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[发明专利]一种基于激光雷达和IMU的多传感器融合定位方法-CN202310622421.7在审
发明人： 方灶军;孙晨阳;潘聪;张弛;杨桂林 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于激光雷达和IMU的多传感器融合定位方法，涉及定位导航技术领域，本方法包括步骤S1：通过激光雷达和IMU分别获取激光数据和惯性数据，并在激光雷达和IMU之间进行空间同步；S2：利用IMU的预积分模型对惯性数据进行预积分处理，获取紧耦合定位系统的名义状态预测量；S3：通过紧耦合定位系统的名义状态预测量对激光数据进行运动畸变校正，得到校正后的激光数据；S4：根据IMU的测量模型和IMU的误差运动模型建立紧耦合定位系统的误差状态预测方程；S5：根据激光配准误差模型建立紧耦合定位系统的误差状态更新方程。本方法能够通过紧耦合定位方法有效提高移动机器人的定位精度和可靠性。
一种基于激光雷达 imu 传感器融合定位方法

[发明专利]一种变刚度柔顺抓取装置-CN201810616196.5有效
发明人：杨桂林;李建钢;王慰军;方灶军;陈庆盈;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所;中国科学院大学
申请日： 2018-06-14 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种变刚度柔顺抓取装置，包括滑动设置在直线导轨上的两个滑块，滑块由一个开合运动电机驱动并能作相对靠近和远离运动。每个滑块通过变刚度柔性并联机构连接有一个用于抓取作业的夹爪，变刚度柔性并联机构由一个刚度调整电机驱动以调整其刚度。在工作状态，通过开合运动电机驱动，控制夹爪在开合运动方向上的平行夹持位移；通过刚度调整电机驱动，控制夹爪在开合运动上的夹持刚度。本发明能够连续地改变其开合运动方向上的夹持刚度，适应对不同形状、不同质量物体的夹持作业，可以作为机器人的末端执行器，尤其适用于在非结构化环境里的操作作业、精密装配等领域。
一种刚度柔顺抓取装置

[发明专利]一种基于聚类算法和神经网络的人体温度数据拟合方法-CN202310506177.8在审
发明人： 方灶军;方思远;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-05-08 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G06F18/23213 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于聚类算法和神经网络的人体温度数据拟合方法，包括：步骤S1，在预设时间段内，持续采集多位实验者于跑步机上持续跑步时的实时温度数据；步骤S2，将预设时间段分割为多个子时间段，针对每个子时间段，统计得到子时间段内的各实时温度数据作为子时间段对应的簇类数据集；步骤S3，针对每个簇类数据集，对簇类数据集内的各实时温度数据进行聚类处理得到对应的簇中心点；步骤S4，针对每个实验者，将实验者对应的各簇中心点及各簇中心点对应的子时间段输入至预先构建的神经网络模型中，得到对应的人体温度数据拟合曲线。有益效果是本发明通过聚类算法和神经网络取出簇中心点并进行曲线拟合，可以有效减小误差。
一种基于算法神经网络人体温度数据拟合方法

[发明专利]机器人磨抛工作站及工件自动磨抛方法-CN202210140841.7在审
发明人：李俊杰;杨桂林;方灶军;廉宏远;张启平;李华民;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2022-02-16 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B24B5/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人磨抛工作站及工件自动磨抛方法。所述机器人磨抛工作站包括检测单元、上下料单元、工位转换转台、工装夹具转台、滑环、力控打磨机器人、力控抛光机器人、自动换刀单元、磨抛工具库以及主控制器等。相较于现有技术，本发明提供的机器人磨抛工作站结构紧凑，占用空间小，且提高了柔性生产能力，不同工件只需更换工装夹具和上下料机器人抓手，适应性强，并可以实现从工件上下料、检测定位到打磨抛光的全流程自动化加工，生产效率显著提高。
机器人工作站工件自动方法

[发明专利]基于视觉的轮毂磨抛初始点定位方法及轮毂磨抛系统-CN202310304170.8在审
发明人： 方灶军;戴伊宁;潘聪;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于视觉的轮毂磨抛初始点定位方法及轮毂磨抛系统。所述轮毂磨抛初始点定位方法包括：获取轮毂图像，并分割获取完整的轮毂图片；获取中心点坐标和轮毂半径；提取同心圆图区域作为感兴趣区域，从中获取螺栓孔圆心坐标，同心圆区域的半径小于所述轮毂半径；基于中心点坐标和螺栓孔圆心坐标，计算预期对准角度；控制轮毂旋转，并采用PID控制的方式重复进行，直至满足结束条件。本发明所提供的轮毂磨抛初始点定位方法基于半径的设定比例提取感兴趣区域，准确、高效地寻找螺栓孔，进而基于位置关系获取预期对准角度，并结合PID循环控制的方式多次重复控制轮毂旋转，实现了轮毂磨抛初始点的准确、快速以及高效地定位。
基于视觉轮毂初始定位方法系统

[发明专利]基于改进遗传算法的混合流水车间多目标调度方法与应用-CN202310199474.2在审
发明人： 方灶军;陈昊鹏;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-02-24 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G05B19/418 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进遗传算法的混合流水车间多目标调度方法与应用。所述混合流水车间多目标调度方法包括：建立具有多个优化目标的多目标优化模型；基于双层编码/解码规则，采用随机初始化和贪婪初始化两种方法的结合生成初始种群；进行选择操作，生成下一代种群；进行交叉和变异操作；重复进行迭代更新。本发明提供的基于改进遗传算法的多目标调度方法采用了首工序加工顺序码和设备分配码相结合的双层编码规则，可以实现多目标优化调度。本发明提供的改进遗传算法在初始化中采用了随机初始化和贪婪初始化两种方法的结合，同时在选择操作中引入了精英保留策略，不仅提升了解的质量，还加快了算法的收敛速度。
基于改进遗传算法混合流水车间多目标调度方法应用

[发明专利]基于模糊PID算法的仿人胸腔位置控制方法-CN202310362180.7在审
发明人： 方灶军;方思远;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模糊PID算法的仿人胸腔位置控制方法，该方法包括：步骤S1、建立仿人胸腔数学模型；步骤S2、设计模糊控制器；步骤S3、设计PID控制器；步骤S4、基于仿人胸腔数学模型、模糊控制器、PID控制器实施仿人胸腔位置控制，具体包括：步骤S41、设定目标位置；步骤S42、根据目标位置和实际位置得到误差和误差变化率；步骤S43、将误差和误差变化率输入到模糊PID控制器中，输出ΔKp、ΔKi、ΔKd；步骤S44、将三个输出量ΔKp、ΔKi、ΔKd输入PID控制器，从而控制仿人胸腔位置；步骤S45、将仿人胸腔反馈的实时位置与目标位置作比较，若小于期望误差则停止，否则继续执行步骤S42。本发明的仿人胸腔位置控制方法提高了系统的响应速度，极大的抑制了超调能力。
基于模糊 pid 算法胸腔位置控制方法

[发明专利]基于INSGA-II的混合流水车间调度方法及应用-CN202310187178.0在审
发明人： 方灶军;陈昊鹏;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-02-22 - 公布日： 2023-05-19 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于INSGA‑II的混合流水车间调度方法及应用。所述混合流水车间调度方法包括：获取加工数据，建立多目标优化调度模型；采用双层编/解码规则生成初始种群；进行交叉操作和变异操作；进行选择操作，保留下一代种群；进行邻域搜索，以扩展下一代种群；重复进行迭代更新，直至满足结束条件。本发明避免了以往采用线性加权求和法求解多目标优化问题中权重赋值的问题，且每次求解可获得多个非劣解，供决策者选择。本发明对每次迭代合并后的种群个体进行一次邻域搜索，并针对工件码和机器码分别设计了不同的搜索规则和邻域结构，由此提升算法的局部搜索能力，提高解的质量。
基于 insga ii 混合流水车间调度方法应用

[发明专利]金属保温杯的自动焊接系统-CN201710714750.9有效
发明人：翁文武;方灶军;欧阳波;张驰;李云森 -专利权人：浙江哈尔斯真空器皿股份有限公司
申请日： 2017-08-19 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： B23K26/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属保温杯的自动焊接系统，包括数据测量装置，激光焊接装置，四动力独立传送单向循环装置，四动力独立传送单向循环装置包括底座，传送导轨，传送导轨有四条，头尾衔接呈正方形分布，每条传送导轨上均设有多个横截面为正方形的滑动座，各滑动座的中部设有保温杯固定座，各传送导轨的下面均设有单向驱动机构，移动座的底部设有直线导轨，直线导轨可滑动的支撑于滑块上、并通过连接件与气缸的活塞杆连接，在各相邻的传送导轨的衔接部均设有滑动座的转轨机构。本发明的金属保温杯的自动焊接系统，能够提升金属保温杯端口的焊接质量和焊接速度，减轻劳动强度，具有广泛的应用市场和巨大的经济效益。
金属保温杯自动焊接系统

[发明专利]一种基于加速度传感器的定位方法及系统-CN202310096963.5在审
发明人：杨桂林;余泉霖;盛柳炳;刘强;郑天江;方灶军;陈庆盈 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-01-18 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于加速度传感器的定位方法及系统，所述方法包括：S1，在移动机器人车身的不同位置处分别安装两个加速度传感器，分别获得两个加速度传感器在车体坐标系下的两个齐次位置坐标；S2，根据这两个齐次位置坐标，以及两个加速度传感器在各自对应位置处的位移量，得到两个加速度传感器在全局坐标系下的两个齐次位置坐标；S3，根据车体坐标系下的两个齐次位置坐标和其对应的在全局坐标系下的两个齐次位置坐标之间的坐标变换关系，得到移动机器人在全局坐标系下的位姿。本发明通过两个加速度传感器求解移动机器人当前位姿，作为传统定位方法的辅助定位，提高了机器人局部定位的精准度和可靠性。
一种基于加速度传感器定位方法系统

[发明专利]一种基于双视觉检测的协作机器人的装配控制系统及方法-CN202310128766.7在审
发明人： 方灶军;潘聪;戴伊宁;廉宏远;刘童剑;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-02-01 - 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双视觉检测的协作机器人的装配控制系统及方法，所述系统包括多个工作空间、三维相机、二维相机和上位机，工作空间包括工件抓取空间和装配控制空间，待抓取的工件位于工件抓取空间内，装配控制空间内设置有装配轴；三维相机的拍摄范围至少覆盖工件抓取空间和装配控制空间；二维相机安装于协作机器人的末端，随机器人分别移动到待抓取的工件的上方和装配轴的上方；上位机与三维相机、二维相机和协作机器人均相连。本发明采用三维视觉结合二维视觉实现复杂环境下的工件装配作业，三维视觉可以获取工件完整的六维位姿，实现不同状态下工件的抓取，基于二维视觉的二次定位能够保证装配精度的可靠性，弥补机器人运动过程中的误差。
一种基于视觉检测协作机器人装配控制系统方法

[发明专利]一种基于多视觉的检测与装配系统及方法-CN202110252474.5有效
发明人： 方灶军;靳凯强;廉宏远;张驰;杨桂林 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2021-03-08 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： B23P19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多视觉的检测与装配系统及方法，所述系统包括工业机器人、第一相机、第二相机、第三相机、工控机，工控机与工业机器人相连，用于根据第一相机拍摄到的第一图像定位工作台面上的工件，引导工业机器人的末端带动第二相机移动到工件上方；用于根据第二相机拍摄到的第二图像对工件进行二次定位以及检测工件是否有瑕疵；以及用于根据第三相机拍摄到的第三图像二次检测工件是否有瑕疵及对工件进行角度测量，根据测量得到的角度控制工业机器人移动到装配区进行装配作业。本发明通过将机器视觉联合工业机器人自动完成工件的检测与装配，提高生产效率，降低次品率。
一种基于视觉检测装配系统方法

[发明专利]一种用于精密驱动的解耦主动万向轮组件及全向移动平台-CN202211312961.7在审
发明人：王慰军;许阐;杨桂林;陈思鲁;方灶军;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2022-10-25 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： B60K17/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于精密驱动的解耦主动万向轮组件，包括箱体，安装在箱体下方可自由转向的轮架，位于轮架两侧的第一滚轮和第二滚轮，以及分别驱动第一滚轮和第二滚轮滚动的第一轮轴和第二轮轴，所述箱体内设有为所述第一轮轴和第二轮轴提供驱动力的驱动装置和用于控制轮架转向的转向装置。本发明还提供了一种全向移动平台。本发明提供的方法通过为万向轮组件引入了消隙结构消除脚轮转向时派生的滚动输出，从而提高脚轮的运动精度和灵活性。
一种用于精密驱动主动万向轮组件全向移动平台

[发明专利]一种基于视觉的汽车轮毂定位方法-CN201810511213.9有效
发明人： 方灶军;李俊杰;李华民;谌鸿强;杨桂林;张驰 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2018-05-25 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06T7/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于视觉的汽车轮毂定位方法，在机器人粗抛工位和机器人精抛工位之前增加视觉定位工位；在视觉定位工位通过对轮毂视觉取像、轮毂中心点计算、轮毂条幅角度计算，得到当前轮毂条幅的角度αf；根据当前轮毂条幅角度αf与轮毂条幅基准角度αr的差值，通过放置轮毂的转台进行差值调整，将轮毂角度调整到设定的基准位置。
一种基于视觉汽车轮毂定位方法

[发明专利]胸腔运动模拟装置-CN202211489460.6有效
发明人：李华民;张驰;方灶军;李润伟;刘宜伟;杨桂林 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2022-11-25 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01N3/38 文献下载
摘要：本申请涉及一种胸腔运动模拟装置，胸腔运动模拟装置包括固定座、驱动机构和多个模拟骨板，多个模拟骨板围设于驱动机构的周侧以形成肋骨模拟结构，驱动机构一端安装于固定座，另一端连接对应的模拟骨板，且驱动机构能够驱动多个模拟骨板同步朝向靠近或者远离驱动机构的方向移动，以使肋骨模拟结构朝向靠近驱动机构的方向收缩或者朝向远离驱动机构的方向扩张。本申请提供的胸腔运动模拟装置，解决了现有的胸腔运动模拟机构的模拟精度较低且人体穿戴模拟实验无法做到百万次疲劳试验的问题。
胸腔运动模拟装置

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