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[发明专利]一种柔索全驱动仿人灵巧手手指机构-CN202310944917.6在审
发明人： 吕博瀚;郭雅静;杨帆;张俊宁;赵守军;曾思 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2023-07-28 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种柔索全驱动仿人灵巧手手指机构，包括基座、第一指节、第一关节、第二指节、第二关节、第三指节、第三关节、第四指节和第四关节；第一指节通过第一关节与基座相连接，第二指节通过第二关节与第一指节相连接，第三指节通过第三关节与第二指节相连接，在第二关节、第三关节处设置柔索滑轮机构，通过柔索滑轮机构带动第三指节绕第三关节转动、第二指节绕第二关节转动、第一指节绕第一关节摆动；第四指节通过第四关节与第三指节相连接，第三指节通过四连杆机构带动第四指节绕第四关节转动。本发明实现仿人灵巧手指拟人化与模块化，满足灵巧操作对末端运动能力的需求。
一种柔索全驱动灵巧手指机构

[发明专利]一种旋转耦合双关节推挽式柔性绳索驱动方法-CN202310418295.3在审
发明人：郭雅静;吕博瀚;梁斌焱;贾龙飞;于志远;曾思 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：一种旋转耦合双关节推挽式柔性绳索驱动方法，用于实现绳驱耦合双关节灵巧手高精度控制手指末端位置与姿态，从而实现手指与物体之间的接触位置规划和抓取姿态规划，该方法适用于绳驱灵巧手手指运动控制，或者其他绳驱智能机构的运动控制。首先利用仿真或者实验手段获得双关节的干扰力矩和最小驱动力矩，然后根据干扰力矩和最小驱动力矩建立耦合双关节推挽式绳驱控制模型，由干扰力矩控制解决双关节耦合问题，由最小驱动力矩和四个逻辑控制器解决绳子必须拉紧不能反向驱动的问题，从而获得最终手指末端位置与姿态信息，实现手指末端的高精度运动控制，为灵巧手实现多手指协同操作运动控制奠定基础。
一种旋转耦合双关节推挽式柔性绳索驱动方法

[发明专利]一种手术执行器的逆运动学求解方法-CN202310437038.4在审
发明人：贾龙飞;陈志鸿;吕博瀚;曾思;赵守军;黄玉平 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种手术执行器的逆运动学求解方法，包括S1确定手术执行器的运动学基础模型；S2基于手术执行器中复合关节中所包含的各子关节的耦合关系，得到复合关节的简化运动学模型；S3构建手术执行器末端位置、末端姿态与各自由度之间的关系模型；S4构建位置模型和姿态模型；S5基于位置模型，得到q1、q2、q3的数值和e位置；S6基于姿态模型得到q4、q5、q6的数值和e姿态；S7根据e位置和e姿态判断本次迭代的误差是否在期望误差范围内：如果在期望误差范围内，输出本次迭代所得q1～q6的数值作为当前时刻的逆运动学求解结果；如果不在期望误差范围内，返回步骤S5进行下一次迭代。本发明能够实现高效率求解，对于实时逆运动学求解具有重要的指导意义。
一种手术执行运动学求解方法

[发明专利]一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法-CN202310423442.6在审
发明人：郭雅静;吕博瀚;杨帆;张俊宁;于志远;曾思 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2023-04-19 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法，用于在线获取灵巧手手指末端高精度的位姿与姿态信息。首先采用惯导组网的形式，将五个惯性传感器分布在五个手指的末端，同时测量五个手指的位姿信息；然后利用捷联解算方法计算惯性传感器输出位置与姿态信息；再并充分利用各手指关节伺服系统的角度信息，通过正运动学解算获得一组末端位姿信息；最后利用卡尔曼滤波方法，实现惯性传感器信息和正运动学解算位姿信息的数据融合。本发明通过卡尔曼滤波方法，实现惯性传感器解算位姿信息和正运动学解算位姿信息的数据融合，获得高精度的手指末端位置与姿态信息。
一种基于网络灵巧末端信息在线获取方法

[发明专利]一种基于六维力传感器的双臂机器人精密装配方法-CN202110721136.1有效
发明人：张俊宁;李晓琪;杨帆;吕博瀚;刘书选 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于六维力传感器的双臂机器人精密装配方法，该方法包括如下步骤：机器人控制器读取左机械臂各关节角度和右机械臂各关节角度；得到左右机械臂的笛卡尔空间位姿；根据左右机械臂笛卡尔空间位姿通过坐标转换获得左右臂末端销孔工件相对于机器人基坐标的笛卡尔空间位姿；运用基于快速势能探索随机树方法得到左臂末端销孔和右臂末端销孔规划路径；其中，规划路径为运动距离短、装配作业时间短、机械臂能耗低和避免干涉；根据左臂末端销孔和右臂末端销孔规划路径运用基于学习变阻抗控制系统的控制方法控制左机械臂和右机械臂柔顺装配。本发明能够规划出质量高的路径和具备柔顺装配能力。
一种基于六维力传感器双臂机器人精密装配方法

[发明专利]一种用于仿人灵巧手指关节的全数字化柔性位置传感系统-CN202211366148.8在审
发明人： 吕博瀚;曾广商;陈志鸿;吴学斌;曾思;赵守军 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2022-10-31 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种用于仿人灵巧手指关节的全数字化柔性位置传感系统，包括：分别集成安装在手指远指关节、手指中指关节和手指基关节上的霍尔角位移传感器以及手掌转换电路模块；各手指远指关节、中指关节和基关节的霍尔角位移传感器以菊花链的连接方式相互传递信息，各手指远指关节、中指关节和基关节的霍尔角位移传感器之间以及角位移传感器与手掌转换电路模块之间的通信线缆为柔性电路板。本发明采用新型非接触式的小型霍尔角位移传感系统，实现仿人灵巧手指关节转角的数字化精确测量。
一种用于灵巧手指关节数字化柔性位置传感系统

[发明专利]一种直观型六自由度示教及操控装置-CN202211399898.5在审
发明人：王昊;杨帆;张俊宁;陈志鸿;吕博瀚;何超;郭雅静 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种直观型六自由度示教及操控装置，涉及机器人领域，包括基座、连接于基座的三组旋转推拉模拟控制杆，每组模拟控制杆均包含一个旋钮和一个与旋钮同轴的推拉杆，旋钮与基座转动连接，推拉杆沿着自身轴线方向与基座滑动连接，三个推拉杆的轴线分别平行于笛卡尔坐标系的三个轴；旋钮和推拉杆上都连接有位置传感装置，用于测量旋钮的旋转量和推拉杆的伸缩量，机器人的控制器根据位置传感装置的测量结果控制机器人运动。符合人类操作直觉，可在3个笛卡尔坐标系自由度、以及绕3个坐标轴旋转的自由度、共六个自由度上都实现操作方向与运动方向一致，且提供模拟量表征运动速度的示教装置。
一种直观自由度操控装置

[发明专利]一种用于灵巧手伺服系统及其故障检测、控制保护方法-CN202110815009.8有效
发明人：李鹏飞;赵青;刘书选;吕博瀚;曾思 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2021-07-19 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种用于灵巧手伺服系统及其故障检测、控制保护方法，FPGA主控单元根据数据设计算法，进行灵巧手伺服系统中的控制及故障保护；参数检测模块用于检测灵巧手的伺服状态；故障检测模块用于检测及预判断伺服系统的故障；驱动控制模块作为各个自由度的动作控制模块，根据灵巧手自由度的不同增加其驱动单元个数；保护控制模块根据故障检测模块提供的检测数据，对各个故障进行控制和处理，保护整个系统，提高伺服系统的可靠性能和安全性能；电机组件根据驱动控制模块及保护控制模块的运动指令，进行相应的动作，保证机器人灵巧手按照要求进行控制及保护；数据存储模块存储伺服系统分各个检测参数及检测状态，以及存储主控单元各种控制方法和保护方法。
一种用于灵巧伺服系统及其故障检测控制保护方法

[发明专利]一种机械臂与灵巧手的融合系统及运动控制方法-CN202210248880.9在审
发明人：张俊宁;吕博瀚;李晓琪;郭喜彬;李鹏飞 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种机械臂与灵巧手的融合系统及运动控制方法，所述融合系统包括一条四自由度机械臂、一个灵巧手手腕和一个灵巧手，灵巧手手腕为单关节空间正交双自由度手腕，灵巧手手腕安装在四自由度机械臂的末端，灵巧手手掌安装在灵巧手手腕上。运动控制方法中，将四自由度机械臂与灵巧手融合系统看作一个六轴串联机械臂，根据关节角度可以通过正运动学方法求得灵巧手手腕末端的位置姿态；根据灵巧手手腕末端的位置姿态通过逆运动学数值求解方法求得关节角度，进而获得控制指令。本发明设计了正交双自由度灵巧手的手腕，采用了机械臂与灵巧手手腕相结合的六自由度串并联机构，来进行机械臂与灵巧手的融合控制，并给出了逆运动学数值解求解方法。
一种机械灵巧融合系统运动控制方法

[发明专利]一种基于GPIO接口模拟SPI接口的方法-CN202110987547.5在审
发明人：赵青;李鹏飞;刘书选;吕博瀚;张俊宁;陈旭东 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2022-01-14 - 主分类号： G06F13/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于GPIO接口模拟SPI接口的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：在微处理器芯片中选择4个GPIO接口模拟SPI接口；步骤二：通过延时单元模拟SPI接口发送数据；步骤三：通过延时单元模拟SPI接口接收数据。本发明实现对模拟SPI通信的四个接口进行配置，减少了配置的复杂度。
一种基于 gpio 接口模拟 spi 方法

[发明专利]一种腱传动的锁紧工装-CN201711037540.7有效
发明人：曾广商;吕博瀚;刘山 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2017-10-30 - 公布日： 2021-02-09 - 主分类号： F16G11/02 文献下载
摘要：本发明属于多自由度机构与微传动控制技术领域，具体涉及一种以腱传动为主的多自由度传动机构，通过高效精确的传动腱的固定方式，实现降低传动误差的腱传动的锁紧工装；包括左推杆(1)、通孔(2)、基座固定螺栓(3)、支撑座(4)、锥形孔(5)、被挤压金属块(6)、右柔性推杆(7)及防失稳套(8)；其中，所述支撑座(4)焊接于底板上，基座固定螺栓(3)将液压动力系统固定在支撑座(4)上，所述防失稳套(8)嵌入支撑座(4)的右侧安装孔，在失稳套(8)对面支撑座的左侧装有左推杆(1)；所述被挤压金属块(6)设于防失稳套(8)上；所述支撑座(4)上设有锥形孔(5)；所述右柔性推杆(7)设于失稳套(8)的右侧。
一种传动工装

[发明专利]一种面向大型翻滚目标的多轮臂空间机器人-CN202010525493.6在审
发明人：李常;杜宝森;王燕波;李晓琪;吕博瀚 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2020-06-10 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：一种面向大型翻滚目标的多轮臂空间机器人，属于电学技术领域。本多轮臂发明由通用型机械臂和全自由度主动摩擦末端执行器组成。三个耦合的欧姆尼轮由三个伺服电机驱动，与摩擦球紧密接触，实现摩擦球的六自由度全向控制。摩擦球由全向轴承约束与抓捕对象接触，通过接触产生的摩擦力实现对接触对象的控制。本发明解决了非合作目标的自旋运动被动消旋抓捕问题。该末端执行器通过一个可以全向控制的摩擦球与抓捕对象表面接触，通过多条机械臂的协同控制实现抓捕对象的抓捕和操控。
一种面向大型翻滚目标多轮臂空间机器人

[发明专利]一种微型六维力/力矩传感器-CN201811373006.8有效
发明人：曾广商;吕博瀚;刘山;赵新颖;胡晓斌 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2018-11-19 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： G01L5/1627 文献下载
摘要：本发明涉及一种微型六维力/力矩传感器，属于智能控制技术领域。本发明的微型六维力/力矩传感器结构由双Z型弧面弹性体和信号处理电路两部分组成。其中，弹性体由两个Z型薄壁梁结构串联而成，中间为接触力区域。相比于其他圆柱型的弹性体结构，该结构设计为拱形薄壁结构，易于安装于多自由度机构的外表面，如：仿人灵巧手手指的各个指节，同时也作为手指关节本体结构的一部分。
一种微型六维力力矩传感器

[发明专利]一种低摩擦无间隙的球面关节副及其装配方法和应用-CN201811368419.7有效
发明人：曾广商;吕博瀚;刘山;赵新颖;胡晓斌 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所
申请日： 2018-11-16 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： F16C11/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种低摩擦无间隙的球面关节副及其装配方法和应用，属于在多自由度机构与微传动控制技术领域，球面关节副是在单关节内实现多自由度运动的一种非常有效的传动方式，球面副关节的制造工艺及配合将直接影响关节的传动精度和效率，通过利用非金属材料——聚四氟乙烯与金属球头连杆之间的紧密配合，实现低摩擦、无间隙、高可靠性的球关节传动。
一种摩擦间隙球面关节及其装配方法应用

[发明专利]一种用于腱传动仿人灵巧手指关节的驱动系统-CN201911061880.2在审
发明人： 吕博瀚;曾广商;刘山;王燕波;原誉桐 -专利权人：北京精密机电控制设备研究所;中国运载火箭技术研究院
申请日： 2019-11-01 - 公布日： 2020-04-10 - 主分类号： B25J15/02 文献下载
摘要：一种用于腱传动仿人灵巧手指关节的驱动系统，通过伺服电机‑减速器‑滚珠丝杠副‑对称双直线导轨‑高强度碳氟纤维柔性腱‑关节的传动流程，实现度集成的精细化传动机构，在多自由度及微传动控制技术领域实现了狭小空间内的精密传动，可通过搭配不同速比的减速器实现不同负载能力的输出，具有高比功率、高集成度、高可靠性、体积小、重量轻、易于实现模块化伺服系统设计等优点。
一种用于传动灵巧手指关节驱动系统

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