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[实用新型]一种适用于轮腿机器人的高拓展性模块化胸腔-CN202320699450.9有效
发明人：孙彦博;陈学超;张雨;耿政;徐子极;余张国 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种适用于轮腿机器人的高拓展性模块化胸腔，包括电源层、控制层、雷达层，电源层、控制层、雷达层自下往上依次排布，且三层之间可拆卸连接，实现模块化分层设计。电源层用于固定安装电池组件，且电源层与机器人腿部机构的转动连接，增强了该胸腔结构对不同种轮腿机器人的适配性。控制层侧板可以通过法兰连接不同尺寸、不同种类的拓展机构，拓展了胸腔的功能。本申请模块化胸腔的各功能模块相对独立，便于根据不同功能需求对电器元件定点更换、检查、维修、升级，使其对不同要求下的机器人的适配性大大增加；另外模块化分层设计与实际各部分重量相参考排列，可以有效地降低机器人整体重心，有利于实现控制系统的优化。
一种适用于机器人拓展模块化胸腔

[发明专利]一种可调幅值的俯仰机构及其飞行器气动力测量实验平台-CN202111639069.5有效
发明人：石青;张石;刘江;陈学超;余长国 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B64F5/60 文献下载
摘要：本发明公开一种可调幅值的俯仰机构及其飞行器气动力测量实验平台，包括固定座、沿竖直滑动设置在固定座上的俯仰滑杆、位于固定座上侧的安装板，安装板的一端铰接在固定座上，另一端铰接在俯仰滑杆上，固定座上设有俯仰电机，俯仰电机的转动轴与俯仰滑杆之间依次设有随转动轴转动的俯仰变幅调节舵机、俯仰曲柄和第一连杆，俯仰变幅调节舵机的转动轴水平延伸并固定在俯仰曲柄的一端，第一连杆转动连接在俯仰曲柄的另一端，并随俯仰曲柄的摆动带动俯仰滑杆滑动，能够自动调整飞行器俯仰的幅值及频率，能够准确测量飞行器飞行各种俯仰模式下的气动力，更加真实的解释飞行器飞行机理，对于飞行器的设计具有积极的推动意义。
一种调幅俯仰机构及其飞行器气动力测量实验平台

[发明专利]优化机械臂关节中心距离和关节运动范围的方法-CN202210133675.8有效
发明人：朱鑫;余张国;陈学超;黄强;董岳;泽宫得特皮埃尔;阿卜杜拉赫曼赫达尔 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-02-14 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种优化机械臂关节中心距离和关节运动范围的方法，联合目标方程和避障控制器，通过优化求解器在预设的初始范围求得关节中心距离的最优解，机械臂基于所述最优解执行避障轨迹，得到各个关节实际的运动范围，结合关节的初始范围，确定关节运动范围的最优解；所述目标方程综合考虑机械臂工作空间和运动灵活度指标，所述避障控制器中的不等式约束能避免奇异点的出现。本发明考虑工作空间中的避障轨迹、关节运动范围以及机械臂执行器的灵活度指标，得到的优化结果更加准确。
优化机械关节中心距离运动范围方法

[发明专利]一种仿人机器人高动态运动质心柔顺控制方法-CN202210533708.8有效
发明人：黄强;黄则临;余张国;陈学超;李庆庆;董宸呈;孟祥 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种仿人机器人高动态运动质心柔顺控制方法，基于线性二次型调节器设计反馈控制器，计算质心动量二阶导的补偿量；对质心动量二阶导的补偿量积分，得到质心位置及动量的补偿量，将质心位置及动量的补偿量叠加到期望质心位置及动量上，对期望轨迹进行更新，求解得到的关节轨迹发送给机器人进行执行。本发明计算质心动量二阶导的补偿量，得到柔顺控制所需的反馈系数，有效减少对反馈系数进行调节的时间；本发明同时考虑质心线动量和角动量的变化量，实现对质心在移动方向及转动方向均进行柔顺控制，提高机器人高动态运动的稳定性。
一种人机器人高动态运动质心柔顺控制方法

[发明专利]一种主被动结合的双足机器人在线落脚点生成与调节方法-CN202310436967.3在审
发明人：董宸呈;陈学超;余张国;陈焕钟;李庆庆;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种主被动结合的双足机器人在线落脚点生成与调节方法，包括：确定规划零力矩点轨迹和规划质心轨迹设计虚拟倒立摆质心跟踪控制器，控制期望零力矩点轨迹使机器人的期望质心轨迹跟踪根据实际零力矩点位置和计算外部作用力，并将其作用在虚拟倒立摆上进行状态更新；根据估计未来两步内的估计质心轨迹由以及规划落脚点位置优化期望落脚点位置通过在线踝轨迹跟踪控制，使机器人的期望踝部位置跟随
一种被动结合机器人在线落脚点生成调节方法

[发明专利]一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法-CN202310540338.5在审
发明人：余张国;张筱晨;陈学超;任思宇;张锦埭;孟立波;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法，具体为：由目标速度和当前速度、目标位置和当前位置，通过模型预测获得最优的参考前向位置最优的参考前向速度最优的参考前向加速度和最优的未来轨迹γ*；利用γ*及一阶小车倒立摆模型的内动态，通过非线性最小二乘法拟合内动态逆向映射函数，得到与相匹配的最优的参考质心倾角θ*ref；建立三阶小车倒立摆模型，基于和求解最优参考关节角度利用多关节动力学构建与和相关的QP优化问题并求解，得到最优控制力与力矩，作用于双足机器人上进行控制。本发明算力需求小，使得机器人能够维持自身平衡并跟踪参考轨迹。
一种用于轮式机器人动态行进分层优化控制方法

[发明专利]一种基于模仿学习和强化学习的双足机器人运动控制方法-CN202310312817.1在审
发明人：高峻峣;张袁熙;陈学超;余张国;杜沂东;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开一种基于模仿学习和强化学习的双足机器人运动控制方法，将仿真环境中双足机器人状态观测值、上一周期期望动作和命令编码输入神经网络B，输出并记录下一周期期望动作，并将其拼接成轨迹，计算拼接轨迹与抽取轨迹的容忍值，确定对神经网络B输出进行量化评价的综合奖励是进行增益还是折损，然后用于神经网络B的优化直至收敛，将此时的控制方法用于实际环境中的双足机器人，控制其完成指定的运动；其中神经网络B继承神经网络A的权重参数，神经网络A由使双足机器人稳定运动的启发式轨迹和参考轨迹组成进行训练，启发式轨迹通过对参考轨迹进行启发式处理得到。本发明能够使双足机器人在产生合理运动的能力范围内进行充分的运动探索。
一种基于模仿学习强化机器人运动控制方法

[发明专利]一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人-CN202310176888.3在审
发明人：孟非;季子上;刘伯韬;刘育榕;钟佳桂;陈学超 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人，属于机器人技术领域。该四足机器人包括机械臂和腿部机构，四个腿部机构均布在机身本体下方，且左右腿部机构对称设置、前后腿部机构非对称设置；腿部机构为串联腿结构，包括外摆电机、腿杆组件和内外侧腿杆电机，外摆电机与机身本体连接，U型架端面固定外摆电机、两侧壁固定内外侧腿杆电机，腿杆组件为四连杆结构，与内外侧腿杆电机固连，腿杆组件可围绕机身本体360°旋转；机械臂是由关节、支臂和连接架串联构成的五自由度机械臂，机械夹爪固定在机械臂末端，能够实现连续扭转运动。本发明的四足机器人可以在复杂地形行走的同时完成抓取物体和多种操作任务。
一种具有灵活运动作业能力机械臂四足机器人

[发明专利]小型可调式大阻尼直线阻尼器-CN202210490075.7有效
发明人：黄强;仪传库;陈学超;余张国;李龙;石青 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-05-07 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： F16F9/30 文献下载
摘要：本发明提供一种小型可调式大阻尼直线阻尼器，包括底部支架、阻尼器外壳、阻尼器活塞模块、阻尼器端盖模块、顶部支架和弹簧支撑模块，阻尼器活塞模块包括活塞杆、流速阀、单向阀和活塞片，活塞片固定在活塞杆上，且活塞片下方固定流速阀，流速阀上加工有孔径不同的流速孔；活塞片上加工有流量孔和单向孔，流量孔靠近活塞杆、单向孔沿活塞片边缘设置，单向孔下方固定单向阀；流速阀上还加工有凸点，可卡入活塞片下部的凹槽中，使得流速孔与流量孔对齐；通过调节与流量孔对齐的流速孔孔径大小，实现对阻尼系数的调节；顶部支架与活塞杆、弹簧支撑模块相连，顶部支架带动活塞沿光轴运动，改变单向孔的工作状态，实现阻尼效果及阻尼器的快速归位。
小型调式阻尼直线

[发明专利]带槽滑轮的结合结构-CN202010711840.4有效
发明人：黄强;刘华欣;王海超;张志;余张国;陈学超;张伟民 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-07-22 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： F16H37/02 文献下载
摘要：本发明提供一种带槽滑轮的结合结构，包括第一滑轮与第二滑轮，所述第一滑轮与第二滑轮倾斜相接，在第一滑轮与第二滑轮上均沿轮缘设有直径相同的绳槽，两个绳槽在相接位置处的圆心重合；所述第一滑轮与第二滑轮在绳槽的径向内侧或外侧分别设有一圈锥齿，两圈所述锥齿在相接位置处形成啮合。本发明既可提高绳体在经过相接位置处的摩擦力，又可避免发生干涉，还可以形成同步转动连接。
滑轮结合结构

[发明专利]主被动结合的悬挂缓震轮腿机器人小腿结构-CN202211671481.X在审
发明人： 陈学超;张锦埭;余张国;孟非;黄强;赵凌萱;杜嘉恒 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种主被动结合的悬挂缓震轮腿机器人小腿结构，包括连接杆和直线位移测量元件；连接杆顶部连接小腿连接件，内部连接缓冲器；缓冲器下部位于小腿外壳内，且连接杆与小腿外壳之间设有直线导向机构；直线位移测量元件安装在小腿外壳上；小腿外壳通过电机连接件连接电机，电机连接机器人行走轮。本发明的小腿结构实现轮腿机器人的悬挂缓震，保证机器人的高速平稳移动，使轮腿机器人集高负载和高复杂环境适应性能。
被动结合悬挂缓震轮腿机器人小腿结构

[发明专利]基于双目相机的3D三角测量方法及装置-CN202010600958.X有效
发明人：陈晓鹏;黄强;王启航;徐德;黄华;樊迪;高峻峣;余张国;陈学超 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-06-28 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本申请公开了一种基于双目相机的3D三角测量方法。该基于双目相机的3D三角测量方法包括建立双目相机的坐标系，并获取坐标系参数；通过视觉注视，获取末端执行器速度、关节速度、关节雅可比矩阵；通过双目相机的运动减小空间点的实际像素和预期像素的偏差；获取左相机和右相机的光轴，得到固定点p。本申请解决了由于立体外部参数和视差的不准确对3D三角测量造成的不利影响的技术问题。
基于双目相机三角测量方法装置

[发明专利]仿人机器人动态奔跑运动在线规划方法-CN202310146916.7在审
发明人：余张国;孟祥;陈学超;黄强;黄则临;任思宇 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-02-09 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了仿人机器人动态奔跑运动在线规划方法，仿人机器人在开始奔跑与结束奔跑阶段，在双脚支撑状态与单脚支撑的周期奔跑状态相互切换过程中，利用非线性规划优化得到状态切换过程期望ZMP轨迹，实现状态切换过程质心轨迹的平滑过渡；周期奔跑运动时，加速/减速切换过程中，利用迭代优化计算合适的落脚点，实现对期望速度的准确跟踪。本发明不仅能够精确跟随期望速度，而且能够实现奔跑全过程运动在线规划，显著提升仿人机器人的动态运动能力。
人机动态奔跑运动在线规划方法

[发明专利]仿人机器人拟人站立抗扰动控制方法-CN202111415202.9有效
发明人：黄强;黄则临;陈学超;余张国;董宸呈;孟祥;陈焕钟 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-11-25 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种仿人机器人拟人站立抗扰动控制方法，基于二次规划的全身运动控制方法优化关节角度和接触力，不对足部压力中心施加位置约束，在受扰时，有效协同仿人机器人全身各关节，实现拟人踮脚运动；本发明还设计了踮脚触发条件和迈步触发条件，通过判断是否满足触发条件，仿人机器人根据外界扰动的大小采取相应的拟人抗扰动策略；将踮脚与迈步有效结合，提高机器人站立抗扰能力。
人机拟人站立扰动控制方法

[发明专利]机器人自适应地形的足部结构-CN202310024381.6在审
发明人： 陈学超;仪传库;余张国;孟非;石青;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人自适应地形的足部结构，包括自适应模块、锁死模块、支撑模块和滑块模块；自适应模块的支撑柱上端穿过足板主体与锁死模块的夹持器配合，两夹持器尾端通过弹性件套接在一起；支撑模块固定在足板主体上，且设有滑道，滑块模块位于支撑模块上方，滑块位于滑道中，能够沿滑道水平移动；滑块与其最近的两夹持臂尾端通过弹性件连接。本发明在不降低机器人足部稳定性的前提下，依然能够如履平地或者降低障碍物对机器人运动的影响。
机器人自适应地形足部结构

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