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[发明专利]被动球形脚掌及机器腿与机器人及其运动方法-CN202310830976.0在审
发明人：俞志伟;曾一帆;徐小峰;赵家琛;吉爱红 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-07-07 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：本发明体涉及一种被动球形脚掌及机器腿与机器人及其运动方法，属于空间机器人应用技术领域。机器人包括4组机器腿和躯干部分，机器腿上安装有被动球形脚掌，被动球形脚掌主要包括被动踝关节连接机构、黏附机构上盖、黏附机构壳体、驱动模块、薄膜压力传感器。其中被动踝关节机构主要包括踝关节俯仰连接件、子母螺钉、扭转弹簧、踝关节横滚连接件；驱动模块主要包括绕线盘、绳线、减速电机、霍尔编码器、销轴、黏附瓣、扭转弹簧、黏附机构下盖，驱动模块黏附部分由4组均匀分布的黏附单元组成。本发明空间四足爬行机器人具有被动球形脚掌，并能感知机器人足端受力情况，实现空间环境中机器人自适应爬行。
被动球形脚掌机器机器人及其运动方法

[发明专利]具有自适应性仿蚂蚁足垫结构机器人的运动方法-CN201810411263.X有效
发明人：张芳芳;汪中原;吉爱红;吴文嘉;徐小峰;尹寿芳;郑墨泓 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2018-05-02 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有自适应性仿蚂蚁足垫结构机器人的运动方法，涉及机器人结构技术领域。包括：用于连接机器人的固定杆与移动块、仿生粘附层、连杆角型爪和弹性连接件。仿蚂蚁足垫结构突破了传统柔性足式攀爬机器人脚掌结构的设计，利用机械结构模拟蚂蚁腿部前进与肌肉收缩过程，使机器人可以自主辨别目标表面粗糙度状态，从刚性钩爪与仿生粘附层中自动选取更适宜的附着方式完成工作，提高了机器人的作用范围与稳定性。同时，仿蚂蚁足垫结构作为通用机器腿零件结构，与足式攀爬机器人适配性强，用处广，易于实施。
具有自适应性蚂蚁结构机器人运动方法

[发明专利]一种面向核酸采样的主从式机器人系统-CN202210177385.3有效
发明人：孙克;吉爱红;吕文奇 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-02-25 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： B25J3/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种面向核酸采样的主从式机器人系统，涉及医疗机器人技术领域。它包括主端人机交互装置、从端协作机械臂及主从遥操作系统；主端人机交互装置采集操作者的控制信号，转化为控制指令经过主从映射算法在上位机中计算并发送给从端协作机械臂；从端协作机械臂根据接受到的控制指令控制机械臂进行相应的作业操作；主从遥操作系统主要用于主端人机交互装置与从端协作机械臂之间的通信，主端人机交互装置与从端七自由度机械臂之间主从控制，以及从端七自由度机械臂末端图像的采集、传输与显示，本发明能避免核酸检测过程中人的直接接触，降低医护人员感染风险。
一种面向核酸采样主从机器人系统

[发明专利]一种海空两栖跨介质仿生飞行器及其工作方法-CN202111662611.9有效
发明人：高亚东;吉爱红;李倩;文世坤;孙奕 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： B64C35/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种海空两栖跨介质仿生飞行器及其工作方法，飞行器机身仿海豚造型，机身两侧对称安装一组可倾转涵道旋翼作为升力系统，机身尾部安装螺旋桨涵道作为推力系统，结合机身尾部的垂直方向舵和水平方向舵协调控制，实现海空两栖跨介质飞行。机身内部安装有直线模组，直线模组通过钢丝绳与可倾转涵道旋翼连接，控制可倾转涵道旋翼收拢或展开，在水平方向舵和垂直方向舵的协同作用下，能够更加精准地模拟海豚出入水动作，在较大程度上减小运动阻力，提高出入水运动的稳定性，有效增强飞行器的灵活性，使得其能够适应复杂的海洋环境。
一种两栖介质仿生飞行器及其工作方法

[发明专利]一种基于动态运动基元的机器人镜像训练控制方法-CN202310597018.3在审
发明人：徐嘉骏;赵孟成;黄恺真;张添一;吉爱红 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-05-25 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于动态运动基元的机器人镜像训练控制方法，采用可穿戴机器人辅助偏瘫患者进行康复训练，机器人穿戴于患者患侧肢体，构建患者患侧肢体与机器人交互的动态运动基元模型，生成机器人的运动轨迹，并且采集患者肢体皮肤表面的肌电信号，构建肌电信号驱动的阻抗模型估计患者健侧、患侧肢体的关节力矩，基于健侧肢体运动轨迹与双侧肢体运动能力，采用强化学习优化人机耦合系统的动态运动基元模型参数，以适应具有不同运动能力的偏瘫患者，提供按需辅助的训练强度。康复训练执行模块使用自适应控制器对患侧运动轨迹规划模块生成的康复训练机器人的理想运动轨迹进行跟踪。
一种基于动态运动机器人训练控制方法

[发明专利]一种用于柔性下肢外骨骼的镜像自适应阻抗控制方法-CN202310646916.3在审
发明人：徐嘉骏;黄恺真;张添一;赵孟成;吉爱红 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： A61B5/389 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于柔性下肢外骨骼的镜像自适应阻抗控制方法，包括：镜像算法、最优控制算法、阻抗控制算法、强化学习算法；通过镜像算法根据偏瘫用户患侧肢体和健侧肢体的肌肉力矩调节外骨骼系统的辅助力矩；通过阻抗控制算法根据用户运动轨迹建立阻抗模型，揭示人机耦合系统的关节交互力矩和运动轨迹的数学关系；通过最优控制算法以最大限度地减少外骨骼系统的运动轨迹跟踪误差和用户肌肉力为目的建立数学模型；通过强化学习算法在机器人与人体动力学模型参数有限的条件下优化阻抗模型参数，实现最佳的助力行走效果。
一种用于柔性下肢骨骼自适应阻抗控制方法

[发明专利]一种用于偏瘫康复的机器人强化学习镜像训练控制系统-CN202310597016.4在审
发明人：徐嘉骏;赵孟成;黄恺真;张添一;吉爱红 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-05-25 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于偏瘫康复的机器人强化学习镜像训练控制系统，采用可穿戴双侧主从动康复机器人辅助偏瘫患者进行康复训练，主动机器人穿戴于患者健康侧肢体，采用模型参考自适应阻抗控制；从动机器人穿戴于患者瘫痪侧肢体，采用强化学习控制。主动机器人的运动数据传递至从动机器人，使得偏瘫患者的瘫痪侧肢体可以在机器人的辅助下模仿健康侧肢体动作，自主完成康复训练。患者可以通过自身肌肉力量来调整健康侧和瘫痪侧机器人的运动，获得更加舒适恰当的康复训练运动强度。本发明可以在保证患者安全的前提下，有效地提高瘫痪侧肢体的肌肉激活程度，提升偏瘫患者康复疗效。
一种用于偏瘫康复机器人强化学习训练控制系统

[发明专利]一种模块化仿生四足机器人-CN201910343130.8有效
发明人：王伟;吉爱红;沈欢;张曦元;李倩;秦国栋;袁吉伟 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-04-26 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B25J9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种模块化仿生四足机器人，包括四个腿部关节和至少一个躯干关节。腿部关节具有三个自由度，采用差动轮系实现驱动腿机构滚转与俯仰，并采用转动副实现驱动腿机构膝关节的屈伸。躯干关节具有一个自由度，采用电机驱动关节转动，采用圆柱凸轮机构将躯干关节回转运动转化为直线弹簧的压缩与放松，将躯干关节摆动时的关节动能转变为弹性势能并在躯干关节伸直时释放以补充动能。本发明能够根据需求增加躯干关节变成多脊椎关节机器人，腿部关节可以调整以增加机身宽度、降低高度，具有灵活性和稳定性的优势，并最大程度的仿生四足动物的运动学和动力学特征。
一种模块化仿生机器人

[发明专利]一种仿生凸轮式主动弹性脊椎关节及其工作方法-CN201910343128.0有效
发明人：王伟;吉爱红;沈欢;张曦元;李倩;秦国栋;袁吉伟 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-04-26 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： B25J17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿生凸轮式主动弹性脊椎关节及其工作方法，包括前关节、后关节、凸轮机构。所述凸轮机构包括关节驱动电机、联轴器、上固定板、圆柱凸轮、伸缩柱、螺杆轴承、伸缩柱弹簧、弹簧压板。关节驱动电机端面连接于后关节，电机运转，通过联轴器带动前关节及圆柱凸轮绕后关节轴线回转。螺杆轴承外圆与圆柱凸轮下端面曲线轮廓相切，带动伸缩柱下移，伸缩柱弹簧压缩，将前关节回转动能转换为弹性势能存储。电机反转，伸缩柱弹簧放松回弹，将弹性势能补充到前关节回转的动能中，同时伸缩柱上移。本发明所设涉及的仿生脊椎关节，模仿躯干肌肉和肌腱的作用，进行主动驱动，并具有减小振动与节省能量的作用，可应用于仿生机器人上作为柔性关节。
一种仿生凸轮主动弹性脊椎关节及其工作方法

[发明专利]仿昆虫爬壁飞行器及其转换控制方法-CN202210322767.0有效
发明人：李昊泽;郑祥明;吉爱红;和浩然;于阳光;章卓耿;冯鑫晟;李倩 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B64U10/70 文献下载
摘要：本发明提供了一种仿昆虫爬壁飞行器及其转换控制方法，仿昆虫爬壁飞行器包括机身、左右扑翼动力组、头尾旋翼动力组、爬行动力组和飞行控制组，其转换控制方法根据任务过程分为五个阶段，分别为飞行阶段、飞爬转换阶段、爬行阶段、爬飞转换阶段和飞行阶段。本发明仿昆虫爬壁飞行器以昆虫为仿生对象，采用扑翼旋翼混合动力构型，既能在空中扑翼飞行和悬停，又能在竖直壁面上附着与爬行，拓展了传统飞行器的工作空间与活动能力。本发明仿昆虫爬壁飞行器具有体积小、飞行速度快、爬行速度快、视觉迷惑性和隐蔽性高、携带任务载荷比重大、支持自主飞行与图像传输功能等突出特点。
昆虫飞行器及其转换控制方法

[发明专利]背鳍和尾鳍协同推进的仿旗鱼机器人及其耦合运动方法-CN202310077154.X在审
发明人：俞志伟;李凯;胡光坤;吉爱红;郭策 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-01-29 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： B63H1/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种背鳍与尾鳍协同推进的仿旗鱼机器人及其耦合运动方法，属于水下机器人技术领域。它由鱼前部分、背鳍推进结构以及尾鳍推进结构组成。鱼前部分主要包括鱼前部上腔体、鱼前部下腔体、重心调节装置、陀螺仪、红外避障传感器、摄像头、照明设备；背鳍推进结构主要包括背鳍、滚筒上盖、滚筒体、展开折叠结构、背部防水舵机；尾鳍推进结构共有M个关节，每个关节均包括关节上腔体、关节下腔体、关节防水舵机；该机器人的背鳍与尾鳍的协同运动，并通过背鳍与尾鳍的耦合运动提高机器人的游动速度以及机动性。可作为水下平台应用于生态观测、水下勘探、侦察等领域。
背鳍尾鳍协同推进旗鱼机器人及其耦合运动方法

[发明专利]基于差动轮系的三自由度腿部关节及方法-CN201910343357.2有效
发明人：王伟;吉爱红;沈欢;张曦元;李倩;秦国栋;袁吉伟 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-04-26 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于差动轮系的三自由度腿部关节及方法，腿部关节包括支架、第一至第三驱动电机、第一至第二传动齿轮、第一至第三锥传动齿轮、回旋架、近端驱动腿和远端驱动腿。本发明所涉及的三自由度腿部关节，采用差动轮系来实现驱动腿机构滚转与俯仰，并采用转动副实现远端驱动腿与近端驱动腿的相对回转。本发明所涉及的三电机驱动，基于差动轮系的腿部关节，具有体积小、驱动机构紧凑，减小转动惯量的优势，能够用于小型足式机器人上作为驱动关节。
基于动轮自由度腿部关节方法

[发明专利]一种用于爬壁机器人壁面检测装置-CN202211619519.9在审
发明人：曹凯;韩青非;吉爱红 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： B62D57/024 文献下载
摘要：本发明涉及一种爬壁机器人检测装置，具体地说，涉及一种用于爬壁机器人壁面检测装置。其包括爬壁机器人本体以及测试装置。本发明通过角度传感器及时检测出壁面的粗糙度，通过探测组件的起伏，通过齿轮传动至角度传感器，换算成壁面的高低数值，根据粗糙度的大小可以调节风机的风量，从而控制行驶速度确保爬壁机器人本体顺利通过，提前为爬壁机器人本体排除壁面障碍，避免爬壁机器人本体行驶至凹凸面，导致负压不足，很容易出现掉落现象，从而提高对爬壁机器人本体的防护效果。
一种用于机器人检测装置

[发明专利]一种具有仿生脊柱的仿壁虎机器人-CN202211438719.4在审
发明人： 吉爱红;王伟;韩青非;宁方亮;赵伟亮 -专利权人：江苏天纳节能科技有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： B62D57/024 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有仿生脊柱的仿壁虎机器人，属于攀爬机器人技术领域。仿壁虎机器人包括肩带关节模块、骨盆带关节模块、仿生脊柱、肢体模块、混合附着机构及驱动控制模块，仿生脊柱包括刚性的直线导轨机构和柔性的脊椎关节机构，直线导轨机构包括导轨和滑动安装在导轨上的滑块，直线导轨机构的前端安装在肩带架的中部、后端安装在骨盆带架的中部；所述脊椎关节机构包括N个脊椎关节舵机和N‑1个关节连杆，N为大于2的整数，每个关节连杆分别连接在相邻的两个脊椎关节舵机之间。仿生脊柱以大壁虎脊柱为仿生原型，爬行过程中可以模仿壁虎脊椎弯曲形状，使得机器人弯曲爬行，使得机器人可以模仿壁虎脊柱运动，增加机器人的运动灵活性。
一种具有仿生脊柱壁虎机器人

[发明专利]吸盘和钩刺协同附着装置水下冰层履带机器人及工作方法-CN202210088295.7有效
发明人：俞志伟;胡光坤;姬宇;吉爱红;郭策 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明吸盘和钩刺协同附着装置水下冰层履带机器人及工作方法,属于机器人应用技术领域。该装置包括中间支板（18）、分别安装于中间支板（18）左右两侧的侧支板（17）；还包括安装于中间支板（18）的吸盘机构；还包括安装于侧支板（17）外侧的钩刺运动机构和安装于侧支板内侧的触发机构。相应的机器人具有水下冰层附着、水中作业能力。运用可变形履带，探究其运动方式，可以更好的适应水下冰层的环境。对水下冰水交界面勘察等领域具有重要研究意义和应用价值。
吸盘协同附着装置水下冰层履带机器人工作方法

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