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[发明专利]一种仿鸵鸟机器人行走机构-CN201710863040.2有效
发明人：荣学文;魏医泽;辛亚先;郝延哲;李贻斌;田国会;李彬 -专利权人：山东大学
申请日： 2017-09-22 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：一种仿鸵鸟机器人行走机构，包括躯干、股骨、胫骨、附跖骨、中间连杆和脚趾；躯干上固定有第一凸轮，股骨铰接在躯干上且与躯干之间连接有股骨推拉摆动机构，股骨上固定有第二凸轮，胫骨和中间连杆的一端与股骨铰接，另一端与附跖骨铰接；股骨与胫骨之间连接有胫骨推拉摆动机构；附跖骨的末端铰接有第一脚趾，第一脚趾、第二脚趾和第三脚趾依次铰接，第一脚趾与第二脚趾之间连接有第二脚趾推拉摆动机构；第二脚趾与第三脚趾之间连接有第三脚趾推拉摆动机构；附跖骨和第一脚趾之间连接拉簧，躯干与第三脚趾之间连接有绕过第二凸轮和第一凸轮的拉绳。该机构能够充分模仿鸵鸟行走和奔跑的步态，能够实现腿部蹬地、空中收腿、空中伸腿和脚趾着地。
一种鸵鸟机器人行走机构

[发明专利]双轮腿-臂机器人全身运动规划与控制方法-CN202210539272.3有效
发明人： 辛亚先;荣学文;李贻斌;阮久宏;范永 -专利权人：山东交通学院
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种双轮腿‑臂机器人全身运动规划与控制方法，针对双轮腿‑臂机器人躯干、手臂协同运动以及手臂末端力输出需求，提出了基于分层优化的多任务空间规划方法，解决了全身运动规划冗余问题。基于二级桌子‑小车模型对轮腿‑躯干‑手臂力传递进行分析，将手臂运动与作业虚拟广义力通过前馈补偿的形式纳入躯干广义力规划。分析左右轮腿力分配特点，通过构造提出了基于二次规划的自平衡全身力矩控制器，将各层非线性约束显性化，从而解算出获得满足全身动态平衡的轮腿力矩。通过该力矩的施加所生成的轮腿姿态能够保持双轮腿‑臂机器人处于动态平衡点，提高了运动作业的动态稳定性。
双轮机器人全身运动规划控制方法

[发明专利]多肢腿式机器人分布式动力学建模方法-CN201910410274.0有效
发明人：柴汇;辛亚先;李贻斌;荣学文;张国腾;侯晋冕 -专利权人：山东大学
申请日： 2019-05-17 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种多肢腿式机器人分布式动力学建模方法，步骤如下：(1)基于虚拟模型控制，以躯干单刚体为对象，将腿部简化为虚拟作动器输入，进行受力分析，建立单刚体动力学模型；(2)采用迭代的肢腿动力学模型解算算法建立肢腿动力学模型；所述肢腿动力学模型解算算法，包括如下步骤：①以肢腿末端与环境接触点为基坐标系，外推得到各杆件质心处所受惯性力与力矩；②由躯干与肢腿连接点出发，以肢腿作用于躯干的力旋量为被控量，内推得到实现此被控量的内部杆件的相互作用力旋量及肢腿与环境接触力旋量。该方法大大降低了模型建立的复杂度，实现了多肢腿机器人动力学的快速更新，满足了控制的实时性要求。
多肢腿式机器人分布式动力学建模方法

[发明专利]动基座机械臂末端负载质量在线估计方法-CN202210650266.5在审
发明人： 辛亚先;阮久宏;范永;李贻斌;李彬 -专利权人：山东交通学院
申请日： 2022-06-10 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，属于机器人控制技术领域。本发明的方法包括：对负载质量的估计值进行处理获得六维虚拟广义力、采集躯干六维位姿反馈信号进行处理获得躯干实际受力、推力与躯干实际受力进行比对、采用负载质量自适应迭代速度滑模控制模型对当前负载质量的估计值进行处理获取新的负载质量的估计值，直至躯干实际受力与推力相等。本发明提供的动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，能够基于当前参数所构造并施加的动基座推力与躯干实际推力预测值对手臂末端负载进行实时估计，以调整控制器模型参数，改善系统控制性能。
基座机械末端负载质量在线估计方法

[发明专利]一种双腿轮复合机器人全方位运动控制方法-CN202110394384.X有效
发明人： 辛亚先;李贻斌;柴汇;荣学文;李彬 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-04-13 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： B25J5/00 文献下载
摘要：一种双腿轮复合机器人全方位运动控制方法，在任务空间中构造虚拟广义力，根据结构分工将虚拟广义力进行多点力分配，基于所提出的耦合腿轮动力学模型构造腿轮力矩解算器，得到能够实现腿轮末端分配力的关节力矩，基于轮地接触力雅可比，将维持航向的轮地接触补偿力映射为关节力矩，构造了基于内部传感器信息的坡面估计器，针对不同坡面进行轮与躯干水平相对位置的力矩补偿，将各层控制器解算所得关节力矩进行融合，施加于关节执行器。该方法通过合理控制双腿轮的运动，使得躯干位姿不受地面坡度变化的影响，能够保持稳定的全方位运动，增强了机器人的地形适应性，提高了非结构化地形行走的稳定性。
一种双腿复合机器人全方位运动控制方法

[发明专利]一种静步态上楼梯的四足机器人运动控制方法-CN202010487430.6有效
发明人：李贻斌;侯晋冕;辛亚先;柴汇;付鹏;刘海彬 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-06-02 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：一种静步态上楼梯的四足机器人运动控制方法，(1)针对静步态的迈步顺序，规划四足机器人的主步态，(2)建立以躯干运动与姿态作为输入的四足机器人的离散运动学模型，(3)对躯干质心位置和躯干姿态进行规划，根据四足机器人的离散运动学模型计算得到支撑足的足端期望位置，(4)针对楼梯地形，规划摆动足的足端期望位置。该方法通过离散运动学模型，简单的建立了躯干运动与足端运动的联系，大大降低了模型的复杂度，使得机器人在运动的同时可以规划躯干的位置与姿态，实现四足机器人的全方位移动，在面对楼梯等复杂地形时也可以保持强大的鲁棒性。
一种步态楼梯机器人运动控制方法

[发明专利]一种双腿双轮复合运动机器人-CN201911171489.8在审
发明人：荣学文;柴向晓;崔择民;辛亚先;温刚;杨齐训;李贻斌 -专利权人：山东大学
申请日： 2019-11-26 - 公布日： 2020-04-07 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：一种双腿双轮复合运动机器人，包括躯干部分、两条机械腿和两条机械臂；躯干部分包括躯干和胯部，躯干和胯部通过旋转关节连接，躯干和胯部之间连接有躯干‑胯部液压缸；两条机械腿布置在胯部两侧，每条机械腿通过旋转关节与胯部连接，每条机械腿的底端安装有驱动轮；两条机械臂布置在躯干两侧，与躯干通过旋转关节连接。上述机器人具备双足机器人直立行走，跳跃能力和轮式机器人的高移动速度。同时机械臂可以实现抓取、搬运等功能；当行走在平坦路面上时，机器人可使用驱动轮驱动运动，加快行进速度，提高能量的利用效率；当要实现跨越障碍物的功能时，机器人可发挥双足运动模式的优点，实现跳跃、下蹲、落地缓冲等功能。
一种双腿双轮复合运动机器人

[发明专利]应用于四足仿生机器人的静步态和对角小跑步态切换算法-CN201610861666.5有效
发明人：李彬;辛亚先;张慧;李贻斌;荣学文;郭荣伟 -专利权人：齐鲁工业大学
申请日： 2016-09-28 - 公布日： 2019-01-04 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：一种应用于四足仿生机器人的静步态和对角小跑步态切换算法，给出了间歇静步态向对角小跑步态切换的六种情况以及最优的切换方法。首先，给出了步态切换过程中足端位置描述的定义方法，提出了间歇静步态及其可发生切换的点和对角小跑步态及其可接入的点；然后，给出了步态切换中节律控制的规则和模式控制的策略，保证了切换过程中速度的平滑性；最后，提出改进的泛稳定裕量稳定性判别法，使其可以准确监控步态过渡时处于加速状态的机体稳定性。该算法同时考虑相位差和切换速度，在提高步态切换稳定性平滑性的同时，缩短由收到切换信号到切换开始的时间差，保证机器人步态切换的稳定高效。
应用于仿生机器人步态对角小跑切换算法

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