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[发明专利]基于单位对偶四元数的并联机构运动学标定方法和系统-CN202310920829.2在审
发明人：陈思鲁;罗竞波;杨桂林;郑天江;李华民;张驰;蒋德鑫 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单位对偶四元数的并联机构运动学标定方法和系统。所述标定方法包括：对并联机构的每个连杆上分配局部坐标系，在动平台上分配工具坐标系，基于单位对偶四元数列出相邻坐标系的初始位姿，并列出其对数坐标；列出每个关节在与之相连的后一个连杆上的坐标系相对于前一个连杆上的坐标系中的旋量坐标；给定初始位姿的对数坐标以及若干组主动关节位移，基于正运动学方法计算动平台的名义位姿；获取动平台的实际位姿；利用误差建模和参数辨识方法，获取修正的初始位姿的对数坐标；指定动平台的期望位姿，利用误差补偿方法修正主动关节位移值，将修正的主动关节位移值输入到并联机构。本发明具有通用性强、精度高、效率高的优点。
基于单位对偶四元数并联机构运动学标定方法系统

[发明专利]一种导管式深海推进器-CN202310295321.8有效
发明人：王冬杰;张驰;郑天江;李华民;陈进华;虞冠杰;高云鹏 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： B63H21/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种导管式深海推进器，包括壳体、推进电机、驱动器、对转螺旋桨、环状导管、曲面导流罩、密封装置和压力平衡装置，壳体内被分隔为第一腔室和第二腔室两个独立的壳体，推进电机和驱动器分别设置于第一腔室和第二腔室内，且驱动器与推进电机之间电连接，推进电机包括电机外轴和电机内轴，对转螺旋桨安装在推进电机的后端，其包括内螺旋桨和外螺旋桨，内螺旋桨安装在电机外轴上，外螺旋桨安装在电机内轴上，两者分别在对应的电机输出轴驱动下产生对转运动。本发明通过将推进电机和驱动器集成在一起，在结构上不仅简化了装配结构，而且提高了电机的功率密度。
一种导管深海推进器

[发明专利]直线驱动机构-CN202310045056.8有效
发明人：李华民;张驰;郑天江;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： 2023-01-30 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B63H1/32 文献下载
摘要：本申请涉及一种直线驱动机构，直线驱动机构包括驱动电机、减速器、螺杆件、螺母件、推杆件和外缸体，螺母件的周侧设有相对设置的第一滑块和第二滑块，外缸体内壁设有沿着螺杆件轴向延伸的第一滑槽和第二滑槽，第一滑块与第一滑槽活动配合，第二滑块与第二滑槽活动配合。外缸体的外侧设有相对设置的第一伸缩杆和第二伸缩杆，第一伸缩杆的固定端和第二伸缩杆的固定端分别连接外缸体，第一伸缩杆的活动端和第二伸缩杆的活动端分别连接推杆件。第一滑槽和第二滑槽在活动腔内的分布方向垂直于第一伸缩杆和第二伸缩杆在外缸体外侧的分布方向。本申请提供的直线驱动机构解决了水下电动推杆受到水流冲击之后容易发生侧向抖动的问题。
直线驱动机构

[发明专利]一种全向移动机器人的里程计标定方法及装置-CN202310323511.6在审
发明人： 郑天江;邵兵兵;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： 2023-03-29 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种全向移动机器人的里程计标定方法及装置，所述方法包括控制移动机器人按照不同的预定轨迹行走，利用激光跟踪仪跟踪所述移动机器人的中心，获取移动机器人实际的工作空间速度并传输到与激光跟踪仪相连的电脑终端；通过上位机读取轮式编码器记录的关节速度；根据关节速度和工作空间速度之间的对应关系，分步对全向机器人的脚轮半径r、脚轮偏置b和脚轮转向轴距d进行参数标定，分别计算得到三种参数的标定值，并将三种参数的标定值补偿到运动学模型中。本发明能够简单、方便、准确的提升机器人的运动控制和里程计精度。
一种全向移动机器人里程计标定方法装置

[发明专利]一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机-CN202310345326.7在审
发明人：刘威;张驰;陈进华;李荣;舒鑫东;郑天江 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2023-03-29 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： H02K1/276 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机，包括定子、电枢绕组、转子、第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体均设置于转子上，第一永磁体包括第一高矫顽力永磁体和第一低矫顽力永磁体，第二永磁体包括第二高矫顽力永磁体和第二低矫顽力永磁体，在运行状态下，第一永磁体的第一低矫顽力永磁体与第二永磁体的第二低矫顽力永磁体在脉冲电流的作用下改变本身的磁化方向，使电机处于增磁场运行状态或者弱磁场运行状态。本发明通过改变低矫顽力永磁的磁化方向，实现电机空载气隙磁场的有效调节，增强电机的弱磁扩速能力和高速区效率。
一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机

[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]同向双输出轴自由转动装置-CN202111682793.6有效
发明人：王冬杰;张驰;郑天江;陈进华;高云鹏;毛孝凤 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H02K16/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种同向双输出轴自由转动装置，包括壳体以及封装在壳体内的驱动机构、第一运动组件和第二运动组件，所述第一运动组件包括同轴设置且固定连接的第一运动机构和第一转轴，所述第二运动组件包括同轴设置且固定连接的第二运动机构和第二转轴，所述第一转轴还分别经第一轴承、第二轴承与外壳、第二转轴配合；所述第二转轴还经第三轴承、第四轴承与外壳配合。本发明实施例提供的一种同向双输出轴自由转动装置通过对驱动机构、第一运动组件、第二运动组件以及相关轴承组的分布形式进行整体设计，解决了双输出轴对转甚至自由转动的问题，同时还提高了装置整体的稳定性和精度要求。
同向输出自由转动装置

[发明专利]工业机器人绝对精度标定系统及标定方法-CN202010466278.3有效
发明人：杨桂林;谷乐丰;方灶军;张昊;张驰;郑天江;刘强 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2020-05-28 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种工业机器人绝对精度标定系统及方法。所述标定系统包括三球座装置、末端测量装置、机器人、通讯线缆及计算机等。所述标定方法包括：利用固定的三球座装置建立用于描述机器人基坐标系的世界坐标系；利用安装于机器人法兰的末端测量装置测量机器人末端位置误差信息；利用计算机读取位置误差数据和机器人关节角数据；最后，将测得的所有数据代入计算机中的绝对精度标定算法，进行迭代计算，得到描述于世界坐标系下的精确运动学模型。利用本发明的标定系统和标定方法，可以准确地标定机器人基坐标系的位姿及机器人运动学参数，进而提高机器人绝对定位精度。
工业机器人绝对精度标定系统方法

[发明专利]动力脚轮及移动平台-CN202210877700.3有效
发明人：王慰军;杨桂林;陈庆盈;郑天江;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： 2022-07-25 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： B60K17/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种动力脚轮及移动平台。该动力脚轮包括齿轮箱、两个驱动件、第一传动轴系、第二传动轴系以及两个滚轮，第一传动轴系、第二传动轴系分别与齿轮箱转动配合且位于齿轮箱内；齿轮箱包括第一齿轮箱、第二齿轮箱以及第三齿轮箱，第二齿轮箱以第一轴线为转动中心与第一齿轮箱转动连接，第三齿轮箱以第二轴线为转动中心与第二齿轮箱转动连接，两个滚轮以第三轴线为转动中心与第三齿轮箱转动连接，第一轴线、第二轴线以及第三轴线两两垂直；两个驱动件固设于第一齿轮箱，其中一个驱动件通过第一传动轴系连接一个滚轮，并用于驱动该滚轮转动；另一个驱动件通过第二传动轴系连接另一个滚轮，并用于驱动该滚轮转动。
动力脚轮移动平台

[发明专利]驱动装置及叉车-CN202210996899.1有效
发明人：王慰军;杨桂林;陈庆盈;郑天江;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： 2022-08-19 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： H02K7/116 文献下载
摘要：本发明涉及一种驱动装置驱动装置及叉车。该驱动装置包括一体式电机，一体式电机包括壳体、驱动部以及减速部，驱动部与减速部均设置于壳体内，减速部的输出端通过柔性部与载荷部连接；一体式电机由驱动部的输出转矩到驱动部输出端位置的传递函数；一体式电机由驱动部的输出转矩到载荷部位置的传递函数；且反谐振频率；谐振频率；负载惯量比；通过对谐振频率、反谐振频率以及负载惯量比等参数进行调整，以保证一体式电机惯量匹配。
驱动装置叉车

[发明专利]AC双转台五轴机床的位置无关几何误差建模和辨识方法-CN202110685808.8有效
发明人：陈思鲁;万红宇;郑天江;蒋德鑫;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： 2021-06-21 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： B23Q15/06 文献下载
摘要：本发明公开了AC双转台五轴机床的位置无关几何误差建模方法，包括基于局部指数积公式，建立五轴机床通用正向名义运动学模型；将得到的通用正向名义运动学模型应用于AC双转台五轴机床的正向名义运动学建模；由AC双转台五轴机床的正向名义运动学模型计算全位姿误差模型，并对全位姿误差模型进行简化；根据球杆仪测量的距离误差，得到基于距离误差信息的AC双转台五轴机床的位置无关几何误差模型，该模型的运动学参数的平滑变化避免矩阵奇异，通用性好；本发明还公开了面向AC双转台五轴机床的位置无关几何误差的辨识方法，采用带阻尼因子的迭代最小二乘法辨识位置无关几何误差参数，提高误差辨识过程的鲁棒性。
ac 转台机床位置无关几何误差建模辨识方法

[发明专利]偏置式双侧驱动脚轮及全向移动平台-CN202210846011.6在审
发明人：王慰军;盛柳炳;杨桂林;刘超;余泉霖;郑天江;刘强;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： 2022-07-18 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： B60K7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种偏置式双侧驱动脚轮及全向移动平台。所述偏置式双侧驱动脚轮包括上轮架、下轮架、转向单元、驱动单元以及多个滚轮；下轮架具有第一和第二端，第一端与上轮架转动连接，转向单元固设于上轮架上，与下轮架传动连接，驱动下轮架围绕旋转轴；多个滚轮固设于第二端的两侧，能够相对于第二端转动，且滚轮的轮轴与旋转轴偏置；驱动单元固设于上轮架上，与滚轮传动连接，驱动滚轮转动。本发明所提供的偏置式双侧驱动脚轮转向以及驱动独立传动，在紧凑的结构中实现了偏置式双侧驱动，同时具有较大的传动比以提供充足且稳定的驱动力，适用于一些窄长型的全向移动平台，尤其是在一些狭窄通道中进行中度或重度负载运输这种场景中的应用。
偏置式双侧驱动脚轮全向移动平台

[发明专利]一种移动机器人位置和姿态同时规划方法-CN202210860426.9在审
发明人：李齐;吕冰海;郑天江;邵兵兵;蒋德鑫 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2022-07-21 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于机器人领域，具体涉及本发明公开了一种移动机器人位置和姿态同时规划方法，包括在路径规划模块中获取规划好的位姿点Pi＝(x,y,θ),i＝0,1,…,n,n≥5；整理移动机器人的位姿点序列，以满足移动机器人的运动状态要求；用基于李群李代数表示的De Casteljau算法生成Bezier曲线表示下的连续位姿轨迹，使用差分方法获得移动机器人位姿轨迹速度曲线；将笛卡尔空间规划的速度映射到移动机器人工作空间中作为速度以输入控制机器人在位置和姿态上同步运动变化。本发明能连续光滑移动机器人运动速度和加速度连续光滑，有效提高移动机器人运动的平稳性。
一种移动机器人位置姿态同时规划方法

[发明专利]全向移动机器人、其运动学解算与控制方法和装置-CN202210762728.2在审
发明人： 郑天江;李齐;刘强;杨桂林;张驰;邵兵兵;李宁博 -专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B60W50/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种全向移动机器人、其运动学解算与控制方法和装置。所述解算与控制方法包括：1)解算获得所述解耦式主动万向脚轮的目标偏转角度；2)获取所述解耦式主动万向脚轮的实际偏转角度；3)计算所述目标偏转角度与实际偏转角度的偏差角度；4)当所述偏差角度的绝对值在π/2以上时，以预设时长提前使所述解耦式主动万向脚轮以预设偏转速度向所述目标偏转角度进行偏转。本发明所提供的全向移动机器人的运动学解算与控制方法通过判断需偏转的偏差角度的大小从而控制解耦式主动万向脚轮提前以预设偏转速度偏转，避免了移动机器人发生轮子突然转向，或者控制方向不准的情况，从而避免了全向移动机器人精度降低或者振动的发生。
全向移动机器人运动学控制方法装置

[发明专利]一种电驱动的金属丝骨架-氨纶纤维捻卷型复合人工肌肉及其制备方法-CN202110309796.9有效
发明人：杨桂林;张昊;杜庆皓;沈雯钧;郑天江;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： 2021-03-23 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种电驱动的金属丝骨架‑氨纶纤维捻卷型复合人工肌肉及其制备方法，包括：预处理阶段：对氨纶纤维束依次进行预拉伸和预加捻处理；复合阶段：旋转加捻预处理后的氨纶纤维束使之螺旋缠绕在金属丝表面，在保持金属丝‑氨纶纤维复合结构的长度不变的情况下加捻至极限圈数；螺旋成型阶段：将加捻至极限圈数的金属丝‑氨纶纤维复合结构固定端改为活动端并加上一定载荷，继续加捻，得到螺旋弹簧结构的捻卷型复合人工肌肉；退火训练阶段：减小螺旋弹簧结构的捻卷型复合人工肌肉活动端载荷，在金属丝上加载间断性电流从而反复进行产生焦耳热加热和散热的过程直至消除残余应力，产生焦耳热加热的最高温度小于130℃。
一种驱动金属丝骨架纤维捻卷型复合人工肌肉及其制备方法

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