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[发明专利]一种基于多核处理器架构的机器人混合系统应用框架-CN201810955412.9在审
发明人：魏洪兴;邹莹;陈友东;刘淼;黄真 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-07-08 - 公布日： 2019-02-15 - 主分类号： G06F15/173 文献下载
摘要：本发明描述了一种基于多核处理器架构的机器人混合系统应用框架。在采用ARM/X86多核处理器作为控制器的机器人系统中，利用ARM/X86多核处理器的多核并行处理结构，在整个机器人控制器同时运行由实时操作系统、非实时操作系统、系统支撑框架组成的机器人混合系统应用框架，来提供改进的操作系统服务。在该应用框架中，一个实时操作系统单独运行在其中一个ARM/X86核中，同时若干个非实时操作系统运行在其它ARM/X86核中，操作系统间彼此单独占用处理器资源与外设，分别运行不同实时性要求的机器人应用程序，应用程序可以以统一的机器人操作系统(ROS)应用节点形式使用。
多核处理器应用框架混合系统非实时操作系统机器人实时操作系统架构机器人操作系统机器人应用程序操作系统服务机器人控制器处理器资源机器人系统实时性要求处理结构单独运行多核并行框架组成系统支撑应用程序应用节点控制器操作系统外设占用改进统一

[发明专利]一种用于膜式水冷壁销钉焊接的机器人闭环加工系统-CN201710178602.X有效
发明人： 陈友东;冯强国 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-03-23 - 公布日： 2019-01-22 - 主分类号： G05B19/404 文献下载
摘要：本发明公开一种用于膜式水冷壁销钉焊接的机器人闭环加工系统，根据用户输入的膜式水冷壁尺寸参数和传感器检测参数自动规划传感器检测路径和焊接机器人理论加工路径，传感器连接于焊接机器人上跟随焊枪头运动，对膜式水冷壁的轮廓进行实时检测，将检测数据返回至校正模块，对理论加工路径进行补偿和校正，并生成焊接机器人的运动指令，通过控制器控制焊接机器人将销钉按照工艺参数焊接到膜式水冷壁上，实现了闭环加工。本发明系统融合了传感器检测算法，通过用户输入加工工艺参数自动规划焊接机器人加工路径，通过传感器实时检测现场数据对理论加工路径进行补偿和校正，自动生成焊接机器人加工指令，提高了加工精度，具有良好的社会效益和经济效益。
一种用于水冷销钉焊接机器人闭环加工系统

[发明专利]基于边缘计算的AGV控制系统及方法-CN201811012170.6在审
发明人： 陈友东;胡嘉航 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-08-31 - 公布日： 2019-01-15 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于边缘计算的AGV控制系统及方法。该系统包括服务器端、边缘设备和AGV；服务器端载入任务后基于内部存储的所有AGV信息及全局范围内的环境信息进行任务规划，并进行区域级路径规划，之后将任务信息发送给待执行任务的AGV所在区域所对应在的边缘设备；边缘设备进行所在区域内部的路径规划后将任务发送给待执行任务的AGV；AGV按照服务器端和边缘设备共同规划的路径运动，完成任务。本发明的部分任务由边缘设备处理完成，节省服务器资源；多个边缘设备分别控制各个区域内的AGV，避免由于区域过大导致信号减弱，无法连接的问题；AGV与边缘设备直接通信，避免所有AGV直接与服务器通信导致网络堵塞。
边缘设备服务器端控制系统路径规划所在区域服务器通信服务器资源导致信号环境信息路径运动内部存储任务规划任务信息网络堵塞直接通信载入全局规划

[发明专利]一种基于多核处理器架构的机器人混合系统应用框架-CN201810955044.8在审
发明人：魏洪兴;邹莹;陈友东;刘淼;黄真 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-07-08 - 公布日： 2018-12-28 - 主分类号： G06F9/4401 文献下载
摘要：本发明描述了一种基于多核处理器架构的机器人混合系统应用框架。在采用ARM/X86多核处理器作为控制器的机器人系统中，利用ARM/X86多核处理器的多核并行处理结构，在整个机器人控制器同时运行由实时操作系统、非实时操作系统、系统支撑框架组成的机器人混合系统应用框架，来提供改进的操作系统服务。在该应用框架中，一个实时操作系统单独运行在其中一个ARM/X86核中，同时若干个非实时操作系统运行在其它ARM/X86核中，操作系统间彼此单独占用处理器资源与外设，分别运行不同实时性要求的机器人应用程序，应用程序可以以统一的机器人操作系统(ROS)应用节点形式使用。
多核处理器应用框架混合系统非实时操作系统机器人实时操作系统架构机器人操作系统机器人应用程序操作系统服务机器人控制器处理器资源机器人系统实时性要求处理结构单独运行多核并行框架组成系统支撑应用程序应用节点控制器操作系统外设占用改进统一

[实用新型]工业机器人示教盒-CN201820558020.4有效
发明人： 陈友东;高秀娟 -专利权人：北京赛佰特科技有限公司
申请日： 2018-04-18 - 公布日： 2018-11-13 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种工业机器人示教盒，该示教盒包括：主控显示板，主控显示板作为主站，主控显示板包括一个中央处理器以及分别与中央处理器连接的UART口、CAN接口、Ethernet接口、USB接口、RTC接口、TOUCH接口和LCD接口，TOUCH接口连接有触摸屏，LCD接口连接有显示屏；按键扩展板，按键扩展板作为从站，按键扩展板通过串口连接于主控显示板，按键扩展板包括一个按键控制芯片以及分别与按键控制芯片连接的UART接口、多个按键和多个LED。采用本实用新型提供的适用于工业机器人的示教盒，通过设置矩阵键盘扩展按键，减少I/O口的占用，通过触摸屏和/或多个按键输入控制参数，对机器人进行示教。
按键扩展示教盒显示板主控工业机器人按键控制芯片本实用新型触摸屏按键中央处理器连接输入控制参数中央处理器串口连接接口连接矩阵键盘扩展按键从站示教显示屏机器人占用

[发明专利]四自由度关节型机器人逆运动学的求解方法-CN201810349702.9在审
发明人： 陈友东;高秀娟 -专利权人：北京赛佰特科技有限公司
申请日： 2018-04-18 - 公布日： 2018-10-16 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种四自由度关节型机器人逆运动学的求解方法，包括：步骤1：建立动坐标系O‑XZ，建立铰接点A、铰接点C、铰接点B、铰接点E和铰接点F的坐标方程；步骤2：根据机器人的运动学解耦特性，获得铰接点F与铰接点A和铰接点C之间的位置关系坐标方程；步骤3：建立基座坐标系O0‑X0Y0Z0，通过运动学正求解获得中心点ON位置正解(XON，YON，ZON)和速度正解步骤4：求解回转角度θ1、θ2，利用位置正解(XON，YON，ZON)和速度正解获得水平滑块和竖直滑块的位置逆解XC、ZA以及速度逆解可简化运动学求解降低了运动学分析的运算复杂度，使整个机器人的反解过程简单直观，提高机械手臂的关节角度精确的控制，提高机器人的安全性。
铰接点求解机器人关节型机器人逆运动学四自由度坐标方程运动学基座坐标系运动学分析运算复杂度机械手臂利用位置竖直滑块水平滑块运动学解中心点回转关节直观

[发明专利]用于测量具有圆形弧面的柱状物体的位姿的方法-CN201610514701.6有效
发明人： 陈友东;刘重续 -专利权人：北京航空航天大学;北京博创兴盛科技有限公司
申请日： 2016-07-01 - 公布日： 2018-10-02 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于测量具有圆形弧面的柱状物体的位姿的方法，可用于测量任意尺寸的圆形弧面的柱状物体的空间位置坐标与空间姿态角。通过对测量数据点分组顺次进行椭圆拟合，可以识别出任意复杂截面的轮廓数据中属于特定半径的圆柱形物体轮廓数据点；通过对于识别后的椭圆弧的中部数据点进行椭圆拟合并计算两侧数据点与拟合出椭圆的距离，可以精确的筛除不属于椭圆弧的测量数据；应用局部回归方法与三次样条插值方法对椭圆弧数据点进行处理，可以快速而有效的将数据平滑化处理与均匀化处理；对处理后的数据点进行椭圆拟合，准确得到圆柱形物体截面椭圆形状的五个特征参数；通过对参数的空间计算处理，最终得到圆柱形物体的位姿信息。
用于测量具有圆形柱状物体方法

[发明专利]一种基于多核处理器架构的机器人混合系统应用框架-CN201410324304.3有效
发明人：魏洪兴;邹莹;陈友东;刘淼;黄真 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-07-08 - 公布日： 2018-09-25 - 主分类号： G06F8/20 文献下载
摘要：本发明描述了一种基于多核处理器架构的机器人混合系统应用框架。在采用ARM/X86多核处理器作为控制器的机器人系统中，利用ARM/X86多核处理器的多核并行处理结构，在整个机器人控制器同时运行由实时操作系统、非实时操作系统、系统支撑框架组成的机器人混合系统应用框架，来提供改进的操作系统服务。在该应用框架中，一个实时操作系统单独运行在其中一个ARM/X86核中，同时若干个非实时操作系统运行在其它ARM/X86核中，操作系统间彼此单独占用处理器资源与外设，分别运行不同实时性要求的机器人应用程序，应用程序可以以统一的机器人操作系统(ROS)应用节点形式使用(图1)。
一种基于多核处理器架构机器人混合系统应用框架

[发明专利]一种工业机器人故障诊断方法-CN201710321410.X在审
发明人： 陈友东;刘嘉蕾;常石磊;郭佳鑫 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-05-09 - 公布日： 2017-12-01 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种工业机器人故障诊断方法，涉及工业机器人和故障诊断技术领域。所述故障诊断方法包括构建工业机器人的参数化物理模型、完整故障树模型；获取工业机器人的实时运行数据；对工业机器人的实时运行状况进行动态仿真；根据理论分析结果与实际监测结果进行故障判断；根据故障树模型，进行故障推理，寻找导致故障的所有可能原因；对故障的可能原因进行逐一诊断，生成对应的调控指令，驱动机器人运动，根据反馈信息对故障原因进行确认。本发明充分利用了控制系统中已有的数据，不需要另外增加其他物理设备，充分利用了设备的设计理论，具有简单实用性；能简单有效地确认具体的故障原因。
一种工业机器人故障诊断方法

[实用新型]一种自动封箱设备-CN201720317346.3有效
发明人：王亭友;陈友东;魏琦;张方杰 -专利权人：天津赛佰特科技有限公司
申请日： 2017-03-29 - 公布日： 2017-11-14 - 主分类号： B65B51/06 文献下载
摘要：本实用新型提供一种自动封箱设备，传送带机构设置在机架的顶端；顶梁通过支架固定在机架上，并且位于传送带机构的正上方，沿传送带的传送方向，顶梁的底端依次设有胶带轴、第一气缸机构、第二气缸机构；胶带轴的一端通过支架固定设置在顶梁的底端，胶带轴的另一端为自由端，并且在端部设有外螺纹，定位盘的圆心位置设有通孔，通孔内设有与外螺纹相匹配的内螺纹；第一气缸机构的活塞杆底端固定设有固定架，辊筒可旋转的设置在固定架上；第二气缸机构的活塞杆底端固定设有切割刀板，切割刀板的刀刃朝下。本实用新型的有益效果是作业效率高，适用范围广泛。
一种自动封箱设备

[发明专利]一种工业机器人的电源模块-CN201510599072.7有效
发明人： 陈友东;常石磊;郭佳鑫 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-09-18 - 公布日： 2017-10-31 - 主分类号： H02M3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种工业机器人的电源模块，包括对24V供电电压进行过滤稳压的过滤稳压块、非隔离5V转化块、非隔离12V转化块、非隔离15V转化块、非隔离‑15V转化块、隔离5V转化块和隔离3.3V转化块。本发明的电源模块可以为工业机器人控制器提供3.3V、5V、15V、‑15V等电压值，各电压值有相应的LED指示灯指示其工作情况。
一种工业机器人电源模块

[发明专利]一种基于网络的工业机器人控制系统-CN201610951386.3在审
发明人： 陈友东;常石磊 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-11-02 - 公布日： 2017-04-19 - 主分类号： G05B19/418 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于网络的工业机器人控制系统，属于工业机器人和工厂自动化技术领域。所述控制系统通过外部网络及内部网络进行连接，外部网络通过网关与内部网络连接；外部网络连接设计客户端、客户端以及云端数据库；内部网络连接工厂生产端PC、辅助设备和机器人控制器，机器人控制器连接控制相对应的工业机器人本体。本发明能够通过将设计方案与生产现场能力结合起来，通过将实际生产能力进行虚拟化并在前期设计中进行仿真，验证设计方案可行性以及生产成本、周期的评估，达到更好的设计方案的优化，并更好的满足个性化生产的需求，降低开发成本，缩短开发周期。通过工厂生产端的控制台可以将示教流程变得简单，监控变得更加方便。
一种基于网络工业机器人控制系统

[发明专利]一种模块化工业机器人控制器底板-CN201610044790.2在审
发明人： 陈友东;常石磊 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-01-22 - 公布日： 2016-07-06 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种模块化工业机器人控制器的底板，其主要包括连接核心控制板的连接器J1，连接IO板的欧式插座J5，连接通讯板的欧式插座J4，连接电源板的欧式插座J8以及固定孔。本发明的底板设计可以实现工业机器人控制器核心控制板、IO板、通讯板以及电源板之间的连接、通讯以及供电，将控制器的供电模块、核心控制模块、IO模块以及通讯模块集成在不同电路板上，增强控制器的稳定性、可靠型以及可维护性。
一种模块化工业机器人控制器底板

[发明专利]一种6R型工业机器人负载识别方法-CN201310456167.4有效
发明人： 陈友东;谷平平;季旭东 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2013-09-29 - 公布日： 2014-01-08 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种6R型工业机器人负载识别方法，首先锁定所有的关节以使6R型工业机器人的结构固定，然后对这种结构中的连杆进行分析，找出力和力矩对于各个连杆坐标系的平衡关系，最后为了保持机器人连杆系统的静态平衡，计算出需要对各关节依次施加多大的力矩，通过这种方法求出为了使末端执行器支承住某个负载所需的一组关节驱动力矩。识别未知负载时，分别在6R型工业机器人空载和附加有未知负载时，利用6R型工业机器人各个关节的伺服电机控制器得到6R型工业机器人的各个关节驱动力矩，进而计算出负载。本发明的优点为：不需要额外附加力和力矩传感器来测量机器人的关节力和关节驱动力矩，并无需预先知道机器人各个连杆的质量和质心等惯性参数。
一种工业机器人负载识别方法

[发明专利]一种搬运机器人进行离线码垛时有效码垛区域的确定方法-CN201210240090.2有效
发明人： 陈友东;邹玉静;魏洪兴;刘鑫;闵华松 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2012-07-10 - 公布日： 2012-11-28 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明提出一种搬运机器人进行离线码垛时有效码垛区域的确定方法，应用在用户需要自定义垛型数据文件的场景。该方法将货物有效区域的确定问题转换为多边形和矩形的合并问题，首先获取货物的顶点和相邻关系，然后根据相邻关系逐次合并与多边形具有相邻关系的矩形，最后遍历了所有的货物，得到有效玛多区域。在进行合并时，根据相邻的具体情况，设置了出去点和进入点，并通过逆时针矢量游走进行合并，本发明还给出了上面货物码放是否有效的判断方法。本发明方法能够获取自定义码垛时的当前层的有效码垛区域，方法简单快捷，适用于用户自定义垛型数据文件的应用场景中。
一种搬运机器人进行离线码垛时有区域确定方法