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[发明专利]一种基于电永磁铁的多功能连接装置-CN202310454430.X在审
发明人： 朱延河;杨致远;韩凯 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-25 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：一种基于电永磁铁的多功能连接装置，涉及机器人设计与电磁耦合装置领域。本发明是为了解决现有机器人快换结构通常需要人工辅助操作、连接效率低和通用性差的问题。本发明所述四个电永磁铁按照磁极极性统一的方向沿环形均匀排布；且所述四个电永磁铁的磁极均穿过壳体的一个表面；且均与壳体卡接并用胶水固定；四个电永磁铁的磁极还通过弹簧触点与控制电路板的电源总线连接；四个电永磁铁的驱动信号输入端均与控制电路板的脉冲电流输出端连接；所述控制电路板用于为电永磁铁供电，还用于根据连接或断开控制信号向四个电永磁铁的驱动信号输入端发送正向或反向脉冲电流。本发明主要用于机器设计中的机械和电气连接。
一种基于永磁多功能连接装置

[发明专利]一种两自由度防水模块化自重构机器人-CN202310856067.4在审
发明人： 朱延河;韩凯;杨致远;周楠林;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：一种两自由度防水模块化自重构机器人，它包含两套模块结构；每套模块结构具有一个旋转自由度，包含中部驱动单元、构型运动单元和面连接单元；所述中部驱动单元包含半球壳、电机、电机盘和齿轮；电机布置在半球壳内，电机盘与半球壳固接，电机的输出轴伸出电机盘；所述构型运动单元包含外壳、内齿轮架和盖板；盖板与电机盘连接，外壳可相对电机盘和盖板相对转动，内齿轮架固定在外壳上，电机的输出轴可相对盖板转动，电机的输出轴的端部安装有齿轮，齿轮与内齿轮架的内轮齿啮合，以实现外壳旋转，每个外壳上设置有两个面连接单元，两个面连接单元均为电永磁铁式连接结构。本发明连接强度高，运动灵活，自重构实现不同的构型搭建，应用广泛。
一种自由度防水模块化自重机器人

[发明专利]一种电机摩擦效应参数辨识实验系统及方法-CN202310560437.X在审
发明人： 朱延河;郑天骄;傅彦博;王成志;刘钧臣;李沅澄;赵士泽;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：一种电机摩擦效应参数辨识实验系统及方法，它包含实验平台基座、驱动器单元、传感器单元以及负载单元；被测电机驱动器固定在驱动器支撑架上，驱动器支撑架固定在实验平台基座上；动态力矩传感器安装在传感器支撑架上，传感器支撑架安装在实验平台基座上；负载单元设置在实验平台基座上，以改变参数辨识实验的负载条件，被测驱动器的动力输出端通过联轴器与动态力矩传感器的一个输出端相连，动态力矩传感器的另一个输出端通过联轴器与负载单元相连。本发明可实现对电机驱动器多种摩擦效应相关参数的连续性辨识，提高了摩擦效应参数辨识的效率和准确性。
一种电机摩擦效应参数辨识实验系统方法

[发明专利]一种异构式外骨骼机器人-CN202310581695.6在审
发明人： 朱延河;巨浩天;李洪武;荆泓玮;郭淞豪;张清华;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-22 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：一种异构式外骨骼机器人，它包含背部和两个腿部，背部与两个腿部转动连接；还包含可调跨部绑带和用于腋下支撑的可调上肢结构；每条腿部包含动力驱动结构、可伸缩腿、触地检测结构和柔性压力检测结构；所述柔性压力检测结构包含液压检测模块和液压传感器模组；所述动力驱动结构与所述背部转动连接；所述可伸缩腿的上端连接动力驱动结构的输出部；触地检测结构布置在所述可伸缩腿的下端；液压检测模块布置在触地检测结构上，并与布置在可伸缩腿上的液压传感器模组相连。本发明结构紧凑，减少人体自身重量，克服重力对人体行走带来的影响，通过液压方式实现步态检测，可靠性高。
一种异构式外骨骼机器人

[发明专利]一种基于采样的机械臂时间最优轨迹规划算法-CN202310556412.2在审
发明人： 朱延河;郑天骄;赵士泽;王成志;李沅澄;刘钧臣;傅彦博;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种基于采样的机械臂时间最优轨迹规划算法，它包含：对工业机器人本体建模；对工业机器人进行动力学建模，提取关节空间与相对应关节角加速度之间的关系，作为高维关节空间的轨迹规划地图的绘制条件；对已得到的动力学模型进行预处理，将轨迹规划地图空间离散化并以目标关节角加速度为参考标准获得关节空间采样概率地图；利用改进式RRT算法完成机械臂的运动轨迹规划优化设计。本发明可使工业机器人总体的关节利用率得到提升，实现具有时间最优导向的机械臂轨迹规划优化。
一种基于采样机械时间最优轨迹规划算法

[发明专利]一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法-CN202310556408.6在审
发明人： 朱延河;郑天骄;王成志;赵士泽;刘均臣;杨子元;傅彦博;李沅澄;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法，它属于工业机器人系统领域。本发明解决了现有多关节串联型工业机器人运动规划方法存在轨迹规划效率低、易陷入局部最优值且轨迹执行时间长的问题。本发明从运动的起点出发，将控制输入离散化为有限个，按照各状态的可达集代价排序确定下一步优先探索的状态，通过状态空间遍历搜索，找到一条代价最低的状态空间轨迹连接到机器人的目标状态上，从而生成一条相对于传统运动学规划更符合工业机器人动力学约束的参考路径点序列，而且该序列为状态空间序列，相较于关节空间位置序列更容易进行进一步的轨迹生成。本发明方法可以应用于机器人轨迹规划。
一种基于可达集引导启发式搜索机器人动力学规划方法

[发明专利]一种基于模式搜索和群智能优化的机械臂刚柔耦合动力学参数辨识方法-CN202310560451.X在审
发明人： 朱延河;郑天骄;李沅澄;王成志;刘钧臣;傅彦博;赵士泽;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种基于模式搜索和群智能优化的机械臂刚柔耦合动力学参数辨识方法，它包含：建立包含耗散力的刚柔耦合多自由度机械臂拉格朗日动力学模型；求解动力学最小参数集，并通过线性关系重组获得观测矩阵，获得可辨识的机械臂线性化动力学模型；基于有限傅里叶级数和五次多项式建立动力学参数辨识激励轨迹模型；以观测矩阵的条件数与奇异值的组合作为激励轨迹优化的目标函数；利用模式搜索算法与群智能优化算法迭代优化获得最终激励轨迹最佳参数；对最佳激励轨迹运行产生的状态参数进行最小二乘法辨识，获得机械臂动力学参数。本发明提高了全局可行域内搜索能力与后期局部搜索收敛能力，提高了对测量信号噪声的抗干扰能力，提高了参数辨识的准确性。
一种基于模式搜索智能优化机械臂刚柔耦合动力学参数辨识方法

[发明专利]可变换构型的并联下肢穿戴助力装置-CN202310127774.X有效
发明人：张清华;朱延河;李洪武;唐源;巨浩天;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：可变换构型的并联下肢穿戴助力装置，包含驱动装置、主动关节、从动关节和平面六连杆机构；驱动装置固定在平面六连杆机构的腰部基座上，用于驱动可作转动的主动关节，从动关节与主动关节相连并间隔分布，主动关节、从动关节和平面六连杆机构转动连接形成可变换构型的多边形结构，以实现对不同运动状况的辅助出力，其中一个主动关节与一个从动关节之间的用作支撑运动的连杆机构的脚踏板上并列布置有单向转动的两个滚轮，以适应不同地形的助力运动。本发明采用主动关节和从动关节间隔布置，控制方式直观简便，可适应不同的构型和使用工作状态。
变换构型并联下肢穿戴助力装置

[发明专利]一种基于鲍登珠链传动的外骨骼关节系统-CN202310427370.2在审
发明人：高永生;郎国栋;沈文鹏;朱延河;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：一种基于鲍登珠链传动的外骨骼关节系统，涉及外骨骼机器人领域。为了解决现有的远距离传动无法满足即执行机构和驱动电机之间的相对位置的可调控化，又保证二者之间稳定传动比的问题。本发明中关节驱动机构与外骨骼关节机构远距离设置，关节驱动机构将旋转运动通过柔性传动机构传递给外骨骼关节机构，外骨骼关节机构将旋转运动传递给关节驱动杆；柔性传动机构包括柔性传动珠链、导向组件和限位张紧组件，柔性传动珠链的一端套装在关节驱动机构上，柔性传动珠链的另一端套装在外骨骼关节机构的输入端上，柔性传动珠链通过限位张紧组件实现张紧；柔性传动珠链的中间段在导向组件的导向作用下实现空间位置的改变。本发明主要用于驱动外骨骼关节。
一种基于鲍登珠链传动骨骼关节系统

[发明专利]外骨骼人机穿戴时用的充气式柔性连接单元和连接方法-CN202310432335.X在审
发明人：郎国栋;高永生;姚士军;朱延河;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：外骨骼人机穿戴时用的充气式柔性连接单元和连接方法，它涉及一种外骨骼柔性连接单元及其连接方法。本发明为了解决现有技术中外骨骼与人体运动趋势不一致时，绑带会对肢体产生牵拉作用，引起穿戴者的不适、增大人机交互力，甚至导致穿戴者受伤的问题。本发明的外侧膜向内滚动变为内侧膜的同时，内侧膜也相应地向外滚动变为外侧膜。当肢体与外骨骼的机械臂运动趋势发生不一致时，充气式柔性连接套的外侧膜与内侧膜发生相对滚动，肢体可以无阻碍地沿X方向自由伸长或收缩；同时充气式柔性连接套内的气体被压缩，肢体能够有限地沿Y、Z方向上发生微小移动，进而为使用外骨骼的穿戴者提高安全性和舒适性。本发明用于外骨骼与人体肢体的柔性连接。
骨骼人机穿戴充气式柔性连接单元方法

[发明专利]一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台-CN202310194784.5在审
发明人：郑天骄;李家磊;赵思恺;赵杰;朱延河 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： F16M13/00 文献下载
摘要：一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台，它涉及一种可折叠稳定平台。本发明为解决现有可穿戴平台稳定性差、占用空间大且难以实现主动控制的问题。本发明包括穿戴背板、肩关节、大臂、肘关节、小臂和末端法兰，穿戴背板固接在人体背部，穿戴背板的上端通过肩关节与大臂的下端连接，大臂的上端通过肘关节与小臂的下端连接，末端法兰与小臂的上端连接，大臂和小臂上均设有弹簧重力平衡机构。本发明用于搭载执行器。
一种基于重力平衡原理可折叠稳定平台

[发明专利]一种带有固定翼的陆空两栖机器人-CN202211027074.5有效
发明人：赵杰;高靖松;朱延河;高良;张俊明;金弘哲;臧希喆 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B60F5/02 文献下载
摘要：一种带有固定翼的陆空两栖机器人，它涉及陆空两栖机器人技术领域。本发明解决了现有的陆空两栖机器人存在将复合移动平台与飞行平台结合后容易出现平台互为负载的情况，且在飞行模式下复合移动平台会破坏整体翼型的完整性及机器人整体的气动特性的问题。本发明的可倾转四旋翼飞行机构的四个旋翼组件分别两两相对地设置在机身两侧靠近机翼的前后两端处，地面移动平台为两轮腿式自平衡爬行机构，两轮腿式自平衡爬行机构的两个腿部组件分别对称安装在机身底部两侧的地面移动平台收纳槽中，飞行模式下能够将腿部组件完全回收至机身内部并通过四个旋翼组件实现飞行作业。本发明用于保证陆空两栖机器人在飞行模式下整体翼型的完整性及机器人整体的气动特性。
一种带有固定陆空两栖机器人

[发明专利]两轮腿式陆空两栖机器人运行控制方法-CN202210879782.5有效
发明人：赵杰;高靖松;高良;朱延河;金弘哲 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-07-25 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：一种两轮腿式陆空两栖机器人运行控制方法，属于机器人控制技术领域。本发明针对现有两栖平台在将飞行动力与地面移动动力结合时，需将两个平台互为负载实现作业功能，造成资源浪费的问题。包括根据起点和目的地，以达到时间为约束条件，机器人整体能耗最低为优化目标进行移动轨迹规划，并将移动轨迹按照移动方式不同分为多个路段；对机器人按行进路段发送对应作业模式指令；根据作业模式指令控制机器人执行地面移动模式、飞行模式或协同作业模式；并在指令执行过程中持续判断当前指令与相邻前一指令是否发生变化，若是，则按照设定过渡模式进行模式切换；否则，继续执行当前作业模式；直到到达目的地。本发明可以提高两栖机器人的控制精度。
两轮腿式陆空两栖机器人运行控制方法

[发明专利]一种气弹簧储能被动型上肢助力外骨骼-CN202010225907.3有效
发明人： 朱延河;滑宇翔;李莹辉;赵杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-03-26 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：一种气弹簧储能被动型上肢助力外骨骼，它涉及一种外骨骼，它包括背部承载装置、两个肩部运动机构和两个大臂助力机构；背部承载装置的两侧分别布置有一个肩部机构和一个大臂助力机构；每个所述大臂助力机构包括大臂捆绑架、弹性伸缩件和肩部连接件；弹性伸缩件的一端转动安装在大臂捆绑架上，另一端转动安装在肩部连接件上，肩部连接件与肩部运动机构固接，大臂捆绑架可转动地设置于肩部连接件上；所述大臂捆绑架转动轴线与弹性伸缩件的两端转动轴线均平行；所述肩部运动机构与背部承载装置连接，用于随人体肩部被动运动。本发明结构紧凑，有助于减轻工作人员长期工作时肩颈部的压力负荷，降低穿戴者的疲劳损伤。
一种弹簧被动上肢助力骨骼

[发明专利]一种结合倾转四旋翼与双轮足的陆空两栖机器人-CN202211025894.0有效
发明人：高良;高靖松;赵杰;朱延河;金弘哲;臧希喆 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B60F5/02 文献下载
摘要：一种结合倾转四旋翼与双轮足的陆空两栖机器人，它涉及陆空两栖机器人技术领域。本发明解决了现有的陆空两栖机器人采用单一移动模式与飞行平台结合，存在爬行机构的功能单一，且需要借助飞行平台实现行走，进而降低了机器人的续航能力的问题。本发明的倾转舵机的摇臂与舵机驱动转轴连接，旋翼驱动电机的电机轴上安装有螺旋桨，舵机驱动转轴在与其连接的两个倾转舵机的驱动下实现转动，进而带动舵机驱动转轴两端的螺旋桨和旋翼驱动电机实现倾转，两个腿部组件分别对称安装在两个纵向安装侧板的外侧壁上。本发明将轮腿式复合移动爬行机构与飞行平台结合，在增加了机器人功能的同时，摆脱飞行平台的辅助，实现独立行走，提升机器人的续航能力。
一种结合倾转四旋翼双轮陆空两栖机器人

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