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[发明专利]一种混联机器人C3连续五轴路径转接光顺方法-CN202111266995.2有效
发明人：刘海涛;黎广喜;山显雷;肖聚亮;黄田;秦旭达;王国峰 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-10-28 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G05B19/19 文献下载
摘要：本发明公开了一种混联机器人C3连续五轴路径转接光顺方法，包括如下步骤：刀尖点位置路径在笛卡尔坐标系中定义；刀轴方向路径在单位球表面上定义；刀尖点位置路径和刀轴方向路径，两者均采用样条曲线段进行转接光顺，光顺后的路径均由插入的样条曲线段和余留路径段组成；分别推导两者在转接点处曲率微分连续的充要条件，进而建立刀尖点位置路径光顺长度以及刀轴方向路径光顺角度与各自光顺误差的关系函数；结合参数同步引入的约束条件，确定刀尖点位置路径和刀轴方向路径的光顺曲线；引入参数同步曲线，确保几何光顺后的五轴路径关于时间的三阶导数连续。本发明能实现对光顺误差的精确预测及控制，同时提高光顺方法的计算效率。
一种联机 c3 连续路径转接方法

[发明专利]薄壁件双面铣削加工系统动态切削力及动力学建模方法-CN202310508066.0在审
发明人：刘见;李士鹏;秦旭达;李皓;王星然 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-05-08 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G05B19/408 文献下载
摘要：本发明公开了一种薄壁件双面铣削加工系统动力学建模方法，该方法首先将刀具径向振动和薄壁件厚度方向上振动之间的耦合效应考虑进去计算位于薄壁件两面的铣刀每一刀刃微元所对应的动态切削厚度，然后计算出作用在刀具‑薄壁件系统上的动态切削力。将薄壁件两侧垂直于厚度方向的切削力分别作用于两面的铣刀，薄壁件厚度方向切削力的合力作用于薄壁件本身，建立薄壁件双面铣削加工系统动力学控制方程，并对方程进行稳定性求解。与所给文献相比，本发明将刀具径向振动和薄壁件厚度方向上振动之间的耦合效应考虑进去建立薄壁件双面铣削加工系统切削力及动力学模型，提高薄壁件双面铣削稳定性叶瓣图的预测精度。
薄壁双面铣削加工系统动态切削力动力学建模方法

[发明专利]针对复合材料层合板连接结构服役过程的健康监测方法-CN202211648742.6在审
发明人： 秦旭达;康家宝;李皓;李士鹏;刘海涛;赵庆 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01L1/16 文献下载
摘要：本发明公开了针对复合材料层合板连接结构服役过程的健康监测方法，包括如下步骤：获取复合材料连接结构简化模型在受载过程中内部应力应变分布情况，确定传感器嵌入位置；在复合材料的层合板预浸料铺设过程中将传感器固定于嵌入位置，整体固化成型，制备成具备对内部损伤进行实时采集(监测)的功能性复合材料；对复合材料进行加工并连接装配；采集系统与传感器电性连接，接收传感器的信号，通过信号分析，实现对连接结构全生命周期的实时监测。采用本发明方法能够实时监测、识别复合材料连接结构的损伤萌生、发展及结构失效。
针对复合材料合板连接结构服役过程健康监测方法

[发明专利]一种结合机械锁合的合金-复材感应焊接接头制备方法-CN202211508782.0在审
发明人： 秦旭达;王琛越;李皓;李士鹏;刘海涛;赵庆 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-11-29 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： B29C65/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种结合机械锁合的合金‑复材感应焊接接头制备方法，步骤为：首先在复合材料板材和合金板材上分别加工凹、凸结构，凹凸结构的尺寸保持一致，以便能够嵌合在一起，然后将加工后复合材料板材和合金板材放置在高频感应焊机的工作台上，并在板材之间的焊接区域内添加树脂薄膜，然后开始感应焊接工艺，等待冷却之后便获得了含有机械锁合的合金‑复合材料感应焊接接头。本发明无需表面处理，也无需植入其他材料，并且凹、凸结构易于加工，能够有效的提高感应焊接接头的拉伸强度。
一种结合机械锁合金感应焊接接头制备方法

[发明专利]一种刀具磨损在线检测方法-CN202211316707.4在审
发明人：李士鹏;黄思明;秦旭达;李皓;刘文韬;武卫洲 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-10-26 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： B23Q17/09 文献下载
摘要：本发明公开一种刀具磨损在线检测方法，通过电流体喷墨打印技术在刀具的后刀面上制备格栅式传感器，将所述格栅式传感器通过信号调理单元对传感器的输出信号进行放大和滤波，使用信号采集单元进行信号采集，最后在上位机系统进行信号的处理与分析，通过识别传感器输出电压的幅值，得到对应的刀具磨损量；格栅式传感器的格栅由于刀具磨损会出现断裂，当每条格栅出现断裂时，传感器的输出电压信号会出现大幅度的跳跃，通过该条格栅到切削刃的距离可以得到此时的刀具磨损量，从而实现刀具磨损在线检测，实时反馈刀具磨损状态。本发明方法不需要复杂的信号处理过程，可以适应不同的加工材料和切削参数，具有较强的泛化能力，适用于不同的切削环境。
一种刀具磨损在线检测方法

[发明专利]一种疲劳试验夹具-CN202010043989.X有效
发明人：葛恩德;李汝鹏;凡志磊;肖睿恒;王耀;黄稳;秦旭达;刘登伟 -专利权人：中国商用飞机有限责任公司;上海飞机制造有限公司
申请日： 2020-01-15 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01N3/04 文献下载
摘要：本发明涉及疲劳试验技术领域，公开一种疲劳试验夹具。该疲劳试验夹具包括第一夹体、第二夹体、第三夹体、第四夹体、第一配件和第二配件。试验件的第一端能够被夹持在第一夹体和第二夹体之间，第二端能够被夹持在第三夹体和第四夹体之间。第一配件和第二配件两者中的一个安装在第一夹体上，另一个安装在第三夹体上，第一配件被配置为安装第一位移测量装置的第一刀刃，第二配件被配置为安装第一位移测量装置的第二刀刃。本发明提供的疲劳试验夹具，不仅有利于使疲劳试验更加的规范，提高疲劳试验的可重复性和可靠性，而且便于位移测量装置的安装，简化安装步骤，同时能够避免试验件二次弯曲对位移测量的影响，提高位移数据测量的稳定性和准确性。
一种疲劳试验夹具

[发明专利]一种含集成转动支架的六自由度并联机器人-CN202111263970.7有效
发明人：刘海涛;韩家乐;许可;山显雷;李皓;黄田;肖聚亮;梅江平;秦旭达 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-10-28 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种含集成转动支架的六自由度并联机器人。本发明第一集成转动支架、第一长度调节装置、第二长度调节装置、第一竖直转动轴、第一水平转动轴组成第一运动支链；第二运动支链和第三运动支链类似组成；所述第一集成转动支架通过一自由度铰链旋转地连接在静平台上；所述第一长度调节装置、第二长度调节装置一端均连接在第一集成转动支架上，另端通过铰链连接在第一竖直转动轴上；第一水平转动轴一端通过铰链连接在第一竖直转动轴上，另端通过铰链连接在动平台上。本发明各长度调节装置共用一个集成转动支架，可有效减少铰链数目，简化装配工艺，保证安装精度。本发明整机运动灵活，运动学求解简单，便于实施控制。
一种集成转动支架自由度并联机器人

[发明专利]一种提高镍基高温合金疲劳试件表面质量的加工方法-CN202211413217.6在审
发明人：李士鹏;王星然;秦旭达;李皓;张绍璞;赵庆 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： B23C3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高镍基高温合金疲劳试件表面质量的加工方法，包括以下步骤：S1：测试加工表面的影响层深度，过程为：使用SiAlON刀具对测试用疲劳试件左右两侧的曲面进行粗加工以切除试件毛坯余量，SiAlON刀具的切削速度为700m/min‑1100m/min，粗加工后，通过测量得到加工表面的影响层深度为120μm；S2：采用步骤S1的方法使用SiAlON刀具对加工用疲劳试件左右两侧的曲面进行粗加工以切除试件毛坯余量；S3：使用硬质合金刀具对粗加工后疲劳试件左右两侧的曲面进行精加工，去除120μm厚加工影响层。采用本发明方法粗加工完成后，机械应力和热应力会产生影响层，在粗加工完成后，使用硬质合金刀具进行精加工能够提高加工效率，且保证试件的精度及性能。
一种提高高温合金疲劳表面质量加工方法

[发明专利]一种周向定位角度可控的螺纹副的加工方法-CN202010803532.4有效
发明人：李士鹏;康鹏飞;秦旭达;刘文韬;武卫洲 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-08-11 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： B23G1/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种周向定位角度可控的螺纹副的加工方法，包括以下步骤：步骤一、对螺纹铣刀刀长进行测量；步骤二、确定铣削参数，所述铣削参数包括螺纹铣刀转速、径向进给速度、径向切宽和轴向进给速度；步骤三、在第一工件的底孔上加工内螺纹；步骤四、在第二工件的底柱上加工外螺纹。采用本方法不仅加工精度好、效率高，而且加工表面质量高、定位精度高、重复性好，可实现螺纹副的精密旋合，使内外螺纹工件在完全旋合后周向参考点满足预设的角度关系。
一种定位角度可控螺纹加工方法

[发明专利]一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法-CN202110054582.1有效
发明人：马立新;秦旭达;万淑敏;李皓;李士鹏;赵庆 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： B23C9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法，包括以下步骤：步骤一、基于矩阵结构法和虚拟关节法建立混联机器人的静刚度模型，得出混联机器人末端笛卡尔刚度矩阵表达式；步骤二、建立加工件对应材料的切削力预测模型，其中包括主轴转速、每齿进给量和轴向切深参数；步骤三、根据切削力预测模型和静刚度模型预测混联机器人铣削加工的弹性变形量，利用镜像迭代补偿法修改刀位点位置进行补偿；步骤四、通过补偿验证实验证明补偿方法有效性。本发明可实现加工误差补偿，提升补偿精度。
一种基于刚度模型联机铣削加工误差补偿方法

[发明专利]含制孔分层损伤的复合材料层合板强度预测方法-CN202110119377.9有效
发明人： 秦旭达;陈世广;李皓;李士鹏;赵庆 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-01-28 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了含制孔分层损伤的复合材料层合板强度预测方法,主要步骤为:建立复合材料层内单元及层间单元的本构模型；使用ABAQUS的VUMAT接口完成复合材料层内单元及层间单元本构模型的编写；建立完整复合材料层合板与带有分层缺陷复合材料层合板的有限元模型；对层合板模型建立边界条件，施加载荷并在ABAQUS中计算得到两种模型在载荷施加位置的载荷‑位移曲线及整体损伤值云图。本发明能够有效的预测不同分层缺陷对于复合材料层合板的强度的影响，对于进一步建立合理的制孔质量评价指标具有一定的指导意义，建立制孔工艺与服役性能之间的映射关系。
含制孔分层损伤复合材料合板强度预测方法

[发明专利]基于三维视觉测量的手眼标定方法-CN202010255925.6有效
发明人：丁雅斌;付津昇;黄田;刘海涛;梅江平;田文杰;秦旭达 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-04-02 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于三维视觉测量的手眼标定方法，采用眼在手系统(eye‑in‑hand)配置，将三维视觉传感器固定在机器人末端，通过在不同机器人位姿下测量尺寸已知的标定球即可计算出手眼变换矩阵。主要过程如下：首先将标定球置于机器人的工作空间中；然后驱动机器人末端到达测量位姿，即标定球处于三维视觉传感器的视场内；随后三维视觉传感器测量标定球三维轮廓，并计算球心坐标，完成后机器人末端移动到下一位姿继续测量；最后将多次测量数据和相应机器人位姿数据传送到数据处理系统，通过手眼标定算法即可解算出手眼变换矩阵。该方法操作简单，优化求解过程考虑了手眼标定数据误差，求解精度高，具有很高的工程应用价值。
基于三维视觉测量手眼标定方法

[发明专利]基于有限元分析的大型曲面薄壁件镜像铣削变形预测方法-CN202111672495.9在审
发明人： 秦旭达;张绍璞;李士鹏;刘雪峰;崔鑫;马康 -专利权人：天津大学;天津航天长征火箭制造有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于有限元分析的大型曲面薄壁件镜像铣削变形预测方法，属于机械加工制造领域，该方法包括以下步骤：获取大型曲面薄壁构件镜像铣削加工的刀位文件，建立刀具坐标系与工件坐标系间的转换矩阵；在有限元软件中基于python脚本语言编写程序，为大型曲面薄壁件动态施加方向不断变化的切削力载荷，模拟镜像铣削加工过程中辅助支撑跟随刀具实时移动的实际支撑状态和实际装夹状态；最后将建立的有限元模型提交求解得到大型曲面薄壁构件的残余应力场和加工变形预测模型。该方法可以提高大型薄壁曲面件镜像铣削加工变形的预测精度、降低仿真计算时间和经济成本，对研究大型曲面薄壁件的加工变形控制策略具有重要指导作用。
基于有限元分析大型曲面薄壁件镜像铣削变形预测方法

[发明专利]基于螺旋铣孔的混联机器人不同位姿下加工性能评价方法-CN202110045364.1有效
发明人：侯卓杰;秦旭达;万淑敏;李皓;李士鹏;赵庆 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-01-12 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了基于螺旋铣孔的混联机器人不同位姿的加工性能评价方法，包括步骤：获取切削力系数；通过模态实验得到混联机器人在不同位姿下的模态参数；预测螺旋铣孔轨迹误差；预测螺旋铣孔切削稳定性；在每个稳定性叶瓣图的稳定性临界状态附近取混联机器人的主轴转速和刀具每公转轴向切削深度作为参数组合，混联机器人进行螺旋铣孔实验时以该组合参数作为切削参数进行工件加工，然后检测工件的加工精度和表面质量，据此评价混联机器人不同位姿下的加工性能。采用本方法可以提高评价效率和评价精度。
基于螺旋联机器人不同位加工性能评价方法

[发明专利]一种针对机器人的耦合前馈控制方法-CN201810726741.6有效
发明人：黄田;刘祺;肖聚亮;刘海涛;秦旭达;牛文铁;梅江平 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-07-04 - 公布日： 2021-10-19 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对机器人的耦合前馈控制方法，包括以下步骤：步骤一、机器人各关节伺服驱动器与一个PID反馈控制器和一个速度、加速度前馈控制器相连；步骤二、对除被控关节电机以外的其他关节电机期望转角作一阶、二阶微分并将一阶微分乘以对应速度前馈增益、二阶微分乘以对应加速度前馈增益，求和得到耦合前馈控制指令；步骤三、将步骤一得到的反馈控制指令、前馈控制指令与步骤二得到的耦合前馈控制指令相加，输出给被控关节电机的伺服驱动器。采用本方法可无需复杂的动力学运算便实时补偿关节间的耦合扰动，进而提高机器人在高速度、高加速度应用场合的运动控制精度。
一种针对机器人耦合控制方法

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