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[发明专利]一种水下压力传感器及水下压力大小和变化速度测量方法-CN202310544089.7在审
发明人： 曲钧天;王伟琛;徐敏义;朱传庆;王浩宇;王学谦;梁斌 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G01L9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种水下压力传感器及水下压力大小和变化速度测量方法，包括外壳具有中空腔体结构，用于容纳感知单元；感应电极紧贴在外壳的内壁，其轴向从上到下的周向长度满足线性关系；滑动介电体位于感应电极包络的空间内，滑动介电体用于轴向运动改变滑动介电体与感应电极的接触面积产生电信号；平衡机构设置于滑动介电体与外壳之间，用于平衡感知单元内部气压与水下压力；信号采集器用于收集电信号，计算水下压力的大小和变化速度，进而可以得出水下压力传感器所受压力情况；采用摩擦纳米发电机技术，直接将水压信号转变为电信号，以实现自驱动；还具有结构强度高，不易损坏，稳定性好，环境适应能力强等特点。
一种水下压力传感器压力大小变化速度测量方法

[发明专利]一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂-CN202311087800.7有效
发明人： 曲钧天;李振坤;郝宏伟;方毅 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院;北京交通大学
申请日： 2023-08-28 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明公开一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂，软体抓手包括支撑装置、抓手装置和推杆装置，支撑装置分别与抓手装置和推杆装置连接，用于固定抓手装置和推杆装置；抓手装置包括至少两个手指机构；手指机构包括至少两个手指单元，各手指单元之间可拆卸活动连接，手指单元内部具有容纳磁流变液的流体通道，各手指单元连接有液压控制单元，液压控制单元用于控制磁流变液通入和排出手指单元，通入磁流变液的手指单元能够变形；推杆装置设置于支撑装置的中心轴位置，用于产生磁场并控制磁场沿着推杆装置的轴线竖直移动，控制手指单元中的磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的包络和抓取。本发明可提高软体抓手的抓取范围、抓取力和灵活度。
一种刚度软体抓手及其控制方法机械

[发明专利]一种柔性管道机器人-CN202310249819.0有效
发明人： 曲钧天;徐依宁 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B08B9/049 文献下载
摘要：本发明公开了一种柔性管道机器人，包括软手指模块、前足模块、主干模块、后足模块、和连接模块；主干模块的前端和后端分别连接前足模块和后足模块；软手指模块和前足模块安装在连接模块上；主干模块包括至少三个绕轴心间隔分布的气腔，通过给气腔加正压或负压，主干模块具有伸长或缩短的状态，通过给部分气腔加正压，主干模块具有弯曲的状态；前足模块包括前足气腔，通过给前足气腔加正压，前足模块具有直径变大的状态；后足模块包括后足气腔，通过给后足气腔加正压，后足模块具有直径变大的状态；软手指模块包括至少三个软手指，通过给软手指加正压，软手指具有向轴心处弯曲的状态以用于抓取管道内的物体。本发明能够更加彻底地疏通堵塞的管道。
一种柔性管道机器人

[发明专利]一种变刚度软体手指单元以及变刚度软体手指-CN202311087817.2在审
发明人： 曲钧天;李振坤;郝宏伟;方毅 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院;北京交通大学
申请日： 2023-08-28 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种变刚度软体手指单元以及变刚度软体手指，包括软体外壳、磁流变液、流通控制结构；软体外壳内部具有与流通控制结构连通的磁流变液流通腔，磁流变液流通腔用于容纳从流通控制结构中流出的磁流变液；流通控制结构用于储存磁流变液，并调控磁流变液在磁流变液流通腔和流通控制结构中循环流动；各变刚度软体手指单元之间可拆卸活动连接成变刚度软体手指；本发明中的变刚度软体手指通入磁流变液后能够变形，从而实现对不同形状目标物体的包络和抓取；而且能够在施加外部磁场时使得施加外部磁场的部位刚度变硬，软体抓手手指有足够的力量抓取目标物体，从而扩大软体手指的抓取范围并提高软体手指的抓取力。
一种刚度软体手指单元以及

[发明专利]一种基于CPG模型的软体仿生机器鱼游动优化方法-CN202310396666.2有效
发明人： 曲钧天;王云飞;唐伟;于振苹 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种基于CPG模型的软体仿生机器鱼游动优化方法，包括：建立基于Hopf模型的中央模式生成器CPG控制网络；通过蒙特卡洛方法随机产生CPG网络模型参数，得到初始状态；将初始状态的游动参数代入基于Hopf的改进CPG网络产生游动信号；将SolidWorks中仿生软体机器鱼的模型代入ANSYS Workbench并导入所述游动信号进行有限元流场仿真；结合流场仿真结果建立拉格朗日方程做软体仿生机器鱼动力学分析，得到其理论游动速度和位置示意图；将游动速度作为优化目标，通过粒子群算法迭代计算出最优控制参数并实验对照；本发明的软体仿生机器鱼结合改进的CPG模型，构建专用于软体仿生机器鱼的游动优化方法，充分利用软体仿生机器鱼游动灵活、仿生性好、推进效率高的特点，达成更好的游动效果。
一种基于 cpg 模型软体仿生机器游动优化方法

[发明专利]一种基于改进YOLOv7的舰船光学图像尾迹检测方法-CN202310597627.9在审
发明人： 曲钧天;曹翔宇;王学谦;梁斌 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请日： 2023-05-25 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进YOLOv7的舰船光学图像尾迹检测方法，包括以下步骤：S1、获取舰船尾迹光学遥感图像集；S2、对所述舰船尾迹光学遥感图像集进行预处理和标记，建立训练集和测试集；S3、对改进YOLOv7网络进行建模；S4、利用所述训练集训练所述改进YOLOv7网络直至收敛；S5、将待分析的舰船尾迹光学遥感图像输入至收敛后的改进YOLOv7网络，输出舰船尾迹的检测结果。
一种基于改进 yolov7 舰船光学图像检测方法

[发明专利]一种仿生机器鱼-CN202310222338.0在审
发明人： 曲钧天;唐伟;王云飞;于振苹 -专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请日： 2023-03-09 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿生机器鱼，包括控制模块、驱动元件、装载模块、外壳；驱动元件和控制模块通信连接；装载模块具有容置腔，驱动元件安装在装载模块的容置腔内，能够稳定驱动元件的位置，稳定仿生机器鱼游动的传递力矩；控制模块安装在装载模块的容置腔内，能够产生控制胸鳍和尾鳍的摆动信号；装载模块与外壳连接，外壳是鱼头部分和鱼身部分为一体的柔性外壳，能够包裹控制模块、驱动元件和装载模块；本发明能够实现在机器鱼游动时，使驱动元件更加牢固，受到水环境的影响更小，驱动元件传输力矩更加稳定；能够充分利用驱动元件驱动能力强和软体材料柔顺性好的优点，从而解决机器鱼游动时对环境适应性不够，仿生程度差的技术问题。
一种仿生机器

[发明专利]一种基于柔性纳米伺服运动系统的扫描电镜直写光刻系统-CN202110116772.1有效
发明人：张震;刘义杰;曲钧天 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-01-28 - 公布日： 2021-11-30 - 主分类号： G03F7/20 文献下载
摘要：本发明公开一种基于柔性纳米伺服运动系统的扫描电镜直写光刻系统，包括电子室、离子室、样品室和控制系统；电子室包括电子室腔体、电子枪、阳极、电子束阻断器、电磁透镜和电子束偏转线圈；离子室包括离子室腔体、离子源、离子束扫描偏转电极等；样品室包括样品室腔体、次级电子探测器、纳米精度柔性伺服运动平台系统等；控制系统包括计算机、电子束扫描控制器、离子束扫描控制器等。电子室产生的电子束或离子室产生的离子束均可进行纳米直写制备，样品室中的纳米精度柔性运动平台可与电子束/离子束协同运动(联动)，避免制备中拼接误差，以实现大面积无拼接误差的纳米直写光刻。该系统还可在制备过程中进行原位检测，便于实时观察制备结果。
一种基于柔性纳米伺服运动系统扫描电镜光刻

[发明专利]一种扫描电镜半导体纳米线光机电耦合特性原位表征方法-CN202011140872.X有效
发明人： 曲钧天;张震 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-10-22 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： G01N23/2251 文献下载
摘要：本发明涉及一种单根半导体纳米线原位表征方法，尤其涉及一种在扫描电子显微镜中应用的单根半导体纳米线光机电耦合特性原位表征方法。本发明方法在扫描电镜中的建立了单根半导体纳米线光机电耦合特性原位表征系统，可开展四种类型的半导体纳米线耦合特性原位表征：1)光电耦合特性原位表征，2)光机耦合特性原位表征，3)机电耦合特性原位表征，4)光机电耦合特性原位表征。本发明优点在于：在扫描电镜中一体化集成了半导体纳米线的光学、机械和电学表征器件，建立了高效的单根半导体纳米线光机电耦合特性原位表征系统，可以灵活适应不同类型的半导体纳米线耦合特性原位表征需求，操作简单、高效、应用范围广。
一种扫描电镜半导体纳米机电耦合特性原位表征方法

[发明专利]一种扫描电镜中凸出AFM探针在纳米线表面的压力传感方法-CN202011187548.3有效
发明人： 曲钧天;张震 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G01Q60/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种单根纳米线表面压力传感方法，尤其涉及一种在扫描电子显微镜中的凸出AFM探针在纳米线表面的压力传感方法，该方法可以为扫描电镜中利用凸出AFM探针对单根纳米线施加定量的压力提供依据。该压力传感方法由三个步骤组成：1)基于视觉追踪的AFM悬臂梁弯曲挠度计算，2)AFM刚度矫正，3)AFM转矩矫正。本发明提出的压力传感方法可以和凸出AFM具有可视化探针(俯视角度)的优点相结合，并有效应用于扫描电镜中的纳米材料操控和表征等领域，为向单根纳米线定量精确施加压力提供了实时的压力反馈。该传感方法计算过程简洁、高效、应用范围广，适用于不同尺寸的单根纳米线的表面压力传感。
一种扫描电镜凸出 afm 探针纳米表面压力传感方法

[发明专利]一种扫描电镜的半导体纳米线光致发光特性原位表征系统-CN202011140864.5有效
发明人： 曲钧天;张震 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-10-22 - 公布日： 2021-07-09 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本发明涉及一种光学特性原位表征系统，尤其涉及一种在扫描电子显微镜中应用的半导体纳米线光致发光特性原位表征系统。在狭小的扫描电镜真空腔内部嵌入了节省空间的激光激励光纤和荧光检测光纤，并通过光纤适配器稳定地固定在纳米定位平台上，实现半导体纳米线光致发光特性原位表征。本发明优点在于：适配器前端弯曲金属管具有0‑90度可调的弯曲角度，可以满足不同的激光照射角度和荧光检测角度需求。同时纳米定位平台可以为光纤提供纳米级定位精度，支持光致发光特性原位表征。空气/真空连接端口保证了光信号在空气和真空之间的有效传输。系统高度集成纳米线光学表征器件、高效、适用性广，可应用于不同种类的半导体纳米线。
一种扫描电镜半导体纳米光致发光特性原位表征系统

[发明专利]一种基于虚拟未建模动态补偿的液位系统PI控制方法-CN201410385307.8有效
发明人：王良勇;曲钧天;柴天佑;迟瑛 -专利权人：东北大学
申请日： 2014-08-06 - 公布日： 2017-02-01 - 主分类号： G05D9/00 文献下载
摘要：一种基于虚拟未建模动态补偿的液位系统PI控制方法，包括设定液位目标值，启动水泵，水泵开始转动并从蓄水池抽水，水流经流量检测装置后进入密封容器或开口容器中；通过密封容器或开口容器中的液位传感器实时检测液位高度；建立基于虚拟未建模动态补偿的PI控制模型，该模型的输入为液位目标值和液位高度测量值形成的偏差信号，该模型的输出是用来驱动执行机构水泵的脉冲宽度调制占空比。本发明利用PI控制器原理结构简单、阶次低、鲁棒性较强等特点和数据驱动控制方法充分利用历史输入输出数据和未建模动态本身的历史数据信息等特点，更好的提取系统的动态特性，对前一时刻虚拟未建模动态进行有效估计和补偿，使得稳定性和控制效果显著提升。
一种基于虚拟建模动态补偿系统 pi 控制方法

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