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[发明专利]一种多模态柔性触觉传感器及多模态触觉数据处理方法-CN202310569185.7在审
发明人：李淼;赵富强;李梦德;周睿;李祥利;雷自伟 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F3/0354 文献下载
摘要：本发明涉及一种多模态柔性触觉传感器及多模态触觉数据处理方法，柔性触觉传感器包括柔性电路板、导电海绵、软质仿体、检测模块和温度传感器；导电海绵位于柔性电路板和软质仿体之间，柔性电路板上设有若干成对的电极对；检测模块，用于检测每个电极对之间的导电参数；本发明利用检测模块检测接触力大小和位置，利用温度传感器检测接触点温度；组成多模态触觉数据；然后利用预处理后的数据构建触觉图像；构建神经网络模型进行训练并测试；使用时，利用多模态柔性触觉传感器采集触觉数据，利用神经网络模型进行触觉类型识别。本发明可以实现对接触物体的位置和接触力以及温度的信息获取，具有柔性好、低成本、适应性高的特点。
一种多模态柔性触觉传感器数据处理方法

[发明专利]一种具有自主扫查功能的超声机器人及示教学习方法-CN202310638799.6在审
发明人：李淼;雷自伟;赵富强;李梦德;李祥利;潘伟鸿 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： A61B8/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有自主扫查功能的超声机器人及示教学习方法，超声机器人包括单片机、视频采集卡、内置示教模型的控制器和由柔性触觉传感器和超声探头组成的超声集成装置；示教过程中，通过位姿监测装置对超声探头位姿进行捕捉，通过柔性触觉传感器采集超声探头的接触数据，通过视频采集卡采集超声图像；利用探头位姿、超声图像和接触数据构建示教数据集，训练示教模型；之后将超声集成装置搭载在多自由度移动平台上，实时读取超声图像和接触数据，并利用示教模型预测和调整超声探头的位姿，以实现超声机器人自主扫查。本发明简化了自主超声机器人复杂的传感系统和决策系统，易于示教、部署简单、使用方便，具有临床应用的巨大潜力。
一种具有自主功能超声机器人教学方法

[发明专利]一种基于电极阵列的柔性触觉传感器及其制备方法-CN202210178729.2有效
发明人：李淼;雷自伟;邓旭畑;王熠;武开群;潘伟鸿;蒋俊南 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-02-25 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G01L1/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于电极阵列的柔性触觉传感器及其制备方法，柔性触觉传感器包括基座、电路板、硅胶仿体、环形压板、螺钉、压强传感器和压片。所述基座是触觉传感器的主体结构，其他部分均安装固定在基座上。所述电路板是双层印刷电路板，分为顶层和底层，顶层分布有多个激励电极点和感知电极点，底层焊接有电子元件和与外部通信的排针。所述硅胶仿体是触觉传感器工作时与物体接触的部分，通过环形压板与基座固定之后形成一个密封空间，内部放置电路板并填充导电液。所述压强传感器用于测量导电液的压强变化。本发明提供的柔性触觉传感器，可以实现对接触物体的位置和接触力的信息获取，具有柔性好、低成本、适应性高的特点。
一种基于电极阵列柔性触觉传感器及其制备方法

[发明专利]一种医用超声定位机器人及位置标定方法-CN202310121678.4在审
发明人：李淼;赵富强;雷自伟;李梦德;周睿;李祥利 -专利权人：武汉大学苏州研究院
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： A61B34/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种医用超声定位机器人及位置标定方法，将超声探头及标定椎体通过法兰安装在机械臂的执行末端，基于机械臂的基座建立世界坐标系，通过机械臂带动标定椎体的尖端碰触固定好的参考针尖盘上的针尖，通过坐标转换得到所需针尖在世界坐标系下的坐标；然后利用标定仿体将针尖包裹，利用机械臂携带超声探头对针尖进行扫查，获得至少3个针尖在图像坐标系中的坐标，利用针尖在图像坐标系中的坐标和针尖在世界坐标系中的坐标对图像坐标系与超声探头坐标系之间的坐标变换矩阵进行解算，从而得到世界坐标系和图像坐标系之间的转换关系，完成标定。该标定方法具有准确、快速、标准化的特点，在医用超声定位机器人中具有巨大应用价值。
一种医用超声定位机器人位置标定方法

[发明专利]纤维贴片铺放头、机器人及铺放方法-CN202310296252.2在审
发明人：李淼;刘胜;李祥利;雷自伟;周睿;李梦德;赵富强 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： B29C70/38 文献下载
摘要：本发明提供纤维贴片铺放头、机器人及铺放方法，具有拾取和铺放过程灵活、加热温度、铺放压力均匀可控、及自适应曲率变化能力强的特点，对复合材料铺放领域有巨大应用价值。铺放头包括：基座；气嘴，前端入口开设在基座前侧面上；柔性外罩体，密封围绕形成在基座前侧，内部中空、形成与前端入口相连通的密封空间；滤网，安装在基座上、位于密封空间中、表面设有多个过滤孔；颗粒填充物，形成在密封空间位于滤网前侧的子空间中，且在非按压状态下仅填充一部分子空间，包括多个具有弹性的颗粒，每个颗粒的粒径均大于过滤孔的孔径；贴片吸附区域，与纤维贴片对应，包括多个开设在柔性外罩体的前端面上的进气孔，每个进气孔的孔径均小于颗粒的直径。
纤维贴片铺放头机器人方法

[发明专利]一种双臂协同超声穿刺机器人及其标定方法-CN202310129481.5在审
发明人：李淼;赵富强;雷自伟;李梦德;李祥利;周睿 -专利权人：武汉大学
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种双臂协同超声穿刺机器人及其标定方法，机器人包括两个机械臂、穿刺装置及超声扫查装置，标定装置包括标定椎体、标定仿体和参考针尖盘。超声探头和穿刺装置分别与一个标定椎体安装在两个机械臂末端；首先基于超声机械臂建立世界坐标系，然后控制两个机械臂使得标定锥体碰触，完成两个机械臂的之间的标定，通过超声机械臂携带标定锥体与参考针尖盘上的针尖碰触，完成针尖的坐标测量，采用超声机械臂携带超声探头对标定仿体包裹的针尖扫查，根据不同的针尖坐标进行标定得到超声图像坐标系和世界坐标系的转换关系，完成机器人标定。本发明标定方法具有准确、快速、标准化的特点，在医用超声穿刺机器人中具有巨大应用价值。
一种双臂协同超声穿刺机器人及其标定方法

[发明专利]一种基于双臂协作的短切纤维铺放机器人及铺放方法-CN202211377322.9在审
发明人：李淼;刘胜;李祥利;雷自伟;周睿;李梦德;赵富强 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-11-04 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： B29C70/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于双臂协作的短切纤维铺放机器人及铺放方法，包括调姿机械臂、纤维短切装置、拾取机械臂和安装在拾取机械臂末端的拾取铺放装置，拾取铺放装置包括拾取基座、伸缩装置和具有加热功能的拾取头；铺丝时，本发明首先对芯模建模并网格化处理，基于网格化规划铺丝路径及控制点，每个控制点对应一片纤维片；通过调姿机械臂调整芯模位姿，使得每个当期待铺放的控制点处于同一位姿；利用拾取机械臂驱动拾取铺放装置拾取经过纤维短切装置短切后的纤维片铺放在控制点上。本发明实时调整芯模位姿，大大简化了拾取机械臂的运动路径，提高了铺丝效率和铺丝质量。
一种基于双臂协作纤维机器人方法

[发明专利]一种核酸采样机器人及采样方法-CN202210908890.0在审
发明人：李淼;赵富强;雷自伟;王熠;邓旭畑;潘伟鸿;蒋俊南;武开群 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-07-29 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种核酸采样机器人及采样方法，机器人包括支撑件、平行四边形连杆机构、棉签夹持机构、线性运动机构和驱动连杆，平行四边形连杆机构至少包括相互平行的第一连杆和第二连杆，其中作为机架的第一连杆尾部通过转动副安装在支撑件上；棉签夹持机构安装于第二连杆前端；两个线性运动机构呈V字型安装于支撑件上；两个驱动连杆的一端分别通过球铰与第二连杆尾部相连，另一端分别通过球铰与两个线性运动机构的滑块相连，两个线性运动机构同步同向运动时，驱动采样棉签进退，交错运动时，驱动采样棉签左右方向摆动，模拟采样动作。本发明具有结构紧凑、控制方便且成本较低的特点，大大减少了医护人员工作强度，降低医护人员感染风险。
一种核酸采样机器人方法

[发明专利]一种融合超声和触觉信息的双臂穿刺机器人系统-CN202211245114.3在审
发明人：李淼;雷自伟;李祥利;李梦德;赵富强;周睿;潘伟鸿;蒋俊南;武开群 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-10-12 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种融合超声和触觉信息的双臂穿刺机器人系统，包括超声机械臂、超声探头、与探头配套的柔性触觉传感器、穿刺机械臂、穿刺机构、与穿刺针配套的柔性触觉传感器、超声成像仪和工控机。超声机械臂安装上超声探头和与探头配套的柔性触觉传感器，通过融合超声信息和触觉信息，利用人工智能识别定位穿刺针和肿瘤位置；在穿刺端，通过调整穿刺机械臂来保持柔性触觉传感器的接触力恒定，可以实现对呼吸运动的实时跟踪补偿，保持穿刺针和腹部的相对固定。本发明通过引入触觉传感器达到提升超声定位准确度、人体呼吸动态补偿的效果，系统整体构成简洁，使用方便，无需术前的装置部署或进行标定，在临床的医疗穿刺手术中具有很大的应用价值。
一种融合超声触觉信息双臂穿刺机器人系统

[发明专利]一种基于双臂协作的复合材料铺丝机器人及铺丝方法-CN202211077194.6在审
发明人：李淼;刘胜;李祥利;雷自伟 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-09-05 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： B29C70/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于双臂协作的复合材料铺丝机器人及铺丝方法，机器人包括铺丝机械臂、辅助机械臂、铺丝装置、深度相机和控制装置；铺丝装置和深度相机安装于铺丝机械臂的执行末端，辅助机械臂的执行末端安装芯模；铺丝时，通过控制装置控制辅助机械臂按照设计铺丝路径在芯模上铺丝，并且通过深度相机实施监测待铺丝区域芯模曲率，根据曲率变化实时调整铺丝装置姿态，当曲率变化过大时，通过辅助机械臂控制调整芯模姿态，使得铺丝装置始终保持最佳铺丝姿态。本发明通过两个机械臂分别调整铺丝装置和芯模姿态，使得铺丝装置的能始终保持在最佳铺丝角度，大大提高了铺丝效率和铺丝质量，对于曲率变化大的工件制备，具有效率和质量上的绝对优势。
一种基于双臂协作复合材料机器人方法

[发明专利]一种手持式磁控胶囊驱动装置及驱动方法-CN202211208762.1在审
发明人：李淼;李明昌;贺雨晨;王熠;邓旭畑;雷自伟 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： A61B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种手持式磁控胶囊驱动装置及驱动方法，装置包括手持式驱动端，脚踏式控制端；手持式驱动端包括手持部、磁发生部以及能驱动磁发生部正反旋转的驱动部，磁发生部为叠加式永磁体；脚踏式控制端包括至少两个脚踏式触发器，两个脚踏式触发器通过信号线或无线与手持式驱动端的驱动部相连，通过脚踏式触发器分别控制驱动部正传和反转，以改变磁控胶囊的姿态方向。本发明所提供的手持式磁控胶囊驱动装置不仅具有控制胶囊机器人体内运动的功能，而且利用可扩展的组合永磁铁能满足不同体型的患者检查，增加驱动端的调速提高检查效率与适用体内不同组织扫查的任务需求，手持装置的内部控制方式采用分离式的脚踏触发便于实际医生的工况。
一种手持式磁控胶囊驱动装置方法

[发明专利]基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人及铺丝方法-CN202211076953.7在审
发明人：李淼;刘胜;李祥利;雷自伟 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-09-05 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人及铺丝方法，机器人包括芯模支撑架、旋转装置、设于旋转装置四周的若干机械臂移动轨道以、通过平移机构设于每个机械臂移动轨道上的若干机械臂以及若干带电轨道，每个机械臂的执行末端均设置有铺丝装置和用于监测待铺丝区域曲率信息的深度相机，机械臂通过滑动电刷与带电轨道相连；将芯模表面分为若干周向排列分布的周向铺丝区域，每个周向铺丝区域又分为若干纵向排列分布的纵向铺丝区域；铺丝时，通过平移机构平移完成机械臂对每个纵向铺丝区域进行铺丝，通过选择装置旋转，完成对每个周向铺丝区域进行铺丝，以实现对芯模多点同时铺丝，大大提高了铺丝效率和铺丝质量。
基于机械协作复合材料机器人方法

[发明专利]一种RCM穿刺装置及穿刺示教方法-CN202210908871.8在审
发明人：李淼;雷自伟;王熠;邓旭畑;蒋俊南;武开群;潘伟鸿 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-07-29 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： A61B17/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种RCM穿刺装置及穿刺示教方法，包括支撑件、平移驱动滑台、驱动杆、双平行四边形连杆机构、二自由度进针机构、穿刺针和姿态传感器。双平行四边形连杆机构具有虚拟转动中心，并且通过第一转动副安装在支撑件端部，第一转动副的轴线延长线与虚拟转动中心重合；具有进退和旋转两个自由度的二自由度进针机构安装于双平行四边形连杆机构上，穿刺针的延长线也与虚拟转动中心重合；两个平移驱动滑台成V字型安装在支撑件上，每个平移驱动滑台的滑块分别通过一个驱动杆和球铰与双平行四边形连杆机构相连。通过对本发明装置示教后，可以实现对穿刺针的定点姿态调控并实施快速穿刺，具有结构稳定、定位精度高、成本低、可控性好的特点。
一种 rcm 穿刺装置方法

[发明专利]一种基于深度学习的人体超声检测实时引导策略-CN202011486938.0有效
发明人：李淼;邓旭畑;王熠;雷自伟;邓智峰;张鼎 -专利权人：武汉大学
申请日： 2020-12-16 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G06V10/774 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的人体超声检测实时引导策略，包括人体超声检测的示教器、基于深度学习的技能评估策略和基于采样原理的实时调整策略。示教器用于采集检测过程中的压力信号和姿态信号；技能评估策略将人体超声图像依据所包含信息有效程度进行划分，制作训练集并用于分类神经网络的训练，由此得到能够判断超声图像是否符合诊断需求的神经网络；实时调整策略在技能评估策略的基础上，将示教器所采集的多模态信息加入到深度学习的过程中，训练出多模态信息融合神经网络，制作采样集并结合采样原理以实现指导超声探头实时调整的功能。本发明能够帮助完成医学超声检测，极大推动了人工智能在超声检测领域的运用。
一种基于深度学习人体超声检测实时引导策略

[发明专利]一种基于超声影像导航的双臂穿刺机器人-CN202110868200.9有效
发明人：李淼;雷自伟;邓旭畑;王熠;肖晓晖 -专利权人：武汉大学
申请日： 2021-07-30 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于超声影像导航的双臂穿刺机器人，机器人包括两台机械臂、B超仪、力传感器、穿刺针、进针机构、深度相机、显示器、安装底座和工控机，所述两台机械臂分别是导航机械臂和穿刺机械臂；本发明通过导航机械臂携带B超仪的超声探头移动，获取超声影像，确定肿瘤位置和姿态；通过深度相机获取病人体表的点云信息，通过工控机进行坐标转换合成在世界坐标系下肿瘤、病人体表和穿刺针的相对位置关系，并显示在显示器上；人工选取进针点，利用工控机规划出进针轨迹和进针姿态，通过穿刺机械臂携带进针机构进针，完成穿刺。本发明结构简单、使用方便、通过结合人机各自的优势，大大提高了穿刺的精准度，实用性强。
一种基于超声影像导航双臂穿刺机器人

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