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[发明专利]一种并联机器人复杂构件廓形接触式在位测量系统和方法-CN202310732294.6在审
发明人：马建伟;张树梅;贾振元;闫惠腾;张倩;曾祥瑞;苏家豪;刘巍 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G01B21/20 文献下载
摘要：本发明一种并联机器人复杂构件廓形接触式在位测量系统和方法属于复杂构件在位测量技术领域，涉及一种并联机器人复杂构件廓形接触式在位测量系统和方法。该测量系统由并联机器人和支撑架、接触式位移传感器、传感器连接机构、仿形夹具组件组成。测量方法采用复杂构件廓形接触式在位测量系统，建立待测构件工件坐标系；根据构件CAD模型提取点位特征，规划并联机器人测量轨迹。利用接触式位移传感器获取并联机器人末端运动轨迹与复杂构件表面距离变化，通过在并联机器人末端轨迹叠加实测位移变化，实现复杂构件表面空间点位数据获取进行拟合重建，实现被测复杂构件廓形测量。该方法有效避免二次装夹引入的误差，有效提高该类零件的加工效率与精度。
一种并联机器人复杂构件接触在位测量系统方法

[发明专利]一种基于双目视觉引导的机械臂实时跟踪方法-CN202010932018.0有效
发明人：马建伟;吕琦;高松;闫惠腾;贾振元;刘巍;刘冬 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-09-08 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明一种基于双目视觉引导的机械臂实时跟踪方法属于机器人视觉技术领域，涉及工业机器人领域一种基于双目视觉引导的机械臂实时跟踪方法。该方法首先进行双目立体视觉标定、校正与匹配，机械臂正逆运动学建模。然后，建立双目相机与机械臂的坐标转换关系，通过双目相机快速采集图像序列。利用线性核相关滤波对相机采集的图像序列进行处理，并转化到机器人基坐标系{B}下，经运动学计算得到机械臂运动控制参数。最终，由机械臂控制器、机械臂本体、执行器完成相关作业任务。本发明所提出的跟踪方法能够适应工件尺度的变化，且兼顾实时性与鲁棒性，不确定性因素对系统的影响极大弱化，具有智能化、系统化程度高的特点。
一种基于双目视觉引导机械实时跟踪方法

[发明专利]基于改进型向心参数化法的曲面高精重构方法-CN202011252276.0有效
发明人：马建伟;曲梓文;李冠霖;闫惠腾;吕琦;贾振元;刘巍 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-11-11 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G06T17/00 文献下载
摘要：本发明基于改进型向心参数化法的曲面高精重构方法属于点云数据的曲面重构领域，涉及一种基于改进型向心参数化法的曲面高精重构方法。该方法针对具有高陡度、频凹凸、周向起伏甚至非连续特征的复杂曲面零件的点云数据，从建立数据点间弧长精确估计入手，在向心参数化方法的基础上引入修正因子，采用数据点密切圆弧长与对应弦长间法向距离的平均值作为修正公差，对采用弦长平方根的弧长估计进行修正，以重构误差、保形性为考量对控制顶点固定的参数化结果进行优化。该方法具有计算过程简单、计算效率高、重构精度高等特点，克服现有的未虑及复杂曲面点云数据的几何特征导致重构精度较低的技术缺陷与不足，有效提升复杂曲面点云数据的重构精度。
基于改进型向心参数曲面高精重构方法

[发明专利]一种Delta型并联机器人正向运动学几何求解方法-CN202210461084.3在审
发明人：马建伟;沈亚彬;闫惠腾;孙赫辰;张树梅;司立坤;刘巍 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-04-28 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： G06F17/12 文献下载
摘要：本发明一种基于空间几何学的并联机器人正向运动学求解方法，属于并联机器人正向运动学求解领域，涉及一种Delta型并联机器人正向运动学的几何求解方法。该方法先进行Delta型并联机器人几何模型简化，利用等效连杆代替从动臂平行四边形结构，根据主动臂在定平台分布特点建立机器人基坐标系。判断输入的驱动角度是否在允许范围，若满足条件则构建对应坐标系下的空间三棱锥。建立求解底面三角形外接圆心的齐次线性方程组替代二次方程组求解，将Delta型并联机器人末端位置求解转化为已知各棱长的三棱锥顶点位置求解问题。最后进行矢量计算，完成运动学正向求解。该方法规避了多解取舍问题，消除了机器人末端位置计算误差，并保证了计算效率。
一种 delta 并联机器人正向运动学几何求解方法

[发明专利]非对称S型速度曲线控制的直线电机高精定位方法-CN202011273554.0有效
发明人：马建伟;左一鸣;胡国庆;王云峰;闫惠腾;司立坤 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-11-14 - 公布日： 2021-11-26 - 主分类号： G05D13/62 文献下载
摘要：本发明非对称S型速度曲线控制的直线电机高精定位方法属于高精高速运动控制领域，涉及一种非对称S型速度曲线控制的直线电机高精定位方法。该方法根据直线电机性能约束，定义比例因子并设置加减速段速度曲线形状特征，从而确定合适的运动控制参数；计算S型速度曲线时间段匹配关系，并基于点到点运行距离约束对其进行更新；根据S型速度曲线加加速度J与时间t的关系，采用逐次积分方法求解得到加速度与时间a‑t、速度与时间v‑t以及位移与时间s‑t的表达式；根据PLC扫描周期将表达式离散得到运动指令实时传送给驱动器，驱动电机按照设定指令完成动作，确保运行过程平稳性。
对称速度曲线控制直线电机定位方法

[发明专利]基于不动基准点的航天器舱体重力变形测量方法-CN202010860157.7有效
发明人：刘巍;李俊卿;张洋;逯永康;闫惠腾;吕琦;马建伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-08-25 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： G01B11/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于不动基准点的航天器舱体重力变形测量方法，属于大尺寸测量领域，涉及一种基于不动基准点的航天器舱体重力变形测量方法。该方法首先在舱体上布置不动基准点与关键点，以立式工位作为近似零重力工位，使用激光跟踪仪为关键点进行全局赋值，以不动基准点为约束实现与卧式工位的坐标系匹配，然后通过转站测量获取舱体上的关键点在变形后的坐标，进而求解任一关键点的几何位移矢量，确定舱体的重力变形量。与传统方法相比，本发明所提方法能够剔除航天器舱体的成型误差的影响，有效求解舱体上任一关键点处的三维变形，为大型航天器舱体局部测量基准的偏差修正、重力变形的理论计算等提供前提和依据，具有重要的应用前景。
基于不动基准点航天器体重变形测量方法

[发明专利]一种机械臂高质量运动路径生成方法-CN202010374255.X有效
发明人：马建伟;高松;闫惠腾;刘冬;贾振元;刘巍;王福吉 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-05-06 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明一种机械臂高质量运动路径生成方法属于现代智能制造技术领域，涉及工业机器人领域一种机械臂高质量运动路径生成方法。该方法先基于5次B样条插值关节空间路径时插值点个数与误差之间的负指数关系，随机两次选取插值点，计算对应的插值结果与理想路径之间的误差。再以得到的插值结果误差为依据，计算路径上误差的中位数，并将路径上误差大于中位数的区域作为插值点加密区域。最终，对分区加密插值点后的关节空间离散的角度值重新使用5次B样条插值，得到了全路径上误差均小于预期误差的机械臂高质量运动路径。本发明有效降低了插值得到的关节空间路径与理想路径之间的误差，使得到的高质量运动路径在全路径上的误差均小于期望误差。
一种机械质量运动路径生成方法

[发明专利]一种机械臂关节空间转角最小路径求取方法-CN202010182024.9有效
发明人：马建伟;高松;闫惠腾;吕琦;贾振元;刘巍;司立坤 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-03-16 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明一种机械臂关节空间转角最小路径求取方法属于现代智能制造技术领域，涉及工业机器人领域一种机械臂的关节空间转角最小路径求取方法。该方法首先结合混沌现象构造一个能够收敛到机械臂单个位姿对应的全部逆运动学解的迭代起点集合，将迭代起点依次带入LM迭代算法中求解逆运动学解。并剔除重复的结果和超出机械臂各关节运动范围的结果，得到单个位姿对应的全部逆运动学可行解。然后，再依次求取全部逆运动学可行解，得到关节空间运动路径全部可行解；最后，建立搜索算法计算机械臂关节空间转角最小路径。本方法有效避免了关节空间路径位置突变和位移量大的问题，具有计算精度高、路径光顺的特点，更加符合机械臂实际工作的需求。
一种机械关节空间转角最小路径求取方法

[发明专利]一种机械臂进给式激光刻蚀系统的对刀方法-CN202010374268.7有效
发明人：刘巍;王嘉丞;马建伟;吕琦;闫惠腾;刘冬;王福吉 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-05-06 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明一种机械臂进给式激光刻蚀系统的对刀方法属于特种加工领域，涉及一种基于机器视觉技术的机械臂进给式激光刻蚀系统的对刀方法。本发明通过对激光刻蚀系统优化改进，加设视觉传感器及主动投射指示激光器，增添系统内异种空间非合作机电设备间交互信息获取功能。虑及倾斜视觉测量构型引入的非正视透视畸变及视觉传感器成像失真问题，采用逆透视变换几何校正及相机畸变补偿技术，进行图像信息修正。结合多帧序列图像动态变换及多轴驱动进给装置空间形位特征信息，实现工作空间内激光刻蚀聚焦平面与零件起始待加工特征点间的精确找正。该方法解决了激光刻蚀加工起始阶段的精确定位对刀问题，提升了目标工件的加工精度及成品质量。
一种机械进给激光刻蚀系统方法

[发明专利]一种基于切削点变换的车削后刀面干涉避障方法-CN202011252293.4在审
发明人：马建伟;李冠霖;秦逢泽;张建洲;闫惠腾;贾振元 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-11-11 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： B23Q15/013 文献下载
摘要：本发明一种基于切削点变换的车削后刀面干涉避障方法属于多轴数控超精密车削加工领域，涉及一种基于切削点变换的车削后刀面干涉避障方法。该方法基于现有的Z‑CX‑B四轴数控车床基本构型，添加W轴或Y轴作为第五轴，针对表面凹凸起伏的回转类零件，以单位时间扫过的弧长恒定为约束，使得主轴转过的不同角度而实现主轴变转速运动。确定复杂曲面零件的特征点集，通过计算W轴摆动角度和Y轴移动距离作为刀具切削点的变换量调整刀具工作后角，使得合成切削速度矢量方向始终沿Y轴负方向不变。该方法具有计算过程简单、计算效率高等特点，为改进和优化加工轨迹和工艺参数奠定基础，对提高复杂曲面零件的加工精度和表面质量具有重要意义。
一种基于切削变换车削后刀面干涉方法

[发明专利]一种关节型机械臂逆运动学数值唯一解求取方法-CN201910278057.0有效
发明人：马建伟;高松;贾振元;闫惠腾;王嘉丞;王旭林;司立坤 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2019-04-09 - 公布日： 2020-09-11 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明一种关节型机械臂逆运动学数值唯一解求取方法属于现代智能制造技术领域，涉及工业机器人领域一种肩关节朝前偏置的关节型六自由度机械臂的逆运动学数值唯一解求解方法。该方法按照改进的DH参数法建立机械臂关节坐标系,确定机械臂相邻关节之间的4个结构几何参数，计算相邻两坐标系的齐次坐标变换矩阵。对于给定的末端坐标系O6的位姿矩阵，采用一种改进的牛顿迭代法——Levenberg‑Marquardt迭代算法。利用雅可比矩阵J计算关节坐标系逆运动学解，求得一组对应于位姿矩阵的满足精度要求的六个关节旋转角度值θi。该方法克服了传统牛顿迭代法对雅可比矩阵J必须满秩的要求，建模方法更加简单明了，行之有效。具有求解精度高、求解速度快、求解过程更加简单易行的特点。
一种关节机械运动学数值唯一求取方法

[发明专利]基于激光跟踪仪测量机械臂运动学参数标定方法-CN201910566186.X在审
发明人：马建伟;闫惠腾;高松;贾振元;王嘉丞;司立坤 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2019-06-27 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明基于激光跟踪仪测量机械臂运动学参数标定方法属于工业机械臂运动学领域，涉及一种基于激光跟踪仪测量机械臂运动学参数标定方法。该方法基于机械臂关节构型，采用改进型DH参数法建立机械臂运动学模型。利用运动学建模结果，构建机械臂运动学参数误差标定模型。虑及机械臂三维空间工作范围，采用激光跟踪仪测量机械臂末端N个绝对位置坐标。基于运动学参数误差标定模型，经过多次迭代，求解机械臂运动学参数误差，将修正后运动学参数输入机械臂控制器，实现对机械臂的离线标定。机械臂末端位置测量方法鲁棒性高、速度快、过程自动化程度高，采用的误差求解方法速度快、精度高、过程简便，实现了关节型机械臂运动学参数的高精快速标定。
运动学参数标定激光跟踪仪测量机械机械臂误差标定求解三维空间机械臂运动学模型关节型机械臂机械臂控制器绝对位置坐标工业机械臂过程自动化机械臂关节机械臂末端运动学建模多次迭代位置测量臂末端改进型鲁棒性运动学构建构型离线修正

[实用新型]一种限速新型滑板-CN201420267602.9有效
发明人： 闫惠腾 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2014-05-25 - 公布日： 2014-11-05 - 主分类号： A63C17/14 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种限速新型滑板包括：板面、砂、滑板轮、轴承、限速开关、连接杆、限位固定孔和减速胶片。所述板面通过轴承与滑板轮相连接，所述限速开关穿装于板面中并可在板面中上下运动，所述限速开关底端与连接杆连接，所述连接杆与减速胶片固接，所述连接杆通过与板面底部连接，本实用新结构简单，使用安全，方便，在下坡路面能够简单、有效得控制滑板的滑行速度，避免因速度过快难以控制而出现危险和意外。
一种限速新型滑板

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