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[发明专利]一种基于多传感器融合的绳驱机器人力柔顺控制方法与系统，计算机存储介质-CN202310767616.0在审
发明人： 牟宗高;高玉明;张辉;唐阳璞;李璐帆;邱俊烨;贾利慧;高名旺 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多传感器融合的绳驱机器人力柔顺控制方法与系统，计算机存储介质。本发明以绳驱机器人工作安全性和有效性为指标设计多传感器融合控制系统，其中方法如下：采集绳驱机器人工作时的薄膜压力传感器的压力信号和绳索拉力等效的末端力信号；运用卡尔曼滤波进行两组力信号的融合；根据融合后的决策力信号通过阻抗控制实现绳驱机器人力柔顺控制。本发明公开的基于多传感器融合的绳驱机器人力柔顺控制方法实现了绳驱机器人在狭窄环境的力感知及力控制，为力柔顺控制方法提供了一种安全高效的解决途径。
一种基于传感器融合机器人力柔顺控制方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法及系统、计算机存储介质-CN202310818347.6在审
发明人： 牟宗高;吕浩;吕桂坤;郑光明;李子轩;董瑞春;高名旺;程祥 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2023-07-05 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法及系统、计算机存储介质。该方法的核心在于输入变量为空间中两个点及其位移方向，输出变量为同轴绳驱机器人的空间双圆弧构型。该方法通过调整同轴绳驱机器人起点和终点的位置及其相应的指向方向，可以调整同轴绳驱机器人机械臂的弯曲程度。通过判断方向向量之间的夹角值，可以预先判断同轴绳驱机器人整臂的空间构型是C型还是S型。通过调整同轴绳驱机器人圆弧自由参数（即同轴绳驱机器人参数u与v）的值，可以调整同轴绳驱机器人重叠部分以及分离部分的长度。当给定点与其相应切矢量共面时，空间双圆弧可以转化为平面双圆弧。该方法可以实现对同轴绳驱机器人空间构型的参数化，便于控制同轴绳驱机器人进行无干涉运动轨迹规划。
一种同轴机器人空间圆弧规划方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种用于同轴绳驱机械臂的双圆弧拟合方法及系统、计算机存储介质-CN202310697176.6在审
发明人： 牟宗高;吕浩;唐阳璞;张辉;邱俊烨;李璐帆;贾利慧;高名旺 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提出了一种用于同轴绳驱机械臂的双圆弧拟合方法及系统、计算机存储介质。该方法通过优化末端切线，可以实现末端切线变化与同轴绳驱机械臂构型同步调整。通过改变双圆弧起点的位置，可以实现同轴绳驱机械臂工作关节数为整数。通过改变同轴绳驱机械臂比例系数，可以调整双圆弧各弧段的比例和同轴绳驱机械臂构型。结果表明，该方法能够解决末端实际轨迹和规划轨迹偏差大且有跳跃现象的问题，提高了同轴绳驱机械臂控制的精度且双圆弧拟合算法规划与实际偏差较小。因此该方法在实时控制上具有明显的优势。
一种用于同轴机械圆弧拟合方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种基于静力学模型的同轴绳驱机器人末端力感知方法与系统，计算机存储介质-CN202310730139.0在审
发明人： 牟宗高;高玉明;吕浩;李伟涛;刘力源;李子轩;董瑞春;高名旺 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于静力学模型的同轴绳驱机器人末端力感知方法与系统，计算机存储介质。本发明建立的静力学模型考虑了同轴绳驱机器人的外部负载力、绳与孔间的摩擦力、关节间的摩擦力、绳索的驱动力、同轴绳驱机器人的重力和其整臂构型。该同轴绳驱机器人静力学模型的建模方法包括：建立同轴绳驱机器人的连杆坐标系；以库伦摩擦模型计算同轴绳驱机器人的绳与孔间的摩擦力与关节间的摩擦力；计算各力产生的力矩；建立各连杆的受力平衡方程与力矩平衡方程。在给定绳索驱动力并通过机器视觉获取同轴绳驱机器人整臂构型的基础上，基于建立的静力学模型可计算出同轴绳驱机器人末端的受力，从而实现在同轴绳驱机器人末端无法安装传感器的情况下仍然可以达到末端力感知的目的。
一种基于静力学模型同轴机器人末端感知方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种绳驱机械臂卷积动态加加速度规划方法及系统、计算机存储介质-CN202211277353.7在审
发明人： 牟宗高;张鲁杨;高玉明;贾利慧;刘力源;吕浩;杨盼盼;程祥 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳驱机械臂卷积动态加加速度规划方法及系统、计算机存储介质，将绳驱机械臂的绳索加速度和速度用二次连续卷积的方法进行规划；通过机器人逆运动学的方法将绳驱机械臂任务空间的期望末端位移转换为关节空间的关节角度变化；通过机器人正运动学的方法将绳驱机械臂关节空间的关节角度变化转换为绳索空间的绳索位移变化和速度变化；根据期望绳索位移的大小，划分了四种位移情况：超长位移、长位移、中位移和短位移；根据绳驱机械臂期望绳索位移的大小选择位移情况；动态设定加加速度的大小；采用二次连续卷积的方法规划出期望的绳索加速度和速度；卷积规划的运动过程包括：加速运动、匀减速运动，匀速运动、匀变加速度的加速运动和减速运动。
一种机械卷积动态加速度规划方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种绳驱咽拭子机器人-CN202110123007.2有效
发明人： 牟宗高;贾利慧;宋汝君;张天;李玉胜;王伟霖;叶会友 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2021-01-29 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： A61B10/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳驱咽拭子机器人，包括柔性操作臂和驱动系统；其中柔性操作臂包括外层绳驱机构、内层绳驱机构、中间弹性体、驱动绳索四部分；驱动系统包括固定基座和外层绳驱机构的移动式驱动模块O1 O2 O3 O4以及内层绳驱机构的移动式驱动模块I1 I2 I3 I4；外层绳驱机构的移动式驱动模块O1和内层绳驱机构的移动式驱动模块I1分别驱动外层绳驱机构和内层绳驱机构沿轴线方向前进与后退；内层绳驱机构的移动式驱动模块I2 I3 I4和外层绳驱机构的移动式驱动模块O2 O3 O4分别通过绳索与内外层绳驱机构连接，驱动外层绳驱机构和内层绳驱机构的俯仰、偏航运动。本发明的绳驱咽拭子机器人具有进退灵活的特点，能够很好的满足医护工作者对咽喉自动采样的需求。
一种绳驱咽拭子机器人

[发明专利]同轴绳驱机器人的平面双圆弧规划方法及系统、计算机存储介质-CN202211420246.5在审
发明人： 牟宗高;吕浩;高玉明;刘力源;董瑞春;李子轩;郑光明;程祥 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于平面双圆弧的同轴绳驱机器人规划方法及系统、计算机存储介质。该方法通过改变终止点的切线方向以及调整内段和外段圆心角的角度，可以调整同轴绳驱机器人的臂型。通过调整平面双圆弧的弧长与圆心角的比值，实现“C”型、“S”型的轨迹设计。通过对同轴绳驱机器人整臂的运动学计算，指导同轴绳驱机器人的运动轨迹规划。该方法能够给出合理的运动学逆解和构型规划，且平面双圆弧规划方法的计算效率高。因此该方法在实时控制上具有明显的优势。
同轴机器人平面圆弧规划方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种高铁制动及轨道涡流检测装置及其使用方法-CN202211357004.6在审
发明人：杨盼盼;张帅;岳琦明;牟宗高;李子轩;庄仁荣 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-11-01 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： B60L7/28 文献下载
摘要：本发明公开一种高铁制动及轨道涡流检测装置及其使用方法，装置包括：机械升降机构，连接承接板并驱动承接板靠近或远离轨道；多个涡流制动机构，间隔设于承接板，通过产生磁场形成涡流以对高铁进行制动；多个涡流缺陷检测机构，与多个涡流制动机构交替设于承接板，包括：铁芯；探测线圈，缠绕于铁芯，用于检测阻抗变化；控制与检测模块，包括：速度检测元件，对高铁行驶速度进行监测；信号处理单元，将探测线圈的阻抗变化信号转变为电压信号；控制器，分析处理速度信号以控制给涡流制动机构及涡流缺陷检测机构供电及对电压信号分析处理以分析缺陷类型。本发明具有节能、高效、可进行实时检测的优点，可实现涡流制动与缺陷检测同时进行。
一种制动轨道涡流检测装置及其使用方法

[发明专利]一种基于对偶向量的智能破拆机器人碰撞检测方法及系统、计算机存储介质-CN202211431407.0在审
发明人： 牟宗高;刘力源;张鲁杨;高玉明;贾利慧;吕浩;董瑞春;程祥 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于对偶向量的智能破拆机器人碰撞检测方法及系统、计算机存储介质，属于仿真技术领域。所述方法具体实施方式包括：将三维空间中的障碍物用空间几何模型进行建模；基于所建立的模型，将破拆机器人和障碍物简化为简单的几何结构；几何结构用多条线段来近似；将空间几何模型间的碰撞检测转换为线段与点或线段与线段间的碰撞检测。本碰撞检测方法分为粗略检测和精细检测两个阶段。优先进行粗略检测，若未发生碰撞，则检测结束；若发生碰撞，则进行精细检测，最终判断碰撞是否发生。由此，解决了现有技术中仅使用简单模型对于障碍物进行包络导致检测精度较低和仅使用精细模型进行检测导致计算负荷较大的技术问题，从而提高仿真中碰撞检测的实用性。
一种基于对偶向量智能机器人碰撞检测方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种绳驱机械臂变刚度规划方法及系统、计算机存储介质-CN202211426538.X在审
发明人： 牟宗高;高玉明;张鲁杨;刘力源;吕浩;董瑞春;李子轩;程祥 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳驱机械臂变刚度规划方法及系统、计算机存储介质，用于控制绳驱机械臂的刚度，有利于绳驱机械臂完成各种复杂的如太空探测、维修、空间对接和卫星抓捕等任务。其中方法如下：首先，建立绳驱机械臂的解析刚度模型，用于计算绳驱机械臂的刚度，并分析了影响绳驱机械臂刚度的因素；其次，选取绳驱机械臂的末端点和任意中间关节的交点作为被控制点，在被控制点附近自由设定对应的控制点；进一步地，基于选择的控制点和被控制点，结合梯度投影法优化绳驱机械臂的整体构型，以获得具有工作要求所需刚度的对应构型。如果刚度依然不能满足作业需求，只需调整绳索张力进一步优化刚度，即可平稳、灵活的控制绳驱机械臂的刚度，从而使绳驱机械臂完成各种刚度需求任务。
一种机械刚度规划方法系统计算机存储介质

[发明专利]一种高速列车轨道缺陷检测系统及检测方法-CN202211419127.8在审
发明人：杨盼盼;岳琦明;张帅;李子轩;牟宗高;庄仁荣 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-11-14 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： B61L23/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种高速列车轨道缺陷检测系统及检测方法，检测系统包括轨道缺陷检测装置和电磁涡流制动装置，电磁涡流制动装置安装于列车底部、轨道的正上方，轨道缺陷检测装置安装于转向架两侧，轨道缺陷检测装置、电磁涡流制动装置与工控机连接；在至少三个安装有电磁涡流制动装置的列车车厢底部安装轨道缺陷检测装置，当至少三个列车车厢上的三个及以上轨道缺陷检测装置同时检测到轨道缺陷数量超过阈值时，即产生报警并记录缺陷信息。本发明利用高速列车的电磁涡流制动装置在制动过程中会产生大量热量的特点，将电磁涡流制动装置和热成像检测装置结合起来，可实时检测高速轨道缺陷，提高了轨道缺陷检测的准确性，降低了检测的人力及设备成本。
一种高速列车轨道缺陷检测系统方法

[发明专利]一种求解绳驱机械臂逆运动学的协同规划方法及系统、计算机存储介质-CN202211420266.2在审
发明人： 牟宗高;高玉明;张鲁杨;刘力源;吕浩;杨盼盼;董瑞春;程祥 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种求解绳驱机械臂逆运动学的协同规划方法及系统、计算机存储介质，其中方法如下：选取绳驱机械臂的末端点和部分中间关节的交点作为被控制点；在被控制点附近则自由设定对应的控制点；计算控制点和被控制点之间的欧几里得距离（欧式距离）；结合梯度投影法，将计算得到的欧式距离作为优化目标函数，通过调整控制点及比例因子等参数则可以在绳驱机械臂自运动空间内完成整臂构型的调整。规划方式为：当任意欧式距离大于对应安全阈值时，则通过基于梯度投影法的全局优化使得欧式距离逼近零，从而优化绳驱机械臂的整臂自由度，使得绳驱机械臂的整臂构型与控制点所设定构型的一致性达到最优化状态，实现“整臂构型‑末端位姿”协同规划目标。
一种求解机械运动学协同规划方法系统计算机存储介质

[发明专利]渐进式斜线切削刃微细钻铣刀-CN202210596547.7在审
发明人：程祥;李阳;杨先海;郑光明;董瑞春;牟宗高;刘原勇 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-05-30 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B23C5/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种渐进式斜线切削刃微细钻铣刀，由刀具夹持柄、切削部分和位于刀具夹持柄与切削部分之间的过渡部分构成，其中切削部分上均布有右渐进式斜线和左渐进式斜线切削刃，右渐进式和左渐进式斜线切削刃分别与切削部分上的底刃的两端相连接，特征在于：右渐进式、左渐进式斜线切削刃和底刃的切削前角均为负值；20°≤底刃的前角γ1和后楔角α1≤80°，5°≤左渐进式斜线切削刃与刀具旋转中心线的夹角β1≤80°；0.025毫米≤右渐进式和左渐进式斜线切削刃的旋转包络切削半径≤1毫米；第一、二、三、四、五和六刀面均采用直纹面；底刃上设置有底容屑槽，右渐进式斜线切削刃和左渐进式斜线切削刃上均设置有侧容屑槽。本发明可用于难加工材料的微细加工。
渐进斜线切削微细铣刀

[发明专利]一种小型绳驱机械臂-CN202210627431.5在审
发明人：王伟霖;牟宗高;贾利慧;杨镇泽;朱俊奇 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2022-06-06 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B25J18/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种小型绳驱机械臂，其包括机械臂和控制系统。机械臂由中空柔性机械臂和若干驱动绳索组成，驱动绳索成一圆周均布于机械臂中。控制系统包括固定基座A和驱动模组M1 M2 M3 M4 N1 N2 N3 N4，与驱动绳索一对一成圆周固定于基座A上。驱动模组设有缓冲模块，从柔性机械臂引出的驱动绳索末端固定于缓冲模块内。当机械臂突发非自主性姿态改变时，缓冲模块会自主收放驱动绳索以适应机械臂突发性姿态变化以保护机械臂。驱动模组与基座A的固定采用快拆设计，且驱动模组之间相对独立，可实现快速更换，本发明的绳驱机械臂具有体积小巧、运动灵活、安全稳定的特点，能很好的满足医疗、科研等领域的精细化操作需求。
一种小型机械

[发明专利]一种基于旋转式快换机构的绳驱机器人-CN202110375739.0有效
发明人： 牟宗高;张鲁杨;贾利慧;刘力源;黄雪梅;李玉胜 -专利权人：山东理工大学
申请日： 2021-04-08 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于旋转式快换机构的绳驱机器人，包括旋转式快换机构（由旋转机架组、电机传动组、导绳滑轮组三部分组成）、柔性机械臂杆件组、角度传感器组、拉力传感器组。旋转式快换机构的旋转约束杆穿过旋转摆动杆的安装孔和旋转固定圆盘的安装孔，约束旋转摆动杆的旋转运动。本发明通过导绳滑轮组约束绳索走向，避免绳索与旋转机架组干涉；通过脱出旋转固定圆盘的旋转约束杆，旋转摆动杆的转动将带动电机传动组的位置变化，增大旋转式快换机构内部零件的更换空间，方便导绳滑轮组和电机传动组的拆装；分别通过角度传感器组和拉力传感器组反馈万向节角度及绳索拉力实现系统闭环控制。
一种基于旋转式快换机构机器人

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