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[发明专利]一种可变形轮履转换机构及其控制方法-CN202210646115.2有效
发明人：余张国;赵凌萱;陈学超;邱雪健;张筱晨;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-09 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B62D55/04 文献下载
摘要：本发明提供一种可变形轮履转换机构及其控制方法，包括同步带支架，同步带支架两端分别安装推动杆的顶端，推动杆底端通过丝杠结构/蜗轮蜗杆结构与直流电机的输出端连接，直流电机安装在电机固定支架；推动杆靠近同步带支架的一端转动连接滑动轴一端，滑动轴另一端转动连接同步带导向轮；电机固定支架与其上端电机连接支架固连，电机连接支架位于同步带支架下部，且两端分别固定外转子电机，外转子电机输出端连接同步带轮和车轮；通过丝杠结构/蜗轮蜗杆结构的移动，同步带轮(不)与同步履带接触，实现可变形轮履转换机构轮(履带)式运动状态的改变。本发明在轮式前进和履带前进时使用同一套动力系统，避免冗杂的机构设计，体积更小、重量更轻。
一种变形转换机构及其控制方法

[发明专利]扭矩反馈关节-CN202010711812.2有效
发明人：刘华欣;黄强;孙建巍;祖汪明;陈学超;张雨文;左昱昱 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-07-22 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B25J17/00 文献下载
摘要：本发明提供一种扭矩反馈关节，包括电机外壳，电机外壳中的电机驱动输入轴旋转；所述输入轴通过减速器驱动一壳体旋转；在所述壳体外套设有一大跨距薄壁形变单元，所述大跨距薄壁形变单元的近端与所述壳体的远端固定连接，所述大跨距薄壁形变单元的远端与所述壳体的近端之间设有无间隙滑动支撑，所述大跨距薄壁形变单元的远端还连接有关节输出；在所述大跨距薄壁形变单元的周侧面上粘贴有应变片，用于测量所述大跨距薄壁形变单元承受的扭矩。本发明采用带力敏结构的大跨距薄壁形变单元，可通过微小结构形变灵敏检测输出扭矩；应变信号采集容易，力矩信号稳定。
扭矩反馈关节

[发明专利]一种轮足转换机构及其控制方法-CN202210646153.8有效
发明人：余张国;赵凌萱;陈学超;邱雪健;张筱晨;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-09 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： B62D57/028 文献下载
摘要：本发明提供了一种轮足转换机构及其控制方法，包括横滚支架、外转子电机、横滚电机和直流电机，横滚支架一侧与横滚电机的外壳固连，横滚电机的输出轴与交叉轴支架的一端固连，交叉轴支架的另一端与横滚支架转动连接，交叉轴支架上固连外转子电机，外转子电机的外壳与丝杠/蜗轮蜗杆结构转动连接，丝杠/蜗轮蜗杆结构固连脚掌推杆，脚掌推杆固连足部脚掌，且丝杠/蜗轮蜗杆结构由直流电机驱动；外转子电机还与轮胎轮毂固连。本发明使得安装轮足转换机构的仿人机器人在运动中随时进行模式切换，且切换速度快、系统可靠性高。
一种转换机构及其控制方法

[发明专利]基于偏心结构与转轮驱动的球形机器人及其控制方法-CN202211395760.8在审
发明人： 陈学超;袁志诚;吴嘉豪;余张国;孟非 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B62D57/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于偏心结构与转轮驱动的球形机器人及其控制方法，球形机器人包括转轮机构和摆锤结构，转轮机构安装在内部结构支撑架上，摆锤结构挂接在两内部结构支撑架上，能够绕内部结构支撑架进行转动；控制方法具体为：通过机器人的实际运动状态与预期参考轨迹，得到修正广义加速度，修正广义加速度与机器人的实际运动状态通过在线计算，转化为实际运动控制所需的力矩数值，进而驱动球形机器人运动。本发明利用转轮的角动量转换提供额外的动力矩，对球形机器人的驱动力矩进行补偿，从而提高其翻越障碍的能力，降低加减速过程中因重力势能造成的动能损耗；且控制方法通过逆动力学方程进行系统解耦，减少运动过程中的控制误差。
基于偏心结构转轮驱动球形机器人及其控制方法

[发明专利]腿足机器鼠主动弹簧阻尼腰部模拟装置及机器人-CN202210119810.3有效
发明人：石青;王若超;高子航;贾广禄;陈学超 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-02-09 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开一种腿足机器鼠主动弹簧阻尼腰部模拟装置，涉及腿足型机器人技术领域，可以包括：驱动模块，所述驱动模块安装于安装底板上；输出模块，所述输出模块设置有两个，两个所述输出模块分别安装于所述安装底板的两端，两个所述输出模块能够分别与机器人的上肢部和下肢部连接；弹簧阻尼传动模块，所述驱动模块通过所述弹簧阻尼传动模块与所述输出模块连接。本发明还公开一种包括上述腿足机器鼠主动弹簧阻尼腰部模拟装置的机器人。本发明能够解决现有技术中腿足机器人行走姿态仿生性差，行走速度低，能量效率低等问题。
机器主动弹簧阻尼腰部模拟装置机器人

[发明专利]基于变参数速度映射和二次规划的双足机器人落脚点规划方法-CN202210173869.0有效
发明人：黄强;赖俊杭;陈学超;余张国;李庆庆;石青;黄岩 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于变参数速度映射和二次规划的双足机器人落脚点规划方法，包括基于变参数速度映射的步行周期规划，基于所述步行周期规划实现落脚点姿态规划，基于步行周期规划和所述落脚点姿态规划实现落脚点位置规划，将落脚点的位置、姿态信息分别与时序信息逐一匹配，得到描述预测区间内每一步完整时空信息的落脚点向量。本发明兼顾空间可行性与时间可行性，能够在线规划机器人的落脚点位姿与步行周期提高双足机器人应对动态障碍物的快速反应能力和机动性。
基于参数速度映射二次规划机器人落脚点方法

[发明专利]一种仿人机器人足部缓冲装置-CN202210680625.1有效
发明人： 陈学超;张锦涛;余张国;韩连强;高志发;杜嘉恒;黄强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-16 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： B62D57/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿人机器人足部缓冲装置，趾跖关节部件的上部可转动连接足背板簧的一端；趾跖关节部件可转动连接跖骨连杆的一端；舟骨块固定连接足背板簧的另一端，舟骨块可转动连接跖骨连杆的另一端；足背板簧平行设置在跖骨连杆的上部；跟骨部件与舟骨块之间通过两组跟骨连杆可转动连接；足弓弹簧阻尼器两端分别与跟骨部件和跖骨连杆铰接。本装置仿照人足部的生理构造，具有弓形结构；设有足弓弹簧阻尼器以及足背板簧，利用足部联动关系以及两弹簧的张力作用，产生缓冲效果；并为足部着地提供三种不同的刚度状态，提高能量效率以及适应复杂地形。
一种人机足部缓冲装置

[发明专利]一种基于多种群遗传算法的机械结构拓扑优化方法-CN202011160140.7有效
发明人：廖静平;黄高;黄强;余张国;陈学超 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-10-27 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于多种群遗传算法的机械结构拓扑优化方法，可以实现在体积约束条件下最小化结构柔度的拓扑设计。本发明方法的具体步骤如下：一、划分有限元网格，建立拓扑优化问题的优化模型；二、设定多种群遗传算法的操作参数；三、求解拓扑优化模型，绘制拓扑优化结果。本发明可提高寻找拓扑优化全局最优解的概率，获得稳定的拓扑优化结果，具有迭代收敛快、优化结果清晰稳定等优点，可推广应用到复杂机械装备的结构设计中。
一种基于多种遗传算法机械结构拓扑优化方法

[实用新型]一种吊装装置电池充电结构-CN202221911957.8有效
发明人： 陈学超;刘学杰;于湖 -专利权人： 陈学超;山东泰宁信息技术有限公司
申请日： 2022-07-21 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： H01M50/244 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种吊装装置电池充电结构，包括充电器，充电器端部设有两个充电触头，吊装装置横梁上固定两个受电触头，受电触头与蓄电池电性连接，充电触头与充电器外壳通过弹性件连接，弹性件与充电器外壳绝缘连接，充电触头与充电器内的充电电路电性连接，移动横梁能使两个充电触头与两个受电触头分别接触压紧。能够通过横梁移动自动实现充电电路连接，完成蓄电池的充电操作。
一种吊装装置电池充电结构

[实用新型]一种激光打标对焦辅助装置-CN202222277052.6有效
发明人：李力;郑春风;陈学超;王键均 -专利权人：浙江中控技术股份有限公司
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： B23K26/046 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种激光打标对焦辅助装置，包括：产品位置调节组件和打标机组件；打标机组件设有第一滑动轨道和打标机本体，第一滑动轨道呈高度方向设置，打标机本体设于第一滑动轨道上，并可沿高度方向在第一滑动轨道上滑动；产品位置调节组件包括三轴方向可调节滑轨组和固定底座，固定底座安装于三轴方向可调节滑轨组朝向第一滑动轨道的轨道上，且位于打标机本体的下方，用于固定产品并配合打标机本体对产品进行激光打标。本实施例设有三轴方向可调节滑轨组，可使产品在三个方位上移动，灵活方便易定位，操作简单易上手，故障率低。轨道的一侧自带标尺可详细记录不同产品的准确对焦位置，无需重复找焦。
一种激光对焦辅助装置

[发明专利]一种用于全自动拼板焊接输送线的智能检测装置-CN202211346109.1在审
发明人：温作平;施旭东;袁瑞操;陈学超 -专利权人：湖州银轴智能装备有限公司
申请日： 2022-10-31 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： B08B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于全自动拼板焊接输送线的智能检测装置，涉及智能检测技术领域。该用于全自动拼板焊接输送线的智能检测装置，包括检测台、清扫组件、吸尘组件和检测组件，检测台的顶部固定安装有安装箱，检测台上设有传动组件，清扫组件包括驱动电机、转杆、转动盘、转动套管和固定块，驱动电机的输出轴通过联轴器与转杆的一端固定安装，转杆的底部固定安装有转动盘。该用于全自动拼板焊接输送线的智能检测装置，能够在拼板焊接的过程中将拼板进行清扫处理，这样能够去除拼板表面的灰尘，进而能够提高拼板焊接时的质量，并且在清扫的过程中控制驱动电机启动能够带动转杆和转动盘转动，能够提高对拼板的清扫效果以及清扫的效率。
一种用于全自动拼板焊接输送智能检测装置

[发明专利]基于快速踝部调节的双足机器人平衡控制器-CN202111461183.3有效
发明人：黄强;董宸呈;余张国;陈学超;石青;陈焕钟 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-12-02 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于快速踝部调节的双足机器人平衡控制器，包括质心控制器、状态判别器、零力矩点跟踪器、临稳状态控制器和力/力矩跟踪器；质心控制器根据机器人质心的位置和速度反馈，计算得到期望零力矩点位置；状态判别器对期望零力矩点的状态进行判断：当期望零力矩点位置处于稳定域内时，零力矩点跟踪器根据实际零力矩点位置和期望零力矩点位置，计算出双足期望接触力/力矩大小，随后使用力/力矩跟踪器实现期望接触力/力矩的跟踪；当期望零力矩点位置处于临界稳定域时，临稳状态控制器，将期望零力矩点拉回到稳定域内；当期望零力矩点位置处于发散域时，触发落脚点控制。本发明能使机器人实现快速的平衡响应，实现稳定的运动。
基于快速调节机器人平衡控制器

[发明专利]一种基于机器学习前馈模型的自抗扰力矩控制方法-CN202211210807.9在审
发明人：高峻峣;马晓帅;余张国;陈学超;孟非;黄强;于晗 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于机器学习前馈模型的自抗扰力矩控制方法，PD控制器输入参考力矩τd和扩张状态观测器的输出z1、z2，输出电流Ic；机器学习前馈模型输入参考力矩τd、电机转速nm、电机位置pm、电机转加速度ωm、电机温度Tm和减速器温度TR，输出电机参考电流If；扩张状态观测器输入机器人关节输出力矩τ以及电机实际电流Im与Ktb的乘积；Ic与If求和，再减去扩张状态观测器的输出z3与(Ktb)‑1的乘积，结果作为机器人关节的输入，机器人关节输出力矩τ。本发明能够对大部分扰动进行准确的估计，大大降低扩张状态观测器所需观测的总扰动范围，减少扩张状态观测器的负担。
一种基于机器学习模型力矩控制方法

[发明专利]电机定子及电机-CN202010377892.2有效
发明人：黄强;张武;邱东霖;陈学超;陈强 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-05-07 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： H02K9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种电机定子及电机，该电机定子包括：铁芯；缠绕在铁芯上的绕组；以及三维贴合绕组内沟槽嵌合结构；所述三维贴合绕组内沟槽嵌合结构为具有端部和肋部的第一笼型结构，所述内沟槽嵌合结构的肋部嵌合在绕组之间的沟槽内，内沟槽嵌合结构的端部连接所述肋部并覆盖定子绕组的端部；内沟槽嵌合结构的端部包括非磁性导热胶层和作为夹层内置于导热胶层之间的相变材料层；内沟槽嵌合结构的肋部包括非磁性导热胶层和作为夹层内置于导热胶层之间的相变材料层。本发明的电机定子各部位温度能够快速导出使得快速降温、快速消除瞬时温度峰值、提升各部位温度梯度均衡度，使定子及电机体积更小，瞬时出力更大，能大幅提升电机有效空间内的转矩密度。
电机定子

[发明专利]机器人三自由度电驱动耦合关节的运动可行范围线性界定方法-CN202211034563.3在审
发明人：黄强;赖俊杭;陈学超;余张国;高峻峣;李庆庆;李超 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-08-26 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了机器人三自由度电驱动耦合关节的运动可行范围线性界定方法，由未超限电机转角向量对应的关节角向量构成运动可行关节角向量集合，将运动可行关节角向量集合沿任意关节的关节可行运动范围分层切片，得到数据切片子集并进行边缘检测，得到边缘可行切片集合；整合所有边缘可行切片集合，按所属近似平面分类，得到待拟合集合；对每一个待拟合集合进行内切平面拟合，求解拟合内切平面表达式；整合所有拟合内切平面表达式，得到耦合关节运动空间可行运动范围凸多面体半空间表达式，凸多面体半空间表达式的线性不等式用于机器人关节端的轨迹规划或轨迹优化。本发明能对耦合关节的耦合关系进行线性描述，最大程度的界定可行的线性运动范围。
机器人自由度驱动耦合关节运动可行范围线性界定方法