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[发明专利]一种无线微管道胶囊子母机器人及其工作方法-CN201610818713.8有效
发明人： 郭书祥;郭健;刘鹏宇 -专利权人：天津理工大学
申请日： 2016-09-13 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： A61B5/07 文献下载
摘要：一种无线微管道胶囊子母机器人，其特征在于它包括控制器部分、母机器人部分和子机器人部分；其工作方法包括：运动，线圈产生磁场使，母机器人部分和子机器人部分运动；确定质量方案；配合工作；实现给药并退出；其优越性在于：操作灵活，体积小，易吞服；检测与治疗手段更加灵活；应用方式灵活；结合阻力小，结构简单，易于结合，实用性高；机器人各边角采用圆弧形构造，对人体肠道粘膜伤害小。
一种无线微管胶囊子母机器人及其工作方法

[发明专利]基于改进麻雀搜索算法的球形两栖机器人路径规划方法-CN202310425448.7在审
发明人：郭健;郭书祥;李琛琦;付强 -专利权人：天津理工大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提出一种基于改进麻雀搜索算法的球形两栖机器人路径规划方法，基于麻雀搜索算法，将机器人路径长度之和建模为相应的适应度函数，并将适应度函数的倒数建模为适应度值函数，其次将麻雀分为发现者，跟随者和警戒者，在发现者位置更新中引入非线性正弦因子，增加搜索算法的多样性；在跟随者位置更新阶段引入Lévy飞行策略，提高全局搜索能力，避免算法陷入局部最优解；最后通过引入局部搜索策略，对全局最优解进行局部搜索，提高全局最优解适应度。通过不断迭代寻优，最终的全局最优解即为所求的最优路径。本发明算法具有收敛速度快、优化能力强的特点，解决了传统算法容易陷入局部最优的问题，并且可以为球形两栖机器人提供一个较短的路径。
基于改进麻雀搜索算法球形两栖机器人路径规划方法

[发明专利]血管介入手术导管/导丝轴向操作位移检测装置及方法-CN201711205024.0有效
发明人： 郭书祥;赵岩;肖楠;王语鑫 -专利权人：深圳市爱博医疗机器人有限公司
申请日： 2017-11-27 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及血管介入手术机器人。血管介入手术导管/导丝非接触式轴向位移检测装置及方法，其技术方案是：包括：导丝导向及位置调整机构，相机及其高度调节机构，光源以及遮光外壳。本发明所提供的导管导丝轴向操作位移检测装置实现了导管导丝轴向操作位移的非接触检测，避免了附加编码器等机械装置运动带来的摩擦及惯性对检测精度的影响，以及对医生手术操作的影响。
血管介入手术导管轴向操作位移检测装置方法

[发明专利]一种操作血管介入手术器械的欠驱动双指旋捻夹持器及夹持方法-CN202210413330.8有效
发明人： 郭书祥;闫勇敢;吕楚桥 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-04-20 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： A61M25/01 文献下载
摘要：本发明属于医学技术领域，具体涉及一种用于夹持/旋捻血管介入用导丝/导管等较细器械的欠驱动双指夹持器，包括：箱体、安装在固定座一侧的双指夹持器组件；双指夹持器组件包括：与固定座固联的固定指组件、通过滑块组件与固定指组件的夹持器基座滑动连接的移动指组件；本发明通过两台电机驱动两组平行四边形机构，根据机构运动学解算结果调整始终平行的固定指与移动指之间距离对导管/导丝等较细对象进行夹持及旋捻，可以实现较低的驱动电机转速要求下具有更高的对象转动速度，并通过测力弹簧、测力齿条、测力齿轮及测力编码器组成的夹持力测量组件将由压缩测力弹簧产生的夹持力测量转变为测量测力弹簧压缩量，具有更易实现、测量结果稳定的特点。
一种操作血管介入手术器械驱动双指旋捻夹持方法

[发明专利]一种用于水下机器人的多功能机械腿-CN202310572920.X在审
发明人： 郭书祥;顾成超;刘萌;殷赫;李澳 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-05-22 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于水下机器人的多功能机械腿，该机械腿包括移动单元和伸缩式的机械爪抓取单元；移动单元的一号舵机与二号舵机的外壳连接；二号舵机与上支架的顶端固定连接；上支架的两侧设置有对称的滑竿；滑竿的顶端固定连接于上支架，底端固定连接于三号舵机的外壳；推进器固定安装于三号舵机的外壳背离滑竿的一侧；机械爪抓取单元包括滑块、收缩连杆、侧面挡板和抓取末端；滑块滑动配合地安装于对应的滑竿上；一号收缩连杆、二号收缩连杆、三号收缩连杆以及抓取末端组成平行四边形连杆机构；一号收缩连杆的顶端与滑块转动连接；抓取末端与侧面挡板相对设置。上述机械腿实现了移动功能和抓取功能的集成化。
一种用于水下机器人多功能机械

[发明专利]一种导管导丝双指操作器及其安全操作方法-CN202310491670.7在审
发明人： 郭书祥;闫勇敢 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： A61B34/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种导管导丝双指操作器及其安全操作方法，该双指操作器包括主端基座以及固定安装于主端基座的食指组件、拇指组件和SEA组件；主端基座用于固定连接于机械臂末端；食指组件与拇指组件用于通过相对运动实现对导丝或导管的夹持、旋捻、伸取操作，并用于实现递送力的测量和感知导丝、导管在食指组件与拇指组件之间的滑动状态；SEA组件用于食指组件和拇指组件之间夹持力的测量与闭环控制。上述双指操作器可以实现导丝导管的夹持、旋捻、递送及夹持力闭环控制功能，实现递送力的精准测量及器械在指间滑动状态的感知，在满足完成当前任务的递送力需求的情况下还可以实时截止异常递送力的增大，保证手术安全。
一种导管导丝双指操作及其安全操作方法

[发明专利]一种血管介入手术机器人主端操作器及其力反馈方法-CN202211687410.9在审
发明人： 郭书祥;闫勇敢 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-12-27 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： A61B34/37 文献下载
摘要：本发明公开了一种血管介入手术机器人主端操作器及其力反馈方法，该操作器包括主端基座、递送导轨、递送齿条、右手操作部件以及左手操作部件；主端基座的一侧固定安装有平行设置地递送齿条和递送导轨；右手操作部件包括右手递送组件和右手旋捻夹持组件；左手操作部件包括左手递送组件和左手夹持组件；右手递送组件和左手递送组件均与递送导轨滑动配合，并且均设置有与递送齿条啮合的端部齿轮。上述操作器具备力反馈功能，操作对象为真实的手术器械，保留了医生操作技巧，缩短了医生培训周期，并且能够实时采集医生操作力位信息，构建医生远程操作力觉临场感。
一种血管介入手术机器人主操作及其反馈方法

[发明专利]基于球形两栖机器人的遮挡目标6D位姿识别系统及方法-CN202310417199.7在审
发明人：郭健;郭书祥;杜超峰;付强 -专利权人：天津理工大学
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：一种基于球形两栖机器人的遮挡目标6D位姿识别系统及方法，它包括用于遮挡目标6D位姿识别的像素级投票网络PVNet和球形两栖机器人，其中主控板通过UART串口将图像采集模块采集到的RGB图像传输给边缘计算控制板，再由像素级投票网络PVNet对RGB图像中的目标进行6D位姿识别，并将识别结果传输给主控板，用于球形两栖机器人进行下一步的操作与决策；轻量级Resnet‑50网络中的Bottleneck块结构降低了网络模型计算量，且采用曼哈顿距离投票方案对二维假设关键点进行投票，降低了投票计算量，有效提高了目标6D位姿识别速度，大大提升了机器人的工作效率。
基于球形两栖机器人遮挡目标识别系统方法

[发明专利]一种介入手术机器人从端及其移动平台-CN201710544627.7有效
发明人：肖楠;郭书祥;包贤强;杨程 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2017-07-06 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： A61B34/37 文献下载
摘要：本发明公开了一种介入手术机器人从端及其移动平台和控制方法，属于微创血管介入手术技术领域。该移动平台包括平台主梁，其上通过直线导轨副D设置有平台连接块；平台连接块通过平台驱动机构驱动，它用于安装导管控制器或导丝控制器。该介入手术机器人从端包括导管控制器、导丝控制器和上移动平台；所述导管控制器和导丝控制器各安装在一个平台连接块上。本发明介入手术机器人从端在移动平台上安装导管控制器和导丝控制器，解决现有机器人难以完成对导管和导丝协同操作的问题。
一种介入手术机器人及其移动平台

[发明专利]一种介入手术机器人从端装置及其操作平台-CN201710544637.0有效
发明人：肖楠;郭书祥;包贤强;沈睿 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2017-07-06 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： A61B34/37 文献下载
摘要：本发明公开了一种介入手术机器人从端装置及其操作平台和控制方法，属于微创血管介入手术技术领域。该操作平台包括支撑平台，支撑平台上通过直线导轨副D至少设置有一个平台连接块；所述平台连接块通过驱动机构驱动，它用于安装导管控制器或导丝控制器；平台连接块通过驱动机构驱动，它用于安装导管控制器或导丝控制器。该介入手术机器人从端装置包括导管控制器、导丝控制器和上操作平台；所述导管控制器和导丝控制器各安装在一个平台连接块上。本发明介入手术机器人从端装置在操作平台上安装导管控制器和导丝控制器，解决现有机器人难以完成对导管和导丝协同操作的问题。
一种介入手术机器人装置及其操作平台

[发明专利]一种基于LORA通信技术实现的区块链系统及工作方法-CN201910683582.0有效
发明人： 郭书祥;曹晟;郭健;付强 -专利权人：天津理工大学
申请日： 2019-07-26 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G06F16/27 文献下载
摘要：一种基于LORA通信技术实现的区块链系统，每个机器人即为集群内的一个节点，是由不少于n个的区块组成LORA区块链网络，每个LORA通讯模块均由通讯单元和无线收发器单元构成；它针对无人机与物联网应用，实现了低功耗处理体系下的微区块链系统搭建，构成了去中心化控制系统，尤其是军事领域，具有非常强的实用性与可研究性。
一种基于 lora 通信技术实现区块系统工作方法

[发明专利]一种介入手术机器人从端装置及其控制方法-CN201710544628.1有效
发明人：肖楠;郭书祥;包贤强;李光轩 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2017-07-06 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： A61B34/37 文献下载
摘要：本发明公开了一种介入手术机器人从端装置及其控制方法，属于微创血管介入手术技术领域。该装置包括主体部分、导管夹持器、导丝夹紧器、括扭转组件和测力组件；导管夹持器用于夹持导管，导丝夹紧器用于夹紧或松开导丝，它们均可拆卸安装在主体部分上；导管夹持器包括医用三通阀和夹持组件，医用三通阀用于连接导管，它通过夹持组件固定在主体部分上；扭转组件用于驱动医用三通阀的螺旋帽带动导管旋转；测力组件用于检测导管的推送力。该装置能夹持导管，以及夹紧或放松导丝，达到导管导丝协同配合操作，结构简单，拆装方便。该方法通过对从端装置的控制，可完成导管的夹持、推送、扭转和测力，以及对导丝的夹紧，从而实现导管与导丝的协同配合。
一种介入手术机器人装置及其控制方法

[发明专利]一种自主式球形两栖多机器人通信系统及其工作方法-CN201610628714.6有效
发明人： 郭书祥;郭健;李鑫 -专利权人：天津理工大学
申请日： 2016-08-01 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G05D1/00 文献下载
摘要：一种自主式球形两栖多机器人通信系统，其特征在于它包括球形两栖机器人、无线通讯模块和球形两栖机器人主控板；球形两栖主机器人能够对多个球形两栖子机器人控制以及编队处理。本发明采用低信噪比下基于ZigBee通信协议通信优良的特点，降低球形两栖机器人在执行探测任务的失误率，采用点对多点的传输方式，解决以往球型两栖机器人控制结构单一问题，该通信系统采用主从分级结构配置球形两栖机器人层次，提高球形两栖多机器人执行探测任务的能力。
一种自主球形两栖机器人通信系统及其工作方法

[发明专利]一种用于脑卒中患者的多维度下肢康复评定装置及评定方法-CN202210827083.6在审
发明人：郭健;霍富栋;郭书祥;付强 -专利权人：天津理工大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： A61B5/103 文献下载
摘要：一种用于脑卒中患者的多维度下肢康复评定装置，由上位机模块、主控制器模块、惯性传感器模块、压力传感器模块及通信模块构成；评定过程中，将评定方法分为关节活动度，步态轨迹，步态相位三个层面，并通过层次分析法进行权重的确定。通过最大最小关节度算法实现关节活动度的评定；通过余弦相似度算法实现步态轨迹的评定；通过比例模糊逻辑分相法实现步态相位的识别进而进行评定；该装置结构简单、价格低廉、携带方便，评定方法通用性强、精度高且容易实现。
一种用于脑卒中患者多维下肢康复评定装置方法

[发明专利]基于深度学习的声呐图像水下管道检测方法-CN201910321418.5有效
发明人：贾云鹏;叶秀芬;刘文智;肖树国;郭书祥;李海波;梅新奎;刘育松 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-04-22 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明属于深度学习与声呐图像处理领域，具体涉及一种基于深度学习的声呐图像水下管道检测方法。本发明包括如下步骤：构建侧扫声呐图像样本数据集；对数据集中的图像进行预处理；构建用于判别水下管道的铺设方式和检测管道位置的深度卷积神经网络，并训练网络的权重得到训练好的网络；对预处理后的侧扫声呐图中水下管道铺设方式进行判断和给出位置的包围盒集合；根据包围盒集合的中心点得到水下管道的中心位置线，根据包围盒集合覆盖区域分割出目标。本专利方法与现有的方法相比，能够更准确对水下管道的铺设方式进行判定，更精准地检测出水下管道的位置及其中心位置线，泛化能力强，而且在并行加速单元的硬件支持下，检测速度快、效率高。
基于深度学习声呐图像水下管道检测方法

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