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[发明专利]一种静力学综合实验平台及实验方法-CN201810921613.7有效
发明人：张亚红;刘书静;武彤晖;刘睫;黄莺 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-08-14 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G09B23/10 文献下载
摘要：一种静力学综合实验平台及实验方法，该实验平台包括带滑槽的台架，安装在台架前后两端的平面框架结构以及平面三铰拱结构，安装在台架中部位置可调的加载立柱，设置在加载立柱上方位可调且能够上下移动的水平杆，设置在水平杆端部的滑轮；平面框架结构与台架之间的连接可采用两端固定铰接的方式或者采用一端固定铰接另一端可动铰接的方式，平面框架结构与平面三铰拱结构杆件材料可采用不同与弹性模量的材料，平面框架结构及平面三铰拱结构在实验过程中采用不同的加载位置，对比力的可传性在不同结构上对约束力及内力的影响，位置高度以及方位均可调节的加载装置除了可以方便的对平面框架和三铰拱加载，还能够独立完成摩擦系数的测定实验。
一种静力学综合实验平台方法

[发明专利]一种通过力学手段调控挠曲电效应的装置及方法-CN202110626817.X有效
发明人：嵇辉;徐明龙;张舒文;刘开园;武彤晖;申胜平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G01B7/16 文献下载
摘要：一种通过力学手段调控挠曲电效应的装置及方法，该装置包括挠曲电材料制成的薄膜固定在底座的固定端和移动端，移动端和底座之间调控薄膜长度的长螺杆，底座上约束移动端滑动的导轨，位于薄膜上表面的加载点和下表面的支撑点，位于薄膜上下表面的电极，与电极相连接的信号采集器，对薄膜施加载荷的加载机；薄膜在载荷作用下产生弯曲变形，沿厚度方向产生应变梯度而诱导产生挠曲电效应；通过长螺杆调整移动端在底座导轨上滑动的距离调控挠曲电薄膜的拉伸率，并通过实验得到不同拉伸率下材料的挠曲电系数，可知拉伸率和挠曲电系数呈正相关关系，证明预拉伸可有效提升材料的挠曲电效应，从而具备对挠曲电效应的调控性。
一种通过力学手段调控挠曲效应装置方法

[发明专利]一种基于FIRA平台的障碍物视觉检测方法-CN202110552402.2有效
发明人：刘瑾瑜;武彤晖;危渊;钟梦溪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-20 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于FIRA平台的障碍物视觉检测方法，包括：图像预处理，对输入图像进行灰度化处理以及腐蚀膨胀操作；纵向障碍提取，从预处理过的图像中过滤出障碍物所属像素，通过对每列像素个数统计，提取每列像素对应障碍的位置；障碍分割，根据提取出各列像素对应的实体坐标，进行列方向扫描操作，判断各列之间是否属同一障碍物，判断相邻障碍之间的遮挡关系；异常处理，对初步进行障碍分割的结果进行异常处理，提取宽度过长的并排障碍物，取中点分割为两个障碍，提取画面边缘的障碍物，通过侧边顶点确定其位置；结果输出。本发明通过充分利用环境几何信息和相机成像原理，在满足精度需求下极大减小了计算资源要求。
一种基于 fira 平台障碍物视觉检测方法

[发明专利]一种结合运动控制的改进A*的AGV路径规划方法-CN202110605550.6有效
发明人：危渊;武彤晖;刘瑾瑜;钟梦溪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明一种结合运动控制的改进A＊的AGV路径规划方法，包括：步骤1，根据任务需求以及AGV性能，计算出AGV平滑左转和平滑右转的运动控制，满足AGV转弯前后速度不变；步骤2，根据步骤1的运动控制，得出AGV的最小转弯半径，对任务区域栅格化处理，并对A*算法中相邻节点的定义进行修改；步骤3，基于步骤1的运动控制以及步骤2的栅格处理，利用改进A*算法对任务区域进行路径规划，计算出一条平滑路径；步骤4，对步骤3规划出的路径删除冗余路径点；步骤5，基于步骤4的路径点，AGV根据路径点的速度标志量进行运动控制，完成作业。本发明通过运动控制与路径规划结合的方式对传统A*算法进行改进，在满足任务需求和计算性能的约束条件下，完成规划任务。
一种结合运动控制改进 agv 路径规划方法

[发明专利]一种自由式多角度用于飞行器上的机械臂-CN201910507076.6有效
发明人：李辉;武彤晖;危渊;张新明;黄隆宁 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2021-01-19 - 主分类号： B64D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种自由式多角度用于飞行器上的机械臂，属于飞行器夹爪装置技术领域，包括两个大舵机、两个平行四连杆机构、两个爪安装架、两个万向节、两个圆盘爪和安装架。本发明区别于以往的吸盘吸取，克服传统机械抓取笨拙单一的缺点，以机械结构和万向节巧妙结合作为主体结构，舵机控制爪面上尖端的长短，从而实现多角度，更安全可靠的抓取。本发明能够通过重力自锁，不施加外力也能抓取物品，同时通过万向节，在抓取物品后，可以自由调整物品的姿态，使物品的重心与飞行器的重心在同一竖直直线上，避免由于抓取位置的偏差，导致飞行器整体的重心发生偏移而影响飞行器的飞行姿态。
一种自由式角度用于飞行器机械

[发明专利]一种装备于无人机的机械臂-CN201910507064.3有效
发明人：危渊;武彤晖;李辉;张新明;黄隆宁 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2021-01-19 - 主分类号： B64D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种装备于无人机的机械臂结构，其中，推力杆舵机安装座对称分布在安装机架底座的前后侧，推力杆舵机固定在舵机安装座上，时推力杆与推力杆舵机的输出轴固接。左右两侧均匀分布四个推力杆，每侧推力杆通过碳杆与四片夹片固接。每侧最外沿两片夹片下端分别固定一个固定控制舵机，舵机输出轴上安装一个L型固定片，内侧两夹片下端分别固定一个拨动控制舵机，舵机输出轴上安装小型拨片，利于爪子松开目标的工作状态。铰接于上侧的推力杆末端开滑槽，固定四个夹片的碳杆穿过滑槽，同时与推力杆末端的夹片控制舵机通过连杆相接，形成曲柄滑块机构。本发明采用机械抓取的方式使抓取牢靠有效，并利用四连杆机构保证物品正确放置。
一种装备无人机机械

[发明专利]一种剪切向挠曲电系数的实验测量装置及解耦方法-CN201910880205.6有效
发明人：嵇辉;徐明龙;刘开园;张舒文;武彤晖;申胜平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-09-18 - 公布日： 2020-09-22 - 主分类号： G01N27/60 文献下载
摘要：一种剪切向挠曲电系数的实验测量装置及解耦方法，该实验测量装置包括由挠曲电材料加工而成的半圆柱形试件或半圆台形试件，固定连接在试件两端的夹持端，位于试件侧面对称分布的电极，与电极相连接的电荷放大器，与电荷放大器连接的信号处理模块，对试件施加扭矩的加载设备；加载设备对试件输出扭矩，试件发生扭转变形；半圆柱沿径向产生剪切应变梯度而产生电极化，半圆台沿径向和轴向分别产生剪切应变梯度而产生电极化；极化电荷通过电极送至电荷放大器并被转换为电压信号并传入信号处理模块，再结合加载设备的载荷参数、挠曲电材料参数和试件结构参数后，联立两种不同形状试件在纯扭转状态下的力电耦合方程，即可分别解耦出径向和轴向挠曲电系数。
一种剪切挠曲系数实验测量装置方法

[实用新型]一种旋转机械动态力学量测量实验装置-CN201920852211.6有效
发明人：徐志敏;张克猛;武彤晖;吴莹;侯德门 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-06-06 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： G01M13/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种旋转机械动态力学量测量实验装置，包括旋转机械底座，双轴电机一侧连接光电式旋转编码器，另一侧通过柔性连轴节连接转子盘转轴，转子盘转轴两端分别通过滚珠轴承和活动轴承固定，转子圆盘通过螺钉固定在转子盘转轴上，转子圆盘数量可改变，其在转子盘转轴上的位置可调节，转子圆盘上开有安装砝码的螺孔；活动轴承两侧分别安装力传感器和固定块，并由两侧的螺栓连接于固定支座上，活动轴承通过两侧螺栓调节位置与滚珠轴承对中；位移传感器支架固定在旋转机械底座上，电涡流位移传感器安装在传感器支架上；该实验装置可实现7种实验教学内容，具有很强的实验设计性，多样性，整体结构紧凑、操作简单、集成度高等优点。
转子盘活动轴承旋转机械转子圆盘转轴滚珠轴承实验装置底座电涡流位移传感器光电式旋转编码器位移传感器支架实验教学内容本实用新型传感器支架动态力学固定支座螺钉固定螺栓调节螺栓连接实验设计双轴电机转轴两端集成度安装力固定块可调节可改变连轴节量测量传感器螺孔砝码紧凑多样性

[发明专利]基于逆挠曲电原理的锁止型步进式作动器及作动方法-CN201810443625.3有效
发明人：刘开园;徐明龙;张舒文;武彤晖;申胜平;肖瑞江;韩文文 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：基于逆挠曲电原理的锁止型步进式作动器及作动方法，该作动器包括轨道、位于轨道内的双向步进式作动单元，控制中枢和控制器构成；其中双向步进式作动单元由3个类圆环状的左锁止环、作动环和右锁止环从左向右依次分别固结构成，其尺寸与轨道内径相匹配；当控制中枢下达向右行进的命令时，锁1控制器输出电压，左锁止环处于锁止状态，与管道内壁相接触且有静态摩擦力保证其锁止；作动控制器输出电压，作动环由于挠曲电效应产生变形而推动右锁止环使其向右移动；再使锁2控制器输出电压使右锁止环与轨道内壁相接触，从而实施与左锁止环相同的锁止动作；锁1控制器输出电压使左锁止环开锁，再使作动控制器输出电压使作动环恢复初始状态，将左锁止环向右拽动，从而完成一个步进周期的作动。
锁止环控制器输出电压步进式锁止作动环作动器控制中枢作动单元挠曲轨道静态摩擦力挠曲电效应管道内壁轨道内壁锁止状态控制器圆环状步进固结开锁匹配变形行进移动恢复保证

[发明专利]一种旋转机械动态力学量测量实验装置及实验方法-CN201910492214.8在审
发明人：徐志敏;张克猛;武彤晖;吴莹;侯德门 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-06-06 - 公布日： 2019-08-20 - 主分类号： G01M13/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种旋转机械动态力学量测量实验装置及实验方法，包括旋转机械底座，双轴电机一侧连接光电式旋转编码器，另一侧通过柔性连轴节连接转子盘转轴，转子盘转轴两端分别通过滚珠轴承和活动轴承固定，转子圆盘通过螺钉固定在转子盘转轴上，转子圆盘数量可改变，其在转子盘转轴上的位置可调节，转子圆盘上开有安装砝码的螺孔；活动轴承两侧分别安装力传感器和固定块，并由两侧的螺栓连接于固定支座上，活动轴承通过两侧螺栓调节位置与滚珠轴承对中；位移传感器支架固定在旋转机械底座上，电涡流位移传感器安装在传感器支架上；该实验装置可实现7种实验教学内容，具有很强的实验设计性，多样性，整体结构紧凑、操作简单、集成度高等优点。
旋转机械转子盘活动轴承实验装置转子圆盘转轴动态力学滚珠轴承量测量底座电涡流位移传感器光电式旋转编码器位移传感器支架实验教学内容传感器支架固定支座螺钉固定螺栓调节螺栓连接实验设计双轴电机转轴两端集成度安装力固定块可调节可改变连轴节传感器螺孔紧凑砝码多样性

[发明专利]基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台及方法-CN201810444237.7有效
发明人： 武彤晖;徐明龙;刘开园;张舒文;申胜平;邵妍;雷俊琪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-08-13 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：一种基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台及方法，该作动平台包括沿x轴方向放置的一组双弧形挠曲电驱动结构，沿y轴方向放置的一组双弧形挠曲电驱动结构，输出平台，用于固定驱动结构的外框以及防尘盖；挠曲电驱动结构都是采用挠曲电材料加工为上下内凹的双弧形曲面结构，双弧形上下表面分别铺设两对电极，两对电极关于双弧形中间面左右对称，双弧形结构又可以作为柔性导轨保证输出的可靠性；这种独特的造型和电极铺设方式可以使得挠曲电驱动机构根据施加电压的不同实现不同角度的偏转以及直线位移的输出；本发明通过将驱动部件与结构部件融为一体，既实现了逆挠曲电效应的同时又提供了多种加载及位移输出方案，同时具有结构简单，体积小，重量轻的特点。
双弧形挠曲电驱动结构动平台作动部件对电极二维输出精密偏转铺设电驱动机构挠曲电效应固定驱动结构部件曲面结构驱动部件柔性导轨上下表面施加电压输出平台直线位移左右对称电材料防尘盖体积小中间面重量轻电极加载内凹外框融为一体造型加工保证

[发明专利]基于逆挠曲电原理的攀爬型步进式作动器及作动方法-CN201810443624.9有效
发明人：徐明龙;刘开园;张舒文;武彤晖;申胜平;宋思扬;雷俊琪 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-08-09 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：基于逆挠曲电原理的攀爬型步进式作动器及作动方法，该作动器包括圆柱形轨道、位于圆柱形轨道外的挠曲电型上抓手、与上抓手下端固结的作动球、与作动球下端固结的挠曲电型下抓手，与上抓手电连接的上锁止功放、与作动球电连接的作动功放、与下抓手电连接的下锁止功放均与控制器电连接；当需要作动器向不同方向运动时，只需通过控制器输出相应的控制时序，例如，若需要向上移动时，先使下抓手锁止后作动球膨胀作动，再使上抓手锁止，然后松开下抓手，这样就完成了一个作动周期。该作动器和作动方法的优点是能够输出极小的位移、具有明显的小尺度效应且不受环境温度限制，同时由于是面摩擦，因而具有较可靠的锁止动作。
抓手作动器挠曲锁止功放圆柱形轨道步进式电连接固结攀爬下端控制器输出控制器电控制时序温度限制向上移动面摩擦输出极小尺度球电上锁松开膨胀

[发明专利]基于挠曲电原理具有自检测功能的传输管道-CN201810444259.3有效
发明人：刘开园;徐明龙;张舒文;武彤晖;申胜平;高博;田征 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-07-23 - 主分类号： F17D5/06 文献下载
摘要：基于挠曲电原理具有自检测功能的传输管道，包括圆环形管道、位于圆环形管道内外侧的电极，电荷放大器，信息采集和后处理部分；其中圆环形管道材料为电介质材料，管道可用于传输液体、气体，电荷放大器负端与圆形管道内侧的电极相连，电荷放大器正端与管道外侧电极均接地，电荷放大器输出端与信息采集和后处理部分相连。当管道无损坏、外部无载荷，流体正常在管道内传输时，管道不会产生电荷，无电荷信号通过电极传输至电荷放大器，电荷放大器无输出；当管道由于缺陷在正常使用时突然断裂或管道受到冲击载荷、周期载荷时，由于挠曲电效应的存在，管道会发生极化，产生极化电荷，通过对比信号采集和后处理部分的电压信号可以得知管道破坏或受到载荷的位置。
电荷放大器后处理圆环形电极自检测功能传输管道信息采集挠曲电介质材料挠曲电效应冲击载荷传输液体电荷信号电压信号对比信号管道材料管道破坏极化电荷外侧电极圆形管道周期载荷传输电荷极化接地输出端负端可用流体正端断裂采集输出外部

[发明专利]基于逆挠曲电的柔性材料往复式多层结构作动器及方法-CN201810442758.9有效
发明人： 武彤晖;徐明龙;张舒文;刘开园;申胜平;邵恕宝;宋思扬 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-07-02 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：基于逆挠曲电的柔性材料往复式多层结构作动器及方法，该作动器包括控制器，与控制器电连接的高压电源，由多层柔性薄膜状材料往复重叠组成的挠曲电型半半圆环状作动结构，作动结构中靠近单层材料膜上下表面位置的材料内部分别埋设具有可大范围弯曲和伸展的电极，电极与高压电源电连接，作动器通电后由于逆挠曲电作用，会产生沿作动结构圆环径向向内的弯曲变形；该变形导致半圆环曲率增大，使得电压作用不变的情况下原电场梯度进一步加大，电场梯度致的弯曲应力也进一步加大，从而使得作动结构进一步变形直至与材料抵抗变形的力相平衡或接触被夹持物体，继而保持该形状和握力；该超大变形作动器相对于现有刚性结构的机械手而言，具有对待作用结构的潜在破坏和损伤小等优势，具有非常广泛的应用价值。
作动器变形挠曲电场梯度多层结构柔性材料电极往复式柔性薄膜状材料上下表面位置曲率握力高压电源电半圆环状材料内部单层材料电压作用刚性结构高压电源结构圆环径向向内控制器电弯曲变形弯曲应力作用结构机械手控制器半圆环变形的电作用多层夹持埋设伸展损伤通电抵抗平衡应用

[发明专利]基于逆挠曲电原理的步进式旋转作动器及作动方法-CN201810444249.X有效
发明人：刘开园;徐明龙;张舒文;武彤晖;申胜平;张丰;王源 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-06-14 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：基于逆挠曲电原理的步进式旋转作动器及作动方法，该作动器包括轨道、位于轨道内的挠曲电型双向步进式旋转作动单元，控制中枢和控制器；其中双向步进式作动单元由3个类圆环状的左锁止环、作动环和右锁止环从左向右依次分别固结构成，其尺寸与轨道内外径相匹配；当控制中枢下达逆时针行进命令时，锁1控制器输出电压，左锁止环处于锁止状态，与轨道内壁相接触且有静态摩擦力保证其锁止；作动控制器输出电压，作动环由于挠曲电效应产生变形而推动右锁止环使其向右移动；再使锁2控制器输出电压使右锁止环与轨道内壁相接触锁止；锁1控制器输出电压使左锁止环开锁，再使作动控制器输出相应电压使作动环恢复初始状态，将左锁止环向右拽动，从而完成一个步进周期的作动。
锁止环控制器输出电压步进式旋转作动环作动器挠曲轨道内壁控制中枢作动单元锁止轨道静态摩擦力控制器输出挠曲电效应锁止状态控制器步进式圆环状步进固结径相开锁匹配变形行进移动恢复保证

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