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[发明专利]一种水下机器人矢量推进器的控制系统、控制方法及矢量角度选择方法-CN202210409116.5有效
发明人：殷宝吉;王子威;叶福民;张建;成诗豪;颜静;徐文星;辛伯彧 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2022-04-19 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： B63G8/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种水下机器人矢量推进器的控制系统、控制方法及矢量角度选择方法，包括矢量推进器、电压型传感器、上位机、信号采集模块、信号接收模块、信号输出模块和控制信号调节模块，信号采集模块采集传感器的电压输出信号，信号接收模块接收控制电压信号以及电压输出信号，控制信号调节模块对接收的信号进行电压PID闭环计算，且调节控制电压的输出速度；信号输出模块将调节之后的闭环输出控制电压转换成矢量推进器的控制信号。采用矢量推进器实现推进器推力方向的改变，从而实现水下机器人五自由度运动，设备灵活性、能耗降低。通过电压闭环计算和电压缓变调节，防止烧毁水下舵机，增强水下机器人的运行稳定性，同时避免烧毁矢量推进器。
一种水下机器人矢量推进器控制系统控制方法角度选择

[发明专利]一种运动阻力矩自平衡式潮流能水轮机及其转速调节方法-CN202210997105.3在审
发明人：徐文星;殷宝吉;辛伯彧;唐文献;成诗豪;颜静;张叶磊;陆杰 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2022-08-19 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： F03B15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种运动阻力矩自平衡式潮流能水轮机及其转速调节方法，包括水轮机本体、安装水轮机本体的固定框架、调节固定框架深度的深度调节装置、调节水轮机本体叶轮转速的转速调节装置，深度调节装置包括对称设置于固定框架上下两端的上移动平台和下移动平台、深度驱动装置；转速调节装置包括调阻电机、调阻丝杆、调阻螺母，调阻电机带动调阻螺母在调阻丝杆上移动改变接入水轮机的电阻，从而改变水轮机转速。通过对称设置的上下移动平台的伸缩调节深度，选择水轮机合适的工作环境，且能够平衡水深调节时形成的运行阻力矩。根据实时潮流速度，在线调节水轮机转速，从而保证水轮机运行稳定，始终工作在最佳叶尖速比，保持最高能量转化效率。
一种运动阻力平衡潮流水轮机及其转速调节方法

[发明专利]一种推进器联动控制的四旋翼水下机器人及其控制方法-CN202110441253.2有效
发明人：叶福民;王子威;殷宝吉;唐文献;张建;成诗豪;冯镜;谷洪昇 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2021-04-23 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： B63G8/14 文献下载
摘要：本发明公开一种推进器联动控制的四旋翼水下机器人，包括电子舱、若干推进器、推进器控制装置，推进器控制装置控制电子舱在水中的运动，推进器控制装置包括垂直控制装置和水平控制装置，垂直控制装置包括一个垂直联动控制电机，一个垂直联动控制电机控制若干推进器绕Y轴转动，水平控制装置包括一个水平联动控制电机，一个水平联动控制电机控制若干推进器绕Z轴转动，推进器初始推力方向均沿X轴。采用推进器控制装置改变推进器推力方向，从而实现水下机器人纵荡、横荡、升沉、横倾、纵倾和偏航六自由度运动，设备灵活性和推进器利用率提高，分别通过一个电机驱动四个推进器绕Y轴和Z轴同步转动，设备整体性、控制精度提高，且能耗降低。
一种推进器联动控制四旋翼水下机器人及其方法

[发明专利]一种面向漂浮式水平轴水轮机的实验装置-CN202010842014.3有效
发明人：殷宝吉;王树齐;荆丰梅;成诗豪;苏世杰;王子威;叶福民;冯镜 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2020-08-20 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向漂浮式水平轴水轮机的实验装置，包括水轮机、实验平台，所述实验平台包括升降平台、横荡实验平台和纵荡实验平台，水轮机固定在升降平台下端，升降平台上端安装于横荡实验平台和纵荡实验平台内；所述横荡实验平台通过电机带动升降平台做横向往复运动，所述纵荡实验平台通过电机带动升降平台做纵向往复运动，从而带动水轮机做横向、纵向往复运动，由于通过电机控制，可以实现水轮机较为高频、精密的纵荡、横荡运动，从而模拟水轮机在受潮汐流驱动过程中的波浪、紊流等高频干扰。由于机械装置相较于水流，更容易实现速度大小和方向的精确控制，所以利用机械装置模拟更有利于研究潮汐流对水轮机性能的影响规律。
一种面向漂浮水平水轮机实验装置

[发明专利]一种漂浮式水轮机运动模拟实验装置及其控制方法-CN202111292515.X在审
发明人：殷宝吉;成诗豪;王树齐;荆丰梅;王子威;辛伯彧 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2021-11-03 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： F03B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种漂浮式水轮机运动模拟实验装置及其控制方法，包括水轮机、位于水轮机上方的横荡运动平台、位于横荡运动平台上方的纵荡运动平台，横荡/纵荡运动平台包括框架、丝杆滑块、运动丝杆、驱动电机；设置于框架上的驱动电机驱动运动丝杆转动，运动丝杆转动带动与其螺纹连接的丝杆滑块移动，水轮机与横荡丝杆滑块连接进行横向移动，横荡框架与纵荡丝杆滑块连接进行纵向移动，从而实现水轮机的横荡纵荡模拟。通过电机驱动丝杆从而模拟水轮机在受潮汐流驱动过程中的波浪、紊流等的干扰，通过控制电机参数控制模拟实验，可以更精确的模拟波浪、紊流等高频干扰。且采用两个丝杆分段控制横荡/纵荡实验，实验装置结构简单、体积小。
一种漂浮水轮机运动模拟实验装置及其控制方法

[发明专利]一种主被动平衡式漂浮型水轮机实验装置及其主动平衡控制方法-CN202111292712.1在审
发明人：殷宝吉;成诗豪;王树齐;荆丰梅;王子威;辛伯彧 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2021-11-03 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： F03B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种主被动平衡式漂浮型水轮机实验装置，包括实验框架、设置于实验框架上端的浮力舱、水轮机及配重块，水轮机通过第一连接杆与实验框架铰接，第一驱动装置带动第一连接杆相对实验框架向前摆动，配重块通过第二连接杆与实验框架铰接，第二驱动装置带动第二连接杆相对实验框架向后摆动，所述第一连接杆与第二连接杆的摆动平面为同一平面。实验框架与水轮机通过连接杆连接，使得实验装置的重心、浮心之间的稳心高度较大，从而产生较大的恢复力矩。利用和水轮机对称运动的配重块，形成了一种主动平衡装置。当水轮机向前摆动时，配重块向后摆动，可以对实验装置的姿态进行微量调节，保证了实验装置的力矩平衡。
一种被动平衡漂浮水轮机实验装置及其主动控制方法

[发明专利]一种储能式水轮机运动模拟实验装置及其控制方法-CN202111292717.4在审
发明人：殷宝吉;成诗豪;荆丰梅;王树齐;王子威;辛伯彧 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2021-11-03 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： F03B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种储能式水轮机运动模拟实验装置，包括水轮机、带动水轮机横荡运动实验的横荡运动平台、带动横荡运动平台运动的纵荡运动平台，水轮机位于横荡运动平台和纵荡运动平台下方，横荡运动平台包括横荡储能装置，纵荡运动平台包括纵荡储能装置，横荡/纵荡储能装置均设置导向杆、储能滑块、弹簧；储能滑块在导向杆上滑动，弹簧包围在导向杆外侧，连接运动平台与储能滑块，储能滑块与水轮机/运动平台连接。当水轮机发生横荡或纵荡运动时，弹簧受到拉伸/压缩储蓄能量；返程时储蓄的能量提供动力。利用弹簧作为储能元件，有效降低驱动力在横/纵荡运动中的峰值。且选择不同的弹簧，得到不同的弹性系数，从而适用于不同频率的振荡运动。
一种储能式水轮机运动模拟实验装置及其控制方法

[发明专利]一种水轮机横摇/纵摇模拟实验装置及其控制方法-CN202111292514.5在审
发明人：殷宝吉;成诗豪;荆丰梅;王树齐;王子威;辛伯彧 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2021-11-03 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： F03B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种水轮机横摇/纵摇模拟实验装置及其控制方法，该实验装置包括水轮机、横摇装置、纵摇装置，横摇装置包括横摇固定板、横摇丝杆滑台、横摇驱动装置；水轮机与横摇固定板和横摇丝杆滑台铰接，横摇驱动装置驱动横摇丝杆滑块移动从而带动水轮机左右摇动；纵摇装置包括纵摇固定板、纵摇驱动装置；横摇固定板和纵摇固定板通过轴承座铰接，纵摇驱动装置带动横摇固定板转动从而带动水轮机前后摇动。采用机械装置控制模拟实验，可以更精确完整的模拟波浪、紊流等高频干扰，采用不同驱动机构分别模拟横/纵摇运动，有利于实现驱动力的最优分配。该实验装置空间利用率高，整体结构紧凑。
一种水轮机模拟实验装置及其控制方法

[发明专利]一种基于时频能量的水下推进器故障诊断系统及诊断方法-CN202110936117.0在审
发明人：殷宝吉;王子威;叶福民;金志坤;张建;成诗豪;颜静 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2021-08-16 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于时频能量的水下推进器故障诊断系统及诊断方法，该诊断方法从水下机器人动态信号中得到时频功率谱中故障能量区域的时域边界，以及通过时频功率谱中时域边界内外的能量差，通过能量差曲线得到频域边界，用于将时域边界和频域边界内的时频功率谱的和作为水下推进器故障的时频能量故障特征，然后基于支持向量数据描述算法建立水下推进器故障分类模型，对故障样本进行分类，得到水下推进器故障程度。采用能量差曲线最大值所在位置为故障区域能量频域上边界，以其左侧局部极小值所在位置为故障能量区域频域下边界，这种方式不依赖于故障能量区域的具体频带特性，具有通用性，规避了小波基函数的选取，省时省力。
一种基于能量水下推进器故障诊断系统诊断方法

[发明专利]轴径向混合安装的水下机器人电子舱结构-CN201911091858.2有效
发明人：殷宝吉;周佳惠;唐文献;张建;朱华伦;成诗豪;王子威;陈雅妮 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2019-11-07 - 公布日： 2021-06-25 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种轴径向混合安装的水下机器人电子舱结构，包括密封舱壳体，所述密封舱壳体内设置有电子固定架，所述电子固定架包括端面板和中间板，所述端面板和中间板之间通过螺杆连接，所述中间板通过U型槽安装在螺杆上，所述端面板和中间板均安装有插拔式接线端子。本发明既有效的利用了电子舱内部的弧形空间，也节约了电子舱的轴向空间，提高了电子舱内部空间利用率，从而减小电子舱整体尺寸，为水下机器人更多的功能模块提供了安装空间；有利于迅速找出发生故障的电路模块，节约维修时间，本发明安装拆卸方便，提高了电子模块的重复利用率。
径向混合安装水下机器人电子结构

[发明专利]带有断电保护的微小型水下机器人的断电控制方法-CN201911081292.5有效
发明人：殷宝吉;金志坤;叶福民;苏世杰;周佳惠;王子威;成诗豪;袁昭阳 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2019-11-07 - 公布日： 2021-02-26 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有断电保护的微小型水下机器人及断电控制方法，包括密封舱，所述密封舱前端可拆卸设置有摄影云台罩，所述密封舱前后均设置有垂向推进器，所述密封舱后端设置有水平推进器，所述密封舱端盖上设置有机器人状态检测传感器，所述垂向推进器、水平推进器和机器人状态检测传感器均通过RS232串口线连接主控器，所述垂向推进器、水平推进器和主控器均设置有电源继电器。
带有断电保护微小水下机器人控制方法

[发明专利]一种管径自适应卡爪和管径自适应式水下定点作业装置-CN201911087851.3有效
发明人：殷宝吉;朱华伦;戴名强;唐文献;张建;周佳惠;成诗豪;王子威 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2019-11-08 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： B08B9/023 文献下载
摘要：本发明公开了一种管径自适应卡爪和管径自适应式水下定点作业装置，该水下定点作业装置包括控制机构、水平推进器组、垂直推进器组、作业机构和管径自适应卡爪；该管径自适应卡爪包括多个卡爪单元；这些卡爪单元分为两列，且彼此相向交叉排布；每一卡爪单元包括近端指节、中端指节和末端指节；当卡爪机构闭合时，近端指节最先与管道接触，末端指节最后与管道接触；当卡爪机构张开时，末端指节最先离开管道，近端指节最后离开管道。本发明的管径自适应式卡爪可以适应不同的管径且抱紧力强，而且该卡爪与推进器配合，可以实现整体装置绕被作业管道的转动，不需要额外的控制信号，符合管径自适应、定点作业、作业对象广的要求。
一种径自适应水下定点作业装置

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