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[发明专利]一种基于模型的机器人离线强化学习控制方法-CN202310725865.3有效
发明人：尚伟伟;李想;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2023-06-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模型的机器人离线强化学习控制方法，属机器人控制领域。该方法包括：深度学习分别建立对应于作为机器人的机械臂的基于雅可比的深度运动学模型与基于拉格朗日的深度动力学模型，由基于雅可比的深度运动学模型与基于拉格朗日的深度动力学模型构建的深度转移模型，并用于建立机械臂轨迹跟踪任务的马尔科夫决策过程模型，通过Soft Actor‑Critic强化学习算法进行基于模型的离线强化学习得出控制策略，结合传统的计算力矩控制器，进行机械臂的控制。该方法大大减少了机器人强化学习控制的样本复杂度，提高了轨迹跟踪任务的精度，并且具有较强的泛化性和鲁棒性。
一种基于模型机器人离线强化学习控制方法

[发明专利]康复机器人用的人体腿部肌肉模拟装置及腿部模拟装置-CN202310459292.4有效
发明人：张彬;马逸凡;周煜;尚伟伟;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2023-04-26 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： A61B34/10 文献下载
摘要：本发明公开一种康复机器人用的人体腿部肌肉模拟装置及腿部模拟装置，属于康复机器人领域。人体腿部肌肉模拟装置包括：导轨支座底部设第一滚动轴承组件；直线导轨的固定端固设在导轨支座内；弹簧阻尼组件和弹簧挡板穿设在直线导轨上；直线轴承活动穿设在直线导轨自由端，能沿直线导轨压缩或释放弹簧阻尼组件，该直线轴承组件的底部设第二滚动轴承组件；压力传感器设置在弹簧挡板与直线轴承组件之间。本发明通过设置弹簧阻尼组件，使假肢具有类似人腿关节的被动弹性和阻尼，模拟人腿运动特性，可更换弹簧阻尼组件改变模拟肌肉的弹性模量和阻尼。通过压力传感器获取弹簧阻尼组件压力，保证绳驱动康复机器人在对假人进行实验测试时的安全性和准确性。
康复机器人人体腿部肌肉模拟装置

[发明专利]基于单颗卫星与一地面站的星基量子定位导航系统及方法-CN202310475698.1有效
发明人：丛爽;汪泳钦;尚伟伟 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G01S19/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单颗卫星与一地面站的星基量子定位导航系统及方法，属于卫星导航领域。该方法通过单颗卫星对定位导航目标进行瞄准捕获跟踪，发射纠缠光进行测距，获得纠缠光在卫星与定位导航目标之间和卫星与地面站之间的到达时间差、定位导航目标相对于卫星的方位角和俯仰角，求解出定位导航目标在卫星星上俯仰坐标系下的位置坐标，再进行坐标转换从卫星星上俯仰坐标系转换到地心惯性系得到定位导航目标位置坐标。该方法采用单颗量子卫星，实现了比三颗卫星还要少的卫星数量的量子定位与导航方案，减少所需要的量子卫星数量和量子定位系统的硬件成本，并利用地面站减小测距链路的大气延迟距离误差，进一步提高定位与导航方案的精确度。
基于卫星地面站量子定位导航系统方法

[发明专利]基于关节刚度放大装置的主动变刚度欠驱动冗余机器人-CN202111345876.6有效
发明人：尚伟伟;庞顺翔;张飞;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2021-11-15 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： B25J18/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于关节刚度放大装置的主动变刚度欠驱动冗余机器人，涉及冗余机器人技术领域，包括对立设置的第一机架和第二机架、关节基座、安装于第一机架和第二机架之间的驱动机构和沿周向均布设置的各绳索牵引机构，以及依次连接固定的至少六个关节单元；每个关节单元包括至少三个连杆和至少三个刚度放大机构，各连杆沿周向均布设置，连杆的两端与关节基座偏置铰接。本发明采用多组通过偏置虎克铰与关节基座铰接的连杆作为欠驱动冗余机器人的关节的并联结构，使关节能够实现球面滚动动作，运动灵活性高，并联结构本身负载较大，并能配合驱动机构和刚度放大机构实现关节单元的主动变刚度调节，使欠驱动冗余机器人能适应各种工况的需要。
基于关节刚度放大装置主动驱动冗余机器人

[发明专利]可重构绳驱下肢康复机器人轨迹和构型的复合优化方法-CN202310069010.X有效
发明人：张彬;周煜;尚伟伟;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2023-02-06 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种可重构绳驱下肢康复机器人轨迹和构型的复合优化方法，属康复机器人控制领域。方法包括：步骤1，根据人体下肢特征和屈伸运动时下肢的骨骼肌肉作用关系建立肌肉作用力模型；步骤2，根据步骤1的模型，建立下肢与可重构绳驱下肢康复机器人的整体动力学模型；步骤3，基于步骤1中的肌肉作用力模型，设置肌肉归一化做功为优化目标，采用傅里叶级数拟合训练轨迹，并对训练轨迹参数进行优化求解；步骤4，根据整体动力学模型和最优训练轨迹参数，选择可重构绳驱下肢康复机器人能耗作为优化目标，对可重构绳驱下肢康复机器人的牵引构型参数进行优化求解。能根据不同的康复需求，给出最适合康复患者的机器人训练轨迹和牵引构型参数。
可重构绳驱下肢康复机器人轨迹构型复合优化方法

[发明专利]一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学优化求解方法-CN202010192426.7有效
发明人：尚伟伟;张飞;王晓燕;丛爽;李智军 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-03-18 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学优化求解方法，包括：步骤1，设定机器人的坐标系和参数；步骤2，确定静力学平衡方程；步骤3，确定空间动平台的动滑轮组牵引的约束关系；步骤4，按步骤5、6和7进行离线优化求解；按步骤8、9和10进行在线优化求解；步骤5，建立离线优化求解目标；步骤6，计算系统刚度；步骤7，采用非线性优化求解方法对离线优化求解目标进行优化求解；步骤8，建立在线优化求解目标；步骤9，计算待求解参数的区间范围；步骤10，根据步骤9得出的待求解参数的区间范围，采用非线性优化求解方法对在线优化目标进行在线优化求解。采用系统刚度和绳索拉力作为优化指标，并使用直线移动装置的运动性能作为约束条件，大大提高了运动学优化求解的效率和精度。
一种可变结构绳索牵引并联机器人运动学优化求解方法

[发明专利]一种位姿测量板及机械臂自动操作通用离心机的方法-CN202210544133.X有效
发明人：尚伟伟;张旭春;张飞;江俊;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2022-05-19 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： B04B13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种位姿测量板及机械臂自动操作通用离心机的方法，方法包括：在待测定的通用离心机转子上固定安装带有三个标签的位姿测量板，测量通用离心机转子位姿、确定旋转角、确定处于哪个区间，根据在每个区间内预先标定的通用离心机转子位姿与每个离心孔的相对位姿关系，计算得出离心孔位姿，根据离心孔位姿得出机械臂末端位姿，机械臂根据该机械臂末端位姿从通用离心机转子的离心孔中完成取放待离心容器的自动化操作。本方法适用于机械臂操作大多数离心机，不需要对离心机内部进行硬件改造，也不需要在离心前后转子停止的位置不变，能通用于机械臂对通用离心机的自动操作。
一种测量机械自动操作通用离心机方法

[发明专利]一种绳索牵引并联机器人快速终端滑模同步控制方法-CN202210534218.X有效
发明人：张彬;邓槟槟;尚伟伟;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳索牵引并联机器人快速终端滑模同步控制方法，包括：步骤1，建立绳索牵引并联机器人的运动学方程；步骤2，根据运动学方程建立整体动力学模型：步骤3，根据整体动力学模型设定各绳长跟踪误差，根据设定的各绳长跟踪误差设定各绳长同步误差、跟踪误差和耦合误差；步骤4，设定控制各绳长耦合误差有限时间收敛的滑模面；步骤5，根据各绳长耦合误差和滑模面设定滑模面的趋近律，根据滑模面、滑模面的趋近律和整体动力学模型确定快速终端滑模同步控制律；步骤6，根据快速终端滑模同步控制律对驱动各绳索的电机进行同步控制，使各绳索连接的动平台沿着给定的期望轨迹进行运动。该方法能提升绳索牵引并联机器人的运动控制精度。
一种绳索牵引并联机器人快速终端同步控制方法

[发明专利]一种绳索牵引并联机器人高精度自适应协同控制方法-CN202210627091.6有效
发明人：张彬;邓槟槟;尚伟伟;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2022-06-06 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳索牵引并联机器人高精度自适应协同控制方法，包括：步骤1，建立绳索牵引并联机器人的完整动力学模型及参数线性化方程；步骤2，根据完整动力学模型设定绳长跟踪误差、绳索的全局协同误差和绳索的耦合误差向量；步骤3，根据耦合误差向量设定绳长滑模向量和动平台位姿滑模向量，根据绳长滑模向量、动平台位姿滑模向量和完整动力学模型确定高精度自适应协同控制律；步骤4，根据绳长滑模向量和动平台位姿滑模向量，设定使高精度自适应协同控制律中动力学参数快速收敛的参数自适应律；步骤5，利用高精度自适应协同控制律协同控制机器人驱动各卷筒的电机。该方法能加快控制过程中动力学参数收敛速度，提升机器人运动控制精度。
一种绳索牵引并联机器人高精度自适应协同控制方法

[发明专利]一种多指灵巧手分拣规划方法-CN202010762978.7有效
发明人：尚伟伟;赵增智;何浩源;张飞;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-07-31 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多指灵巧手分拣规划方法，包括：捕捉包含目标物体的彩色图像与深度图像；基于单图多框目标检测网络，从彩色图像中提取出若干包含单个目标物体的边界框，并基于边界框从深度图像中裁剪出相应的目标物体的深度图像；对于每个目标物体，若通过判断确定数据库中存在包含相同单个目标物体的深度图像，则提取数据库中相应的抓取点与抓取质量；否则，基于目标物体的深度图像计算抓取点与抓取质量；基于各目标物体对应的抓取质量，决策目标物体分拣次序，从而结合目标物体对应的抓取点驱动多指灵巧手抓取目标物体，并分拣至指定区域。该方法采用基于深度学习的规划策略，能在提升泛化性的同时，让多指灵巧手更有效地学习人类的行为。
一种灵巧分拣规划方法

[发明专利]一种自张紧式绳索伺服牵引测量装置-CN202110111894.1有效
发明人：张飞;尚伟伟;庞顺翔;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2021-01-27 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种自张紧式绳索伺服牵引测量装置，包括：绳索导引机构、拉力测量机构、卷索机构、装置壳体、伺服张紧机构以及测量绳索；自张紧式绳索伺服牵引测量装置在测量绳索释放和回收过程中实时测量绳索拉力和绳长变化量，同时保持外界温度和湿度变化时，测量绳索一直处于张紧状态，提高了测量装置的位置和拉力的测量精度，极大提高了测量装置的适用性和经济效益。
一种张紧式绳索伺服牵引测量装置

[发明专利]一种绳驱动并联机器人实时拉力测试装置-CN202110992166.6有效
发明人：尚伟伟;庞顺翔;张彬;张飞;丛爽 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2021-08-27 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳驱动并联机器人实时拉力测试装置，涉及拉力测试技术领域，包括由驱动电机同步驱动的卷筒和同步螺杆，同步滑块螺纹配合连接于同步螺杆上，卷筒滑块套设于卷筒外部，与同步滑块连接固定，其顶部通过卷筒滑块导引滑轮底座转动安装有用于张紧驱动绳的卷筒导引滑轮。本发明通过设置主动同步轮、同步带和从动同步轮将卷筒的转动运动同步传递至同步螺杆，使同步滑块在卷筒收绳或放绳的过程中跟随卷筒的转动驱动卷筒滑块沿卷筒轴线平移，控制驱动绳于卷筒上的收放位置，实现了驱动绳于卷筒上的按位顺序收放，避免驱动绳的不同部分在收放过程中互相干扰，提高了驱动绳收放控制的精度及驱动绳收放动作的稳定性。
一种驱动并联机器人实时拉力测试装置

[发明专利]一种机器人的位置误差补偿方法-CN202010127990.0有效
发明人：尚伟伟;张飞;丛爽;李智军 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人的位置误差补偿方法，包括：1)将造成机器人末端执行器位置误差的几何参数误差和非几何参数误差等效视作虚拟的伪误差；2)利用人工神经网络拟合伪误差造成的末端执行器位置误差曲面，建立末端执行器位置误差与机器人关节参数之间的映射模型；3)基于多种群协同进化网络方法设计人工神经网络的优化算法，对人工神经网络的权值、阈值以及网络结构进行优化，进一步提高了神经网络的拟合精度和泛化能力；4)利用优化的神经网络对末端位置误差进行预测，获得需要补偿的机器人关节参数，并且在机器人关节空间中进行补偿。本发明通过对机器人末端执行器位置误差进行补偿，从而提高机器人的末端位置精度。
一种机器人位置误差补偿方法

[发明专利]一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学速度求解方法-CN202010191720.6有效
发明人：尚伟伟;张飞;王晓燕;丛爽;李智军 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-03-18 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人，包括结构框架、高精度绳索牵引装置、直线移动装置、万向导引装置、空间动平台、万向牵引装置以及绳索等零部件组成。可变结构的绳索牵引并联机器人通过高精度绳索牵引装置来改变绳索长度和拉力大小，实现控制空间动平台在工作空间中运动，从而完成搬运物体、吊装以及维护喷涂等工作。可变结构绳索牵引并联机器人通过直线移动装置来实现空间结构变形，能够针对环境调整空间构型来满足不同的任务要求。此外空间动平台上还设置了多组万向牵引装置，利用空间动滑轮组的牵引力放大作用提高了机器人的负载能力和系统刚度。本文还公开了一种可变结构绳索牵引并联机器人的运动学速度求解方法，该方法属于机器人运动控制领域，基于螺旋理论对可变结构绳索牵引并联机器人进行运动学建模，获得关于绳索长度和空间动平台位姿的映射模型。
一种可变结构绳索牵引并联机器人运动学速度求解方法

[发明专利]可变结构的绳索牵引并联机器人及其运动学多解求解方法-CN202010191743.7有效
发明人：尚伟伟;张飞;王晓燕;丛爽;李智军 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-03-18 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种可变结构的绳索牵引并联机器人及其运动学多解求解方法，包括：相互独立的多条绳索牵引支链、结构框架和空间动平台；其中，四条绳索牵引支链分布设在结构框架内；空间动平台上分布设置与多条绳索牵引支链数量相同的多组万向牵引装置；多条绳索牵引支链一一对应穿过空间动平台的多组万向牵引装置，将空间动平台牵引连接悬置于结构框架内，空间动平台能经多条绳索牵引支链牵引驱动调整在结构框架内的空间位置。通过设置相互独立的绳索牵引支链，能相互组合准确控制空间动平台发位置，通过将可变结构绳索牵引并联机器人的运动学求解方程区间化处理，利用区间分析方法来求解运动学模型反解，具有准确性高、计算精度高等优点。
可变结构绳索牵引并联机器人及其运动学求解方法

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