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[发明专利]一种工业机器人前馈力矩实时计算方法-CN201710454107.7有效
发明人：张铁;龚文涛;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学;中山市华南理工大学现代产业技术研究院
申请日： 2017-06-15 - 公布日： 2020-04-28 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种工业机器人前馈力矩实时计算方法，包括步骤：(1)建立机器人各关节转角q*的实时插补点队列Q；(2)在实时插补点队列Q中每次取五个点建立动态的插补缓存队列Qc；(3)然后根据五次中心差分法，在已知五个点的关节转角q*的前提下，实时计算插补缓存队列Qc的中间点的关节角速度和关节角加速度(4)计算实时插补点队列Q中其他点的关节角速度和关节角加速度(5)将计算所得的各插补点的关节转角q*、关节角速度和关节角加速度代入机器人的逆动力学模型，即可在插补时实时计算各关节的前馈驱动力矩。本发明能够实时而快速的计算机器人的前馈补偿力矩，保证机器人各关节伺服电机有足够大的力和力矩来驱动机器人的连杆和关节，保证精度。
一种工业机器人力矩实时计算方法

[发明专利]适用于垂直关节型六轴工业机器人的线激光焊缝检测装置-CN201610993478.8有效
发明人： 邹焱飚;陈向志 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-11-10 - 公布日： 2019-12-10 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于垂直关节型六轴工业机器人的线激光焊缝检测装置，包括激光传感器和传感器安装底座，所述激光传感器通过传感器安装底座固定在焊枪前端，用于利用三角测量原理获取焊缝信息；所述的传感器安装底座用于调整激光传感器与焊枪之间的X、Y、Z向的三维空间相对位置及安装角度，同时所述传感器安装底座具备绝缘功能，实现传感器和焊枪之间的绝缘。本发明的传感器底座可调整，可改变传感器与焊枪的相对位置，确保传感器本体内部工业摄像机和条纹式激光发生器之间夹角最优，实现三角测量原理。通过该发明，可以有效扩展激光传感器的检测范围，提高检测精度。
适用于垂直关节型六轴工业机器人激光焊缝检测装置

[发明专利]一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪方法-CN201910801058.9在审
发明人： 邹焱飚;李进超 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2019-08-28 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： B23K9/127 文献下载
摘要：本发明公开了一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪方法，包括步骤：（1）焊接时将线激光视觉传感器中相机采集到的图像先进行图像预处理；（2）采用基于深度孪生网络的特征点提取算法，并经由互相关滤波得到预处理后的当前帧图像中焊缝中心特征点的像素坐标值；（3）将所述像素坐标值转换成相机坐标系下的三维坐标值并实时发送给所述控制柜，从而带动焊枪完成自动焊接过程。本发明可以在含有大量弧光与飞溅的图像中找到精确定位焊缝中心点，并通过伺服驱动器控制机器人作业，解决了当前焊缝跟踪系统中激光条纹和焊接熔池距离过大的问题，并能够进行曲线焊缝的自动跟踪，具有完全自动化、焊接精度高、实时性好、抗干扰能力强等优点。
线激光像素焊接预处理伺服驱动器控制弧光图像焊缝跟踪系统自动焊接过程焊接机器人机器人作业抗干扰能力视觉传感器特征点提取图像预处理相机坐标系坐标值转换定位焊缝焊缝跟踪焊缝中心焊接熔池激光条纹六自由度曲线焊缝实时性好自动跟踪焊枪互相关控制柜特征点帧图像中心点飞溅滤波算法三维相机自动化采集网络

[发明专利]用于恒力磨削的三维力传感器解耦标定及滤波方法与装置-CN201610817962.5有效
发明人：张铁;胡广;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-09-12 - 公布日： 2019-11-15 - 主分类号： G01L25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于恒力磨削的三维力传感器解耦标定及滤波方法，所述方法包括在三维力传感器的三个方向加载恒定重量，分别测量并记录传感器三个通道的输出电压，得到解耦矩阵方程；通过解耦矩阵方程求出各方向的实际受力，并采用力信号的自适应惯性滤波方法，对干扰信号进行滤波处理，从而得到实时有效的接触力信号；再通过信号放大器转换进入运动控制器，完成解耦与滤波处理。本发明还提供了实现该方法的装置，该装置的控制部分包括的PC主机、嵌入式控制器、端子板、信号放大器、三维力传感器、伺服驱动器和三坐标驱动及传动机构，该装置的机械部分包括安装在工作台架上三坐标驱动及传动机构的x轴、y轴、z轴三个方向运动机构和传感器装夹架、加工工具。
用于恒力磨削三维传感器标定滤波方法装置

[发明专利]基于动力学模型的机器人时间最优轨迹规划方法、设备-CN201910416342.4在审
发明人：张铁;张美辉;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学;中山市华南理工大学现代产业技术研究院
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于动力学模型的机器人时间最优轨迹规划方法、设备，所述机器人时间最优轨迹规划方法包括步骤：通过动力学建模和参数化预定的机器人运动轨迹，将关节力矩约束和几何路径约束转换到参数空间；以时间最短为目标构造优化问题并通过数值积分法求解，得到机器人的最优运动参数；考虑加速度突变引起的关节振动问题，在相平面上对加速度进行三次样条曲线平滑。相比于传统的梯形加速度轨迹规划方法，本发明在关节力矩约束和几何路径约束下，优化机器人的运动参数，实现机器人的高速运动，充分利用关节电机的性能进一步提高机器人的运动速度，缩短执行任务的节拍时间，从而提高其作业效率，对提升机器人的整体性能具有重要意义。
机器人轨迹规划动力学模型关节力矩几何路径机器人运动轨迹三次样条曲线最优运动参数动力学建模加速度轨迹数值积分法参数空间高速运动关节电机目标构造优化问题运动参数振动问题重要意义作业效率参数化传统的平滑求解节拍突变关节转换优化规划

[发明专利]一种保证物理可行性的串联机器人动力学参数辨识方法-CN201610940842.4有效
发明人：张铁;罗欣;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-10-25 - 公布日： 2019-06-18 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种保证物理可行性的串联机器人动力学参数辨识方法，包括步骤：S1、机器人按照激励轨迹进行周期性运动；S2、在运动过程中，以一定采样频率采集各个关节的角度和力矩；S3、建立串联机器人动力学模型，使用带权最小二乘法计算出机器人动力学参数；S4、在计算得到的动力学参数的参数空间邻域范围内，使用半正定矩阵规划方法，得到一组既满足物理可行性要求，又与计算的参数最接近的新的动力学参数。本发明解决使用带权最小二乘法不能保证计算得到的动力学参数物理可行性的问题，既保证动力学参数的物理可行性，又保证动力学参数接近于带权最小二乘法得到的最优动力学参数。
一种保证物理可行性串联机器人动力学参数辨识方法

[实用新型]一种恒力研磨控制系统-CN201820690789.1有效
发明人：张铁;蔡超;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-05-14 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种恒力研磨控制系统，该系统主要包括机器人、研磨机、精密直线运动模组、交流伺服电机、压力传感器及工业计算机等，所述交流伺服电机和精密直线运动模组带动研磨机进行浮动位移，所述机器人按照预先编制好的运行程序，带动工件在浮动的研磨机上不断研磨，使期间研磨力可控制在期望研磨力附近，并通过压力传感器将实际研磨力信号传输至工业计算机，所述工业计算机采用了卡尔曼滤波对噪声进行处理，采用模糊控制算法实现恒力磨削。本实用新型的恒力研磨控制系统可明显改善研磨质量，传感系统采用高效实时控制系统，可实现对研磨力信号的毫秒级的实时数据采集，并实时控制交流伺服电机带动砂盘做上下位移实现恒力研磨。
研磨恒力交流伺服电机工业计算机控制系统精密直线运动本实用新型压力传感器研磨机模组机器人浮动模糊控制算法实时控制系统实时数据采集卡尔曼滤波传感系统上下位移实时控制信号传输运行程序可控制磨削砂盘噪声期望编制

[发明专利]一种六自由度机器人末端负载动力学参数辨识装置及方法-CN201610903529.3有效
发明人：张铁;覃彬彬;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-10-17 - 公布日： 2019-04-09 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种六自由度机器人末端负载动力学参数辨识装置，包括六轴工业机器人、可替换地设置在所述六轴工业机器人末端的若干不同质量的负载、实时控制系统，所述的实时控制系统用于对机器人实施毫秒级的实时运动数据采集；采集的实时运动数据包括编码器值，力矩值。本发明还公开了一种六自由度机器人末端负载动力学参数辨识方法。本发明采用了优化的激励轨迹进行数据采样，以拉格朗日方程建立动力学模型，采用带权最小二乘法求解辨识参数；传感系统采用高效实时控制系统，可实现对机器人的毫秒级的实时数据采集，包括位移、电机输出等，采集数据量可扩展，具有可变性的特点，满足对工业机器人末端负载动力学参数的辨识。
一种自由度机器人末端负载动力学参数辨识装置方法

[发明专利]一种快速收敛的机器人动力学参数辨识轨迹优化方法-CN201610940332.7有效
发明人：张铁;罗欣;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-10-25 - 公布日： 2019-01-18 - 主分类号： G06F17/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种快速收敛的机器人动力学参数辨识轨迹优化方法，包括步骤：S1、定义激励轨迹非线性优化的表达式；S2、简化机器人动力学参数辨识激励轨迹非线性优化的目标函数计算量；S3、在不改变搜索空间大小的前提下，简化有限傅里叶级数机器人动力学参数辨识激励轨迹非线性优化的约束条件数目；S4、计算傅里叶级数系数的取值范围减小非线性优化的搜索空间，加快搜索速度；S5、使用内部点算法加快非线性优化的收敛速度。本发明解决有限傅里叶级数机器人动力学参数辨识激励轨迹非线性优化计算量大，收敛时间长的问题。
一种快速收敛机器人动力学参数辨识轨迹优化方法

[实用新型]一种六轴工业机器人线激光焊缝自动跟踪系统-CN201721902291.9有效
发明人： 邹焱飚;陈涛 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2017-12-29 - 公布日： 2018-11-27 - 主分类号： B23K26/044 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种六轴工业机器人线激光焊缝自动跟踪系统，包括六轴工业机器人、焊枪、线激光视觉传感器、工作台、焊接配套设备、嵌入式工业控制器、倍福模块、控制柜，工件放置在工作台上，线激光视觉传感器固定安装在焊枪末端，所述焊枪通过焊枪夹持装置安装在六轴工业机器人末端上，嵌入式工业控制器通过以太网线与线激光视觉传感器相连，焊枪和焊接配套设备通过电缆线与焊接电源相连接，线激光视觉传感器和焊枪通过六轴工业机器人的运动而改变空间位置，所述线激光视觉传感器的工业相机的镜头处加装有与激光波长相对应的滤光镜，所述滤光镜的前端安装有聚碳酸酯板。本实用新型提高了焊接精度及效率。
线激光六轴工业机器人视觉传感器焊枪焊缝自动跟踪系统焊接配套设备本实用新型工业控制器滤光镜嵌入式焊枪夹持装置聚碳酸酯板工件放置工业相机焊接电源激光波长空间位置以太网线电缆线控制柜工作台焊接镜头

[发明专利]一种恒力研磨控制系统及方法-CN201810441250.7在审
发明人：张铁;蔡超;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2018-11-06 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种恒力研磨控制系统及方法，该系统主要包括机器人、研磨机、精密直线运动模组、交流伺服电机、压力传感器及工业计算机等，所述交流伺服电机和精密直线运动模组带动研磨机进行浮动位移，所述机器人按照预先编制好的运行程序，带动工件在浮动的研磨机上不断研磨，使期间研磨力可控制在期望研磨力附近，并通过压力传感器将实际研磨力信号传输至工业计算机，所述工业计算机采用了卡尔曼滤波对噪声进行处理，采用模糊控制算法实现恒力磨削。本发明的恒力研磨控制系统及方法可明显改善研磨质量，传感系统采用高效实时控制系统，可实现对研磨力信号的毫秒级的实时数据采集，并实时控制交流伺服电机带动砂盘做上下位移实现恒力研磨。
研磨恒力交流伺服电机工业计算机控制系统精密直线运动压力传感器研磨机模组机器人浮动模糊控制算法实时控制系统实时数据采集卡尔曼滤波传感系统上下位移实时控制信号传输运行程序可控制磨削砂盘噪声期望编制

[发明专利]一种工业机器人前馈力矩补偿方法-CN201610836963.4有效
发明人：张铁;龚文涛;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-09-20 - 公布日： 2018-09-14 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种工业机器人前馈力矩补偿方法，包括步骤：(1)根据各电机进行插补运算后的插补点队列，建立一个缓存队列，采用中心差分的方法求每个插补点各电机对应的理论关节角速度和关节角加速度；(2)使用拉格朗日方程，根据各插补周期各关节期望转角、角速度、角加速度和机器人的动力学模型求各插补周期各关节前馈补偿力矩；(3)将前馈补偿力矩τfeedforwward加入到电机底层电流环输入处作为PD的反馈力矩τfeedback的补充。本发明所提供的前馈力矩补偿方法，具有计算简单方便，且进行力矩补偿后，可以减少机器人的轨迹跟踪误差，提高机器人的定位精度。
一种工业机器人力矩补偿方法

[发明专利]一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪方法-CN201611063794.1有效
发明人： 邹焱飚;李进超 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2016-11-28 - 公布日： 2018-09-14 - 主分类号： B23K9/127 文献下载
摘要：本发明公开了一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪方法，包括步骤：（1）焊接时将线激光视觉传感器中相机采集到的图像先进行图像预处理；（2）采用基于加权余弦相似度的特征点提取算法，得到预处理后的当前帧图像中焊缝中心特征点的像素坐标值；（3）将坐标值转换成相机坐标系下的三维坐标值之后，把该值与初始值的偏差值实时发送给六自由度机器人，带动焊枪完成自动焊接过程。本发明可以在含有大量弧光与飞溅的图像中找到焊缝中心点，并通过伺服驱动器控制机器人作业，解决了当前焊缝跟踪系统中激光条纹和焊接熔池距离过大的问题，具有完全自动化、焊接精度高、实时性好、抗干扰能力强等优点。
一种自由度焊接机器人激光实时焊缝跟踪方法

[发明专利]一种二维激光视觉传感器和机器人的手眼标定方法-CN201510460526.2有效
发明人：张铁;李波;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2015-07-29 - 公布日： 2018-06-29 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种二维激光视觉传感器和机器人的手眼标定方法，包括以下步骤：步骤A、建立标定算法的数学模型；步骤B、制定手眼标定的实施操作步骤；其中建立标定算法的数学模型的步骤实现了对手眼标定算法的数学模型进行推导；制定手眼标定的实施操作的步骤解决了二维激光传感器和机器人进行手眼标定过程中的具体实施操作流程。具有该方法具有简便、实用、灵活和精度好等优点。
手眼标定数学模型标定算法机器人视觉传感器二维激光二维激光传感器操作流程推导制定灵活

[实用新型]一种柔性关节-柔性臂系统残余振动抑制的测试装置-CN201721333390.X有效
发明人：李琳;胡锡钦;邹焱飚 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2017-10-16 - 公布日： 2018-06-19 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种柔性关节‑柔性臂系统残余振动抑制的测试装置，包括数据处理模块、驱动模块、机械系统模块、信号采集模块；所述数据处理模块采用工控机，包括人机交互单元和实时控制单元；所述驱动模块包括交流伺服驱动器和交流伺服电机；所述机械系统模块包括支撑座、系统基座、柔性关节及柔性臂；所述信号采集模块包括三维加速度传感器、开关电源和数据采集器，所述三维加速度传感器安装在柔性臂末端。本实用新型还提供了一种柔性关节‑柔性臂系统残余振动抑制的方法。本实用新型能快速获取柔性关节‑柔性臂系统的主振模态参数，解决由于系统模型参数不匹配致使输入整形器设计不合理的问题，能够有效地抑制机械系统的残余振动，实现机械臂快速准确的定位。
柔性臂柔性关节残余振动本实用新型机械系统三维加速度传感器数据处理模块信号采集模块测试装置驱动模块交流伺服驱动器交流伺服电机人机交互单元实时控制单元系统模型参数输入整形器数据采集器开关电源快速获取模态参数系统基座工控机机械臂有效地支撑座主振匹配