值。
一种全自动智能割胶机器人

[发明专利]一种基于融合人体运动学约束的协调图双臂协作控制方法-CN202011351186.7有效
发明人：左国玉;胥子宸;龚道雄;刘岩;李宓;吴淳 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于融合人体运动学约束的协调图双臂协作控制方法，本发明同时从动作层面和操作任务层面进行双臂协作控制；在动作协作层面，通过遥操作示教技术获取机器人协作轨迹，通过四元数姿态轨迹映射方法将人类动作映射至机器人端并优化存储；根据轨迹碰撞情况生成协调图，协调图以左右臂操作时间为横纵坐标，设置图中机器人会发生碰撞的机器人配置为黑色，无碰撞配置为白色，形成一个完整的协调图。在协调图内采用RRT‑Connect算法结合开源动作规划库中的轨迹优化算法的方式进行轨迹规划，完成动作层面的双臂协作。在完成无碰撞协作对操作后，有碰撞协作对根据前面的协作律计算结果进行协作，完成协作操作，使得操作时间最短操作效率最大化。
一种基于融合人体运动学约束协调双臂协作控制方法

[发明专利]一种基于多线激光雷达点云的多尺度静态地图构建方法-CN202111178663.9在审
发明人： 龚道雄;张宇博 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-10-10 - 公布日： 2022-01-07 - 主分类号： G06T17/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多线激光雷达点云的多尺度静态地图构建方法，利用多线激光雷达获取道路行驶数据输出每一帧的带有时间戳的激光点云，在工控机下通过三维激光SLAM输出每帧的姿态数据。动态目标去除系统按照时间戳读入用户指定范围内的激光点云帧。建立多尺度下的图像金字塔，迭代金字塔的每一层图像。针对每一层图像，将局部坐标系下的每一帧关键帧三维点云与原始地图按照指定尺度分别投影至二维图像。标记为动态点的点云子集作为图像金字塔下一次迭代的全部点云，循环往复，直至遍历图像金子塔的全部尺度，将动态点的错误识别率降至最低，从而构建精准的静态点云地图。本发明能够进一步应用在无人系统导航，特别是全局路径规划与场景重识别。
一种基于激光雷达尺度静态地图构建方法

[实用新型]一种智能橡胶收割机器人系统-CN202022198449.7有效
发明人：左国玉;陈国栋;龚道雄;刘璐;刘岩;吴淳 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2021-07-09 - 主分类号： A01G23/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种智能橡胶收割机器人系统，包括移动平台和割胶机械臂；割胶机械臂安装在移动平台上，割胶机械臂专门针对割胶作业设计，割胶机械臂的末端搭载有一末端执行装置，末端执行装置由抱树固定装置和滑动割胶装置组成。本实用新型可完全无需人工介入的情况下自主进行割胶作业，极大的减少了人工投入，明显提高了割胶工作效率及时间经济转换效率；本实用新型为可移动系统能够独自在一整片橡胶林中工作，工作区域大，降低了每棵树平均投入成本。本实用新型对橡胶树的切割深度、割胶耗皮量、切割口平滑度等技术指标均满足传统割胶技术要求，具有较好的推广和使用价值。
一种智能橡胶收割机器人系统

[发明专利]一种气动肌肉驱动的七自由度仿人机械臂-CN201810518120.9有效
发明人： 龚道雄;何睿 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-05-27 - 公布日： 2021-04-27 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种气动肌肉驱动的七自由度仿人机械臂，机械臂由固定支架、肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和手组成，肩关节配置有肩屈曲伸展、肩内收外展和大臂内旋外旋自由度，并且三个自由度的轴线相交于一点，肘关节配置有肘屈曲伸展自由度，腕关节配置有腕‑小臂旋前旋后、腕屈曲伸展和腕内收外展自由度，并且三个自由度的轴线相交于一点，机械臂的运动完全仿人。机械臂的每个自由度由一对气动肌肉拮抗驱动，使用鲍登线和钢丝绳进行传动。本发明仿人程度更高，传动系统更加简单，不同气动肌肉对之间力的耦合程度更低；气动肌肉的安装位置更加灵活，气动肌肉的排布更加紧凑，气动肌肉的预紧力可调。
一种气动肌肉驱动自由度人机

[发明专利]一种由气动肌肉驱动的18自由度的仿人灵巧手-CN201910224810.8有效
发明人： 龚道雄;郝琳煜 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-03-24 - 公布日： 2021-03-02 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种由气动肌肉驱动的18自由度的仿人灵巧手装置，具有与人类相似的五指结构，即拇指、食指、中指、无名指和小指。其中，拇指的远指节和近指节配置有屈曲伸展自由度，并且具有独立运动能力；食指、中指、无名指和小指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度，除了中指的掌骨没有内收外展自由度外，其他四指(拇指、食指、无名指和小指)都具有独立的内收外展自由度，这种设计的主要原因是人类其余四指(拇指、食指、无名指和小指)的内收外展运动都是以中指为轴进行运动。灵巧手的每个自由度是由一根气动肌肉和复位弹簧进行驱动，使用绳索进行传动。本发明的尺寸大小具有较强的类人性，仿人程度更高。
一种气动肌肉驱动 18 自由度灵巧

[实用新型]一种直卸直装式散货装船装置-CN202020290935.9有效
发明人：蒋亚军;刘庆辉;沈红宾;陈凯凯;龚道雄;黄秀花;王尉儒;陈天沛 -专利权人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司
申请日： 2020-03-10 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： B65G67/60 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种直卸直装式散货装船装置，包括有行走平台，在行走平台上安装有伸缩装船机构和垂直提升机构，垂直提升机构形成立面环状结构，在垂直提升机构的底部具有可以直接承接汽车卸料的受料区域，由垂直提升机构的立面环状结构形成可供汽车直接穿行的通道；所述伸缩装船机构横向设置在行走平台上，并从行走平台朝外伸出至受装船的上方，以形成往船上装料的结构；垂直提升机构与伸缩装船机构之间设有移料通道，以形成将物料从垂直提升机构转移到伸缩装船机构上的结构。本实用新型可以直接接收自卸汽车卸料并直接装船，汽车在卸料前无需掉头，对码头面作业空间要求小，可以随时移机作业，设备造价小，尤其适用于散货装船码头。
一种直卸直装式散货装船装置

[发明专利]一种直卸直装式散货装船装置-CN202010163335.0在审
发明人：蒋亚军;刘庆辉;沈红宾;陈凯凯;龚道雄;黄秀花;王蔚儒;陈天沛 -专利权人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司
申请日： 2020-03-10 - 公布日： 2020-06-05 - 主分类号： B65G67/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种直卸直装式散货装船装置，包括有行走平台，在行走平台上安装有伸缩装船机构和垂直提升机构，垂直提升机构形成立面环状结构，在垂直提升机构的底部具有可以直接承接汽车卸料的受料区域，由垂直提升机构的立面环状结构形成可供汽车直接穿行的通道；所述伸缩装船机构横向设置在行走平台上，并从行走平台朝外伸出至受装船的上方，以形成往船上装料的结构；垂直提升机构与伸缩装船机构之间设有卸料溜槽，以形成将物料从垂直提升机构转移到伸缩装船机构上的结构。本发明可以直接接收自卸汽车卸料并直接装船，汽车在卸料前无需掉头，对码头面作业空间要求小，可以随时移机作业，设备造价小，尤其适用于散货装船码头。
一种直卸直装式散货装船装置

[实用新型]一种渔船加冰机-CN201822057975.4有效
发明人：陈凯凯;袁金虎;刘元平;龚道雄;蒋亚军;王尉儒;黄秀花 -专利权人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司
申请日： 2018-12-07 - 公布日： 2019-07-19 - 主分类号： F25C5/04 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种渔船加冰机，包括有支撑架、碎冰机构和输冰机构，碎冰机构安装在支撑架上，输冰机构与碎冰机构对接；输冰机构包括有竖直的筒体，筒体下部侧面设有输冰进料口，筒体上部侧面设有输冰出料口，筒体里面设有螺旋输送机构，螺旋输送机构螺旋向上提升送料；输冰机构通过其输冰进料口与碎冰机构对接，通过其输冰出料口与渔船对接。本实用新型新型通过调整碎冰和输冰顺序，将碎冰机构设置在下部，解决了传统加冰机重心偏高的问题；通过采用垂直螺旋输冰方式代替传统倾斜链式输冰方式，解决了传统加冰机结构尺寸大、转运不方便，以及机构复杂、故障率高的问题；通过封闭式输送结构可减少外部环境污染物进入，保证碎冰卫生质量。
碎冰机构输冰机构加冰机螺旋输送机构本实用新型渔船出料口进料口支撑架碎冰筒体筒体上部侧面封闭式输送垂直螺旋筒体下部外部环境故障率链式竖直送料转运污染物重心侧面卫生保证

[发明专利]基于虚拟推力的遥操作机械臂三维避障方法-CN201810363837.0在审
发明人： 龚道雄;张恩慧;李萌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-22 - 公布日： 2018-09-21 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了基于虚拟推力的遥操作机械臂三维避障方法，遥操作机械臂的末端轨迹上存在障碍物时，根据改进任务优先级后的避障算法追踪末端轨迹。随着机械臂末端距离障碍物越来越近，启用虚拟推力参与障碍物的躲避的任务。在遥操作机械臂末端执行器任务轨迹追踪误差极小的情况下，完成机械臂对障碍物的回避动作。实现避障后，随着机械臂末端对障碍物的远离，逐渐削弱虚拟推力的力度，继续追踪末端轨迹，完成给定工作任务。该算法能实现遥操作机械臂末端在三维复杂环境中完成给定任务，同时保证杆件和各关节与障碍物的碰撞。本发明在虚拟推力的融入下，解决了任务转换算法的陷入局部避障死区的不足。
遥操作机械臂障碍物虚拟避障末端轨迹三维机械臂末端算法追踪距离障碍物末端执行器避障算法复杂环境轨迹追踪任务转换机械臂杆件死区关节削弱回避融入改进保证

[发明专利]基于串并混联的六自由度仿人机械臂及机器人-CN201610740813.3有效
发明人：左国玉;于双悦;龚道雄;赵晋;卢佳豪;邱永康 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-08-26 - 公布日： 2018-07-17 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种基于串并混联的六自由度仿人机械臂及机器人。该基于串并混联的六自由度仿人机械臂包括：肩关节、肘关节、腕关节、大臂外壳和小臂外壳；所述大臂外壳两侧分别与肩关节的第二输出连接板和肘关节的第一电机连接座紧固，所述小臂外壳两侧分别与肘关节的第四输出连接板和腕关节的第二电机连接座紧固。本发明实施例通过采用串并混联的结构，并采用不同的执行机构，以在降低电机负担的同时，增加对肩关节的控制、以提高运动的精确度。
串并混联六自由度机械臂肩关节肘关节电机连接座输出连接板外壳两侧腕关节大臂紧固小臂人本发明机器人电机

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