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[发明专利]双模式球形机器人机构及行走方法-CN201711003637.6有效
发明人： 黄用华;庄未;李高明;黄浩;钟艳如;黄美发;匡兵;孙永厚;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-10-24 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B62D57/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种双模式球形机器人机构及行走方法，包括外球壳以及外球壳行走驱动元件，外球壳行走驱动元件包括设于外球壳上、下半球壳内的三个正交单排全向轮和半内球壳，半内球壳与外球壳之间通过牛眼轮滚动接触，三个单排全向轮通过对应轮架安装于支撑板上并与外球壳的内球壳面摩擦接触，各轮架上设有驱动对应单排全向轮的步进电机；半内球壳内的垂直中轴线上设有光栅尺，光栅尺上对称设有配重块，配重块通过齿轮齿条传动副于光栅尺上作升降移动，配重块上设有感应光栅尺以检测质心与球心重合或偏离的读数头。本发明通过实际情况调节质心位置，可实现高速转子模式和低速偏心质量模式的任意切换，使球形机器人更快更精确到达目标位置。
双模球形机器人机构行走方法

[发明专利]嵌套式双转子陀螺机构-CN201811240517.2有效
发明人： 黄用华;李高明;庄未;莫小章;郑佳秋;胡敏;黄美发;钟艳如;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： H02K16/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种嵌套式双转子陀螺机构，其转子组件包括基于支撑组件设置的内、外转子，内转子设于外转子内，内转子为由内部航模电机带动可高速旋转的转动体；支撑组件包括设于外转子内的上、下支撑板和左、右环套，内转子设于上、下支撑板之间；左、右环套分别套装在外转子的左、右环体上，左、右环套转动的安装于左、右固定盘上；外转子上分别开设有内、外滚珠滚动槽，滚珠滚动槽中设有上、下、左、右四组滚珠组件；外转子的前、后分别设有前、后内齿圈，前、后内齿圈内分别啮合有上、下齿轮，上、下齿轮分别由上、下支撑板上安装的前、后电机驱动旋转。本发明可实现至少有一个转子产生调节平衡的陀螺力矩且陀螺机构的占用空间小。
嵌套转子陀螺机构

[发明专利]基于人工势场的球形全向车轮机构-CN201711012253.0有效
发明人： 黄用华;王亲猛;黄浩;庄未;李凯;钟艳如;黄美发;孙永厚;匡兵;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-10-26 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B62D57/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于人工势场的球形全向车轮机构，包括同球心的内、外球壳以及外球壳驱动组件，外球壳驱动组件包括圆周均布的三个单排全向轮，单排全向轮通过轮架安装于内球壳上，各轮架与内球壳之间设有弹性元件，各轮架上设有驱动对应单排全向轮的行走电机；内球壳安装于隔磁板底部，隔磁板上设有鼓形架，鼓形架通过牛眼轮与外球壳滚动连接，隔磁板顶部安装球内电磁铁；外球壳通过车轮架安装于汽车底盘上，所述汽车底盘与外球壳之间的车轮架内设有与球内电磁铁对位的球外电磁铁，球外电磁铁与球内电磁铁相对的极端异极相吸。本发明由电磁铁系统产生的人工势场可加强重力势场，从而增强恢复力矩，进而使得内部系统更加稳定。
基于人工球形全向车轮机构

[发明专利]可越障的走钢丝机器人及其行走越障方法-CN201710458490.3有效
发明人： 黄用华;杨炼;孙兵;庄未;钟艳如;黄美发;孙永厚;匡兵;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-06-16 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B25J5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种可越障的走钢丝机器人及其行走越障方法，包括安装有前、后轮式行走装置的机架，机架上设有保持机体侧向平衡的机械陀螺仪，轮式行走装置包括在“Y”型轮架上安装的三个行走轮，各行走轮的轮面上开设有与钢丝卡合的轮槽，各“Y”型轮架的中心分别于机架上铰装并由机架上设置的行走电机驱动旋转，对应于“Y”型轮架的旋转于机架设置有行走轮避让口；各行走轮两侧的“Y”型轮架上均设有在越障时打开避让钢丝和在越障后闭合防止掉离钢丝的左、右抱臂。本发明通过“Y”型轮架与行走轮的组合实现了走钢丝机器人的行走越障，左、右抱臂为行走越障提供了安全保障。
越障走钢丝机器人及其行走方法

[发明专利]提高球形全向车轮人工势场效能机构及方法-CN201711174323.2有效
发明人： 黄用华;王亲猛;李高明;庄未;钟永全;黄美发;钟艳如;孙永厚;匡兵;刘夫云 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-11-22 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B62D57/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高球形全向车轮人工势场效能机构及方法，包括球内电磁铁和球外电磁铁，球内电磁铁的上极端通过鼓形架顶部的开口伸出在外球壳的上半球面底部并与设于外球壳顶部的球外电磁铁的下极端相对且异性相吸，鼓形架安装于内球壳上的球内隔磁板上，内球壳上设有驱动外球壳的三个单排全向轮，球外电磁铁的上极端通过球外十字轴机构安装于汽车底盘上，球内电磁铁的下极端通过球内十字轴机构安装于球内隔磁板上。本发明的三个单排全向轮在驱动外球壳时，球内隔磁板会发生偏转，在十字轴机构的转向作用下，球外电磁铁与球内电磁铁始终保持轴向正对，以此产生最大化的恢复力矩，提高了所产生的人工势场的利用效能。
提高球形全向车轮人工效能机构方法

[发明专利]基于高斯分类的平衡感知检测康复机器人等级评定方法-CN202310511345.2在审
发明人：庄未;萧洪亮;黄用华;吕武;曾明昊;张兴原;梁子彦;骆泽众;淮旭鸽 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-05-08 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： A61B5/00 文献下载
摘要：本发明针对现有的一种平衡感知能力检测及康复机构缺少能够评判患病程度的完善算法系统的问题，提出基于高斯过程多分类算法，通过“一对一”的方法进行多分类器的构建和样本等级的判别。在训练环节，将不同类等级两两配对，选择合适参数，然后根据贝叶斯公式和EP近似的方法求得近似高斯分布的后验分布，进而训练得到多种组合的二分类器。在预测环节，将测试者的数据输入对应的二分类器，通过模型的计算可以得到测试样本的类别，统计票数最多的等级为测试样本的等级。最后，根据获得等级最多的个数判别为对应的等级。本发明为该机构后续的平衡感知能力康复矩阵生成提供合理有效的依据。本发明算法准确高效且实施简单明了，具有很强的工程意义。
基于分类平衡感知检测康复机器人等级评定方法

[发明专利]可全向进动的球形陀螺机构及控制方法-CN201710240488.9有效
发明人： 黄用华;杨炼;余记华;庄未;钟艳如;黄美发;孙永厚;淮旭鸽;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-04-13 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G05D3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种可全向进动的球形陀螺机构及控制方法，所述陀螺转子设于中空的球体内，所述球体置于可使其可全方位转动的上、下全向轮驱动组件中，所述上、下全向轮驱动组件分别对应于球体的上、下球面设置，各全向轮驱动组件包括圆周均布的多个全向轮组，各全向轮组包括设于对应弧形轮架上的至少三个均与球面接触的全向轮，各全向轮组中，两两全向轮的转轴之间通过等速万向节连接，首、尾全向轮的转轴分别连接球体电机和检测全向轮转速的增量式编码器。本发明解决了陀螺转子绕空间任意轴的转向问题，改进了传统三轴机械陀螺的不足，提供了一种全向驱动方法，为全向球形陀螺机构的模型建立提供了理论指导。
全向球形陀螺机构控制方法

[发明专利]多级全向空间倒立摆机构及平衡方法-CN201711052462.8有效
发明人： 黄用华;黄浩;庄未;钟艳如;黄美发;匡兵;孙永厚;刘夫云;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-10-30 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种多级全向空间倒立摆机构及平衡方法，包括由多个摆动单元构成的多级摆动机构，各摆动单元摆球的下半球体置于球架内，摆球上半球体的顶部中央设有竖直插销，球架内圆周均布设有三个与下半球体摩擦接触的单排全向轮，各单排全向轮通过对应轮架安装且各轮架上设有检测对应单排全向轮转动角度的绝对式编码器，球架顶部设有作用在上半球体上的限位件，球架底部设有与插销同轴的插孔；多个摆动单元自下而上依次插装连接，最下级摆动单元设于水平转台上，水平转台设于左右移动台上，左右移动台设于前后移动台上。本发明能够全面模拟物体在三维空间倾倒的动态行为，为检验某种多输入多输出系统控制理论或方法提供了实验平台。
多级全向空间倒立机构平衡方法

[发明专利]可全方位倾斜的小车跷跷板装置及其平衡控制方法-CN201710240057.2有效
发明人： 黄用华;杨炼;张杰;庄未;韦士腾;钟艳如;黄美发;孙永厚;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-04-13 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种可全方位倾斜的小车跷跷板装置及其平衡控制方法，其全向轮支撑组件包括圆周均布的三个全向轮，三个全向轮的轴线向下交汇于一点，设有检测对应全向轮转动参数的绝对式编码器和增量式编码器；其跷跷板平台包括上、下圆形轨槽，下圆形轨槽通过其底部同轴设置的半球体置于三个全向轮上，下圆形轨槽上设有陀螺仪传感器，一圆形轨槽内设有自由运动小车，另一圆形轨槽内设有可控小车，各圆形轨槽的底部和侧部圆周均布设有检测对应小车位置的霍尔传感器，各小车上设有检测其自身运动速度的编码器。本发明能够绕任意方向倾斜，大大地提高了跷跷板平台平衡控制系统的维度，从而扩大了跷跷板平台控制理论研究的范围与深度。
全方位倾斜小车跷跷板装置及其平衡控制方法

[发明专利]球形走钢丝机器人及其行走方法-CN201710487297.2有效
发明人： 黄用华;王昌盛;余记华;庄未;钟艳如;黄美发;孙永厚;匡兵;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-06-23 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： B25J5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种球形走钢丝机器人及其行走方法，包括同球心的外球壳、中球壳和内球壳。外球壳置于水平的环架内，其左、右半球壳体通过左、右辊轴与环架转动连接，左、右半球壳体中央向内凹陷形成环形半圆形凹槽；外球壳与中球壳之间通过支撑柱连接；中球壳的上、下半球壳体上均设有通过轮架安装的三个全向轮，各轮架上设有电机和编码器，各全向轮进入中球壳内并抵触在内球壳上；半圆形凹槽两侧的左、右半球壳体上对称设有左、右环形吊架，左、右环形吊架底部垂吊有锁闭装置防止掉落。本发明将整个机构封装在球壳里面，提高了紧凑性，惯性转子产生一个合力矩同时调整机构的侧向平衡和驱动机构行进，具有较好的控制效果。
球形走钢丝机器人及其行走方法

[发明专利]可全方位倾斜的运动测试台及控制方法-CN201710240490.6有效
发明人： 黄用华;余记华;杨炼;庄未;钟艳如;黄美发;匡兵;孙永厚;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-04-13 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G01M1/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种可全方位倾斜的运动测试台及控制方法，包括测试平台和平台倾斜运动装置，所述平台倾斜运动装置包括分别通过对应轮架安装且在水平面上圆周均布的三个全向轮，三个全向轮的轴线向下交汇于一点，各轮架上分别设有带动对应全向轮转动的伺服电机和检测对应全向轮转动角速度的绝对式编码器；所述测试平台包括上、下同轴的圆盘体和半球体，所述圆盘体和半球体的总质心位于半球体的球心处，测试平台通过半球体放置于三个全向轮上，所述圆盘体上或半球体内部设有检测测试平台姿态的陀螺仪。本发明可将全向轮设为驱动件，将测试平台设为从动件，通过三个全向轮带动测试平台运动；也可反过来以测试平台为驱动件，带动全向轮运动。
全方位倾斜运动测试控制方法

[发明专利]无侧向摆动的全向轮-CN201611206050.0有效
发明人： 黄用华;余记华;杨炼;庄未;匡兵;黄美发;孙永厚;宋宜梅;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2016-12-23 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： B60B33/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种无侧向摆动的全向轮，包括同轴固装前、后转动的左、右轮毂，各轮毂上圆周均布有左、右转动的节轮，左、右轮毂上的节轮位置相错，同一轮毂上的节轮间隔处设有一颗或沿圆周方向的两颗以上支撑滚珠，各支撑滚珠滚动安装于滚珠座的对应珠孔内，所述滚珠座固装于间隔处的轮毂上，各支撑滚珠外露的顶部与各节轮的外轮廓处于同一圆周上。本发明作纯滚动时，支撑滚珠和节轮始终接触地面，避免了仅靠节轮接触地面导致运转不平衡的问题，提高了全向轮滚动的平稳性，增强了全向轮对动态复杂环境的适应性。
侧向摆动全向

[发明专利]测试人类平衡感知能力的装置及方法-CN201710513255.1有效
发明人： 黄用华;杨炼;孙兵;王昌盛;钟艳如;黄美发;匡兵;孙永厚;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-06-29 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： A61B5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种测试人类平衡感知能力的装置及方法，包括测试台，其下方设有半圆球体，围绕半圆球体设有支撑柱，测试台底部上均布设有支撑轮架，各支撑轮架上设有牛眼轮，测试台通过牛眼轮组水平坐落在半圆球体的球面上，各支撑柱上设有对测试台形成辅助支撑的压缩弹簧；测试台与半圆球体之间设有使测试台作俯仰、或横滚、或偏航运动的驱动机构；测试台上设有座椅，座椅的扶手上设有可按照测试台运动方向进行操纵的全向遥控手柄。本发明测试方法是将患者操纵全向遥控手柄的操作轨迹与测试台预先设定好的运动轨迹进行对比，计算出两者的误差等相关参数，根据平衡感的评估模型，求解出患者平衡感知能力指数。
测试人类平衡感知能力装置方法

[发明专利]全封闭式球形全向陀螺机构及其运行方法-CN201710486400.1有效
发明人： 黄用华;余记华;杨炼;庄未;钟艳如;黄美发;孙永厚;匡兵;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-06-23 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G01C19/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种全封闭式球形全向陀螺机构及其运行方法，包括固装于设备机体上的外球壳和设于外球壳内的水平转子，水平转子置于上、下弧形球体之间，上、下弧形球体的球心均与外球壳同心，水平转子内安装有双轴航模电机，双轴航模电机的上、下转轴分别与上、下弧形球体连接；对用于上、下弧形球体各设有三个全向轮而构成上、下三对轮系，各全向轮通过对应的弹性轮架安装于对应的弧形球体上且各全向轮在弹性轮架的弹力作用下径向压紧在外球壳内壁上，各轮架上设有驱动对应全向轮转动的电机。本发明解决了机械陀螺的封装问题，具有结构紧凑、安全可靠的特点。
封闭式球形全向陀螺机构及其运行方法

[发明专利]机器人走柔性钢丝绳实验测试平台及测试方法-CN201710053996.6有效
发明人： 黄用华;陈亚雄;庄未;钟艳如;黄美发;匡兵;孙永厚;刘夫云;钟永全 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2017-01-22 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人走柔性钢丝绳实验测试平台，包括左、右支撑架上的柔性钢丝绳牵拉机构，各柔性钢丝绳牵拉机构的十字轴的上、下轴端安装于十字轴竖轴架内，十字轴的左、右轴端安装于十字轴横轴架内，十字轴横轴架上安装有检测柔性钢丝绳拉力值并将其转化为柔性钢丝绳伸长量的拉力传感器；柔性钢丝绳拉紧在左、右拉力传感器之间；十字轴横轴架上设有检测其上、下摆动角度和速度的绝对编码器和增量编码器；十字轴竖轴架上设有检测十字轴横轴架左、右摆动角度和速度的绝对编码器和增量编码器。本发明通过编码器与拉力传感器实时反馈柔性钢丝绳的运动状态，为计算走钢丝机器人与柔性钢丝绳接触点的三维坐标、弹性势能等参数提供依据。
机器人柔性钢丝绳实验测试平台方法

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