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[发明专利]一种基于小波近似熵的自主式水下机器人故障辨识方法-CN201410705684.5有效
发明人：张铭钧;刘维新;刘星;殷宝吉;王玉甲;赵文德;姚峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-11-27 - 公布日： 2018-02-02 - 主分类号： G06F19/00 文献下载
摘要：本发明涉及自主式水下机器人故障辨识与容错控制技术领域，具体涉及一种基于小波近似熵的自主式水下机器人故障辨识方法。本发明包括采用多层小波分解方法对自主式水下机器人传感器和控制器数据进行分解；采用近似熵提取方法对步骤(1.2)获得的小波细节系数和小波逼近系数提取故障特征；采用相关系数方法对自主式水下机器人待测故障信号进行故障辨识。本发明方法既有效解决了AUV传感器、控制器信号受外部干扰影响，故障辨识精度较低的问题，又利用多层小波分解的多频段特性，获得关于AUV推进器故障的冗余描述，并通过对多频段故障信息同时提取故障特征并组建故障特征矩阵，提高AUV故障辨识精度，为容错控制器提供准确的故障信息。
一种基于近似自主水下机器人故障辨识方法

[发明专利]一种栈式装配结构的水下机器人电子舱-CN201410216126.2有效
发明人：张铭钧;殷宝吉;王玉甲;郭冠群;邓柯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-05-21 - 公布日： 2017-11-21 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明属于水下机器人领域，特别是涉及一种适用于微小型水下机器人的栈式装配结构的水下机器人电子舱。栈式装配结构的水下机器人电子舱，由承压壳体组件、电子固定架、电子模块组件三部分组成，承压壳体安装在水下机器人上，内部加工有突台；电子固定架采用不锈钢螺杆、螺母、弹簧垫片将圆形电木板进行固定的方式构成，不锈钢螺杆在前端面板外部有突出，用于与承压壳体内部突台进行端面固定；多个电子模块在电子固定架上采用栈式装配结构，模块电路板法向与承压壳体轴向平行，其中的推进器电机驱动器采用模块化结构，总线形式电气连接。结构紧凑，空间利用率高。对栈式结构高度的限制小。布线容易。维修更换方便。模块化设计，互换性好。
一种装配结构水下机器人电子

[发明专利]一种小型水下机械手位置角度测量方法-CN201510312380.7有效
发明人：张铭钧;杨超;马小委;王玉甲;刘兵;姚峰;郭冠群 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-06-09 - 公布日： 2017-10-03 - 主分类号： G01B21/22 文献下载
摘要：本发明提供的是一种小型水下机械手位置角度测量方法。基于三个拉绳位移传感器安装组成三维位置测量装置，建立其测量坐标系(O‑XCYCZC)，并在机械手安装固定点建立基坐标系(O‑XYZ)。本方法原理为通过三维测量装置得到机械手末端在测量坐标系下的实际值坐标，将实际值坐标通过坐标转换到基坐标系中，比较得到机械手末端运动位置误差。本发明提供了一种测量过程方便简单、计算处理过程精简且成本低的水下机械手位置角度精度测量方法，适合于水下机械手在水池环境下进行三维位置测量以及末端角度精度测量。
一种小型水下机械手位置角度测量方法

[发明专利]一种具有纯机械定时和定深两种触发模式的水下释放装置-CN201510293487.1有效
发明人：张铭钧;王得成;赵文德;王玉甲;徐建安 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-06-02 - 公布日： 2017-08-04 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种具有纯机械定时和定深两种触发模式的水下释放装置，包括机械定时开启阀、定深爆破机构和释放机构，机械定时开启阀由定时机构，联动机构和阀门组成，机械定时旋钮和阀门蓄能旋钮通过O型密封圈与上端盖实现径向密封。定时器轴和球阀轴与旋钮轴采用同轴铰接设计，定时器轴与球阀轴有档杆，旋钮轴有拨杆。定时器凸轮与联动滑铲接触，联动锁舌与阀门卡盘接触，球阀轴通过扭簧蓄能。球阀口连接释放机构容腔。定深爆破机构上盖开孔，与外界相通，油囊中有油脂，爆破片泄压口与释放机构容腔连通。释放机构内活塞挡住钢珠内滚，阻止内筒体下落。本发明具有两种触发模式，可用于水下机器人、水下工程机械及装备等。
一种具有机械定时定深两种触发模式水下释放装置

[发明专利]基于粒子群优化单稳态自适应随机共振的自主式水下机器人信号处理方法-CN201510054107.9有效
发明人：张铭钧;刘维新;刘星;殷宝吉;王玉甲;赵文德;姚峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-01-30 - 公布日： 2017-07-11 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于粒子群优化单稳态自适应随机共振的自主式水下机器人信号处理方法。通过粒子群优化算法对单稳态随机共振系统结构参数进行优化，以实现AUV控制信号和状态信号的自适应随机共振，并提高其随机共振效果，通过随机共振现象最终达到抑制AUV控制信号和状态信号中所含外部随机干扰，增强故障信号特征的目的。本发明解决传统单参数固定步长自适应随机共振方法优于忽略了参数之间的交互作用而导致的结构参数选取缺乏合理的理论依据，以及难以实现最优随机共振效果的问题，经自适应随机共振系统处理后的AUV控制信号和状态信号，抑制了外部干扰且增强了故障信号特征，可用于AUV推进器故障诊断、容错控制等领域。
基于粒子优化稳态自适应随机共振自主水下机器人信号处理方法

[发明专利]基于小波分形的自主式水下机器人故障辨识方法-CN201510059018.3有效
发明人：张铭钧;刘维新;刘星;殷宝吉;王玉甲;赵文德;姚峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-02-05 - 公布日： 2017-06-20 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于小波分形的自主式水下机器人故障辨识方法。通过对自主式水下机器人状态信号进行多层小波分解，以抑制外部随机干扰对辨识准确性的影响，并获得自主式水下机器人推进器故障多个频段上的故障描述，提高故障辨识精度；对多层小波分解获得的小波逼近系数和小波细节系数提取分形特征，组成分形特征矩阵，通过与前期通过水池实验建立的样本特征矩阵中的分形特征计算相关系数，得到推进器故障辨识结果。本发明适用于解决自主式水下机器人由于受外部随机干扰影响，推进器故障程度准确度不高的问题，提高了故障辨识精度，可用于自主式水下机器人推进器故障辨识、容错控制等领域。
基于小波分形自主水下机器人故障辨识方法

[发明专利]一种带制动器的液压机械手摆动关节-CN201510696698.X有效
发明人：张铭钧;张强;郭炳岐;赵文德;王玉甲;李开飞;范腾涛 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-10-23 - 公布日： 2017-04-12 - 主分类号： B25J9/08 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种带制动器的液压机械手摆动关节，前臂固定件与液压摆动缸相固定，后臂转动件和后臂连接件相固定，角度检测模块通过传感器连接件固定在角度传感器固定件上，角度传感器固定件与前臂固定件相固定，角度检测模块的检测轴通过角度检测模块联轴器与液压摆动缸的转轴相连，角度检测模块联轴器与后臂转动件相固定，电磁铁与电磁铁固定盘相固定，电磁铁固定盘和制动器模块连接块相固定，制动盘和制动盘联轴器相固定，制动盘设置在电磁铁的端部，液压摆动缸和制动盘联轴器相固定。本发明可提供足以完成作业任务的力矩，能够大幅降低水下作业机械手关节体积过大的问题，减轻机械手整体重量。
一种制动器液压机械手摆动关节

[发明专利]一种液压驱动低速转轴制动装置-CN201510696711.1有效
发明人：张铭钧;张强;郭炳岐;王玉甲;赵文德;范腾涛;刘崇德 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-10-23 - 公布日： 2017-04-12 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种液压驱动低速转轴制动装置，包括制动盘、主摩擦盘、副摩擦盘、电磁铁、液压驱动转轴双D型联轴器，主摩擦盘套装在液压驱动转轴双D型联轴器上，液压驱动转轴双D型联轴器设置有凸出的堵头，堵头里设置环形的槽，液压驱动转轴双D型联轴器上安装弹簧和外卡簧，制动盘位于主摩擦盘的内侧并通过连接片与主摩擦盘相固定，副摩擦盘与电磁铁相固定，电磁铁位于液压驱动转轴双D型联轴器的外部，副摩擦盘和主摩擦盘相对设置，电磁铁通过法兰盘的形式连接在液压驱动装置的固定部分，液压驱动转轴双D型联轴器连接液压驱动装置的转轴。本发明实现了轻量电磁铁对液压驱动转轴制动。
一种液压驱动低速转轴制动装置

[发明专利]一种可应用于深海环境的自动换向海水增压器-CN201510319600.9有效
发明人：张铭钧;王得成;赵文德;王玉甲;徐建安 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-06-11 - 公布日： 2017-03-01 - 主分类号： F15B3/00 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种可应用于深海环境的自动换向海水增压器，由双向柱塞缸、自动换向机构、单向阀组成。柱塞缸有杆腔为高压腔，无杆腔为低压腔，低压腔端盖安装液动换向阀芯，通过柱塞运动到极限位置触动阀芯，液压驱动换向阀门实现自动换向，进而改变柱塞运动方向。增压器除通过柱塞缸的流量通道，还设有低压旁路流量通道。本发明管路均采用耐外压连接，且能够在低压时通过旁路直接对系统进行流量供给，在高压时则通过增压器的二次增压对系统进行流量供给，实现了液压系统流量的双路供给，提高了工作效率。同时，增压器采用双向作用柱塞自动换向结构，较已有的单向作用柱塞往复运动型增压器具有供给流量连续、脉动低的优点。
一种应用于深海环境自动换向海水增压

[发明专利]一种水下运载器用浮力球弹射装置-CN201510201019.7有效
发明人：张铭钧;郭佳;赵文德;王飞;王曾;王玉甲;李倩 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-04-24 - 公布日： 2017-03-01 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种水下运载器用浮力球弹射装置，以弹簧提供原动力，它包括浮力球定位部分，杠杆转换部分，浮力球释放部分。机械本体提供水下运载器与该弹射装置之间的连接平台。当水下运载器正常作业时，该装置通过鹰头钩的约束能够安全的保持未释放状态；当水下运载器完成作业浮上水面时，控制系统通过施加信号使失电电磁铁通电失磁，从而使鹰头钩受力不平衡发生偏转，失去对浮力球的约束作用，进而浮力球就在弹簧的弹力作用下弹出距运载器一定距离的水面处，这样回收人员就能够在与运载器保持一定安全距离的前提下顺利回收运载器。本发明依靠机械方法定位和释放，具有结构紧凑、安全、可靠等优点。
一种水下运载器用浮力弹射装置

[发明专利]一种水下机器人多普勒故障随机共振检测装置及检测方法-CN201410452832.7有效
发明人：张铭钧;刘维新;殷宝吉;刘星;王玉甲;赵文德;姚峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-09-05 - 公布日： 2017-02-08 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种水下机器人多普勒故障随机共振检测装置及检测方法，检测装置包括安装于水下机器人电子舱内的PC104模块化系统、第一通讯模块、随机共振装置、故障特征提取装置以及安装在陆地上的第二通讯模块和检测结果显示装置，PC104模块化系统分别与第一通讯模块、随机共振装置和故障特征提取装置的输出端相连，故障特征提取装置的输入端与随机共振装置相连，第二通讯模块的输入端与第一通讯模块相连，检测结果显示装置与第二通讯模块相连。本发明在抑制水下机器人多普勒传感器信号中所含外部随机干扰的同时，增强故障信号特征，能解决现有传感器故障检测方法受外部干扰和量测噪声影响，多普勒故障漏检问题。
一种水下机器人多普勒故障随机共振检测装置方法

[发明专利]水下推进器密封舱穿舱线缆连接器-CN201410023249.4有效
发明人：张铭钧;殷宝吉;刘星;王玉甲;刘维新 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-01-20 - 公布日： 2016-11-30 - 主分类号： H01R13/523 文献下载
摘要：本发明提供的是一种水下推进器密封舱穿舱线缆连接器。水下电缆与密封舱穿舱线缆的接头位于水密头内，水下电缆与密封舱穿舱线缆的接头处与水密头之间设置硫化橡胶密封，水密头与密封舱端盖密封连接。省去了插拔结构，可以减小穿舱连接器的径向尺寸或者轴向尺寸，适用于安装空间较小的场合，如微小型水下机器人。
水下推进器密封舱穿舱线缆连接器

[实用新型]一种船基水下机器人投放与回收机械-CN201620235093.0有效
发明人： 王玉甲;姚峰 -专利权人：天津海之星海洋科技发展有限公司
申请日： 2016-03-17 - 公布日： 2016-08-03 - 主分类号： B63C7/16 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种船基水下机器人投放与回收机械，包括：底座，用来支撑A型架、收放绞车、脐带缆绞车和液压动力单元；A型架，位于底座前部，由两组液压缸驱动，摆动液压缸控制A型架摆动角度，伸缩液压缸控制A型架伸出距离；吊笼，用来承载水下机器人载体，通过收放缆绳与收放绞车连接；收放绞车，位于底座中后部，用来缠绕缆绳，绞车转动实现吊笼升降；脐带缆绞车，位于底座中后部，用来缠绕水下机器人的脐带缆；液压动力单元，位于底座后部，用来控制A型架的摆动、伸缩动作以及收放绞车、脐带缆绞车的转动。本实用新型精简了现有的水下机器人投放于回收机械的结构，便于安装与维护，节约了生产及使用成本。
一种水下机器人投放回收机械

[发明专利]一种船基水下机器人投放与回收机械-CN201610153871.6在审
发明人： 王玉甲;姚峰 -专利权人：天津海之星海洋科技发展有限公司
申请日： 2016-03-17 - 公布日： 2016-06-08 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种船基水下机器人投放与回收机械，包括：底座，用来支撑A型架、收放绞车、脐带缆绞车和液压动力单元；A型架，位于底座前部，由两组液压缸驱动，摆动液压缸控制A型架摆动角度，伸缩液压缸控制A型架伸出距离；吊笼，用来承载水下机器人载体，通过收放缆绳与收放绞车连接；收放绞车，位于底座中后部，用来缠绕缆绳，绞车转动实现吊笼升降；脐带缆绞车，位于底座中后部，用来缠绕水下机器人的脐带缆；液压动力单元，位于底座后部，用来控制A型架的摆动、伸缩动作以及收放绞车、脐带缆绞车的转动。本发明精简了现有的水下机器人投放于回收机械的结构，便于安装与维护，节约了生产及使用成本。
一种水下机器人投放回收机械

[实用新型]一种高压气体喷射浮力球装置-CN201520949854.4有效
发明人：张铭钧;郭佳;杨超;姚峰;王玉甲;赵文德;殷宝吉;郭冠群 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2015-11-25 - 公布日： 2016-05-04 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本实用新型提供一种高压气体喷射浮力球装置，包括端盖、缸体、工字型连杆活塞、弹簧、浮力球和高压气瓶，所述缸体的下端与端盖固定连接且在连接处设置有O型密封圈，端盖的下端设置有稳压阀，稳压阀通过钛管与高压气瓶相连，所述端盖、工字型连杆活塞将缸体由下至上分成第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述工字型连杆活塞的小端与缸体接触且在接触处设置有密封圈，弹簧的一端安装在端盖的中心处、弹簧的另一端与工字型连杆活塞的大端的中心位置接触，所述工字型连杆活塞上还安装有安全阀，且安全阀位于第二腔体内，所述浮力球设置在第三腔体内并与对应缸体的上段过盈配合，且第三腔体的缸体设置成阶梯形状，即第三腔体下部的内径小于第三腔体上部的内径，浮力球上设置有拉绳，拉绳的另一端与被回收的运载器相连。本实用新型依靠高压气体喷射的方法，具有可靠性高、冲击力强、可调节范围大等优点。
一种高压气体喷射浮力装置