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公开(公告)号：CN115016325A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210786738.X
申请日：2022-07-04
Applicant: 北京化工大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开一种足式机器人步态自学习方法。首先，定义足式机器人运动控制特征属性、奖励函数和评价指标，设置动作空间和状态空间。其次，在不同环境模型中使用基于DPPO算法训练模型，得到中枢神经网络的结构参数，使用中枢神经网络输出不同相位差、幅值、频率的足式机器人控制信号，得到足式机器人适应性步态。最后，通过自适应的参数估计方法提高生成步态的鲁棒性，成功将生成策略迁移至实物机器人。本发明解决传统足式机器人运动控制需要手动根据环境不同指定不同步态等问题，在仿真中自主生成鲁棒性强、控制性能好的足式机器人步态，再将生成步态迁移至实物机器人上。将深度强化学习算法真正应用在足式机器人运动控制上。
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公开(公告)号：CN111338384B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201911302153.0
申请日：2019-12-17
Applicant: 北京化工大学
IPC: G05D1/12
Abstract: 本发明公开了一种仿蛇机器人自适应路径跟踪方法，本发明的主要机理是以整体姿态框架与膨胀障碍物的位置关系代替传统的仿蛇机器人与障碍物间的位置关系，筛选规划路径点、平滑处理规划路径，获取路径导航点，利用设计的自适应路径跟踪控制器实现方法机器人对路径的跟踪。此路径规划与自适应跟踪方法由仿蛇机器人整体姿态框架生成、障碍物边缘膨胀化处理、路径规划与平滑、自适应路径跟踪控制器设计四部分构成，有效提高了仿蛇机器人多障碍复杂环境下的适应能力，对实现仿蛇机器人在复杂环境下的自主化、智能化运动有着重要意义。
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公开(公告)号：CN110000778A
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201910224808.0
申请日：2019-03-24
Applicant: 北京化工大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种仿蛇机器人控制方法，涉及仿蛇机器人的运动规划与控制领域，主要包括以下部分：建立基于速度分解的仿蛇机器人动力学模型，设计指数稳定控制器实现其运动控制；建立仿蛇机器人刚度模型，结合动力学构造刚度与能量方程，采用多目标优化算法对刚度和能量进行优化；最后通过控制关节刚度实现仿蛇机器人形态的稳定，达到外部环境的外力冲击作用下仿蛇机器人的稳定运动，提高仿蛇机器人的环境适应能力。
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公开(公告)号：CN109483523A
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201811596807.0
申请日：2018-12-26
Applicant: 北京化工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于正交关节的柔性驱动的蛇形机器人机构，属于机器人结构设计研究与工程应用领域；轮盘式磁流变液结构驱动两组正交连接的锥形齿轮，完成蛇形机器人的关节偏转控制进而实现俯仰、偏转运动。磁流变液轮盘式结构部分电流由经控制器单独控制，在关节执行器控制基础上，改变流经线圈的电流大小改变轮盘内磁感应强弱，控制磁流变液粘度即阻尼力实现柔性调节。在蛇形机器人各种运动状态可控前提下，大大提高了蛇形机器人关节模块在复杂环境下的保护和控制能力，为蛇形机器人复杂环境的实际高效应用提供了可能。
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公开(公告)号：CN109438606A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811334479.7
申请日：2018-11-09
Applicant: 北京化工大学
IPC: C08F212/08 , C08F212/36 , C08J9/00 , C08J9/36
Abstract: 本发明公开了一种注液多孔材料光滑表面的构建方法，首先通过高内相乳液聚合模板法制备具有互通网络结构的多孔材料，通过改变聚合中单体的种类、大小、含量实现对孔结构的预先控制，再将硅油通过抽真空或自动吸附方式注入到制备的多孔材料的孔结构中，内部互通网络结构将硅油锁定在材料内部，再通过材料的毛细作用硅油溢出到表面，在材料表面形成一层油膜，从而达到疏水疏油的效果。硅油的注入一方面改善了表面的光滑性能；另一方面硅油对polyHIPE结构起到保护作用。本发明提供的制备工艺简便，原材料易得，成本低，所得产物具有光滑特性和自修复性能，可用于防污、防尘、超滑表面、吸附以及生物工程方面。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115990874A
公开(公告)日：2023-04-21
申请号：CN202211381036.X
申请日：2022-11-05
Applicant: 北京化工大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种超冗余机械臂分段式动态避障方法。首先，针对场景中的机械臂状态信息与观测到的障碍物信息，建立以机械臂为中心的动态障碍预警区域。其次，当障碍物进入该区域监测范围内，基于速度障碍策略构建碰撞风险评估模型，实时评估机械臂与障碍物间的碰撞可能性。再次，若存在碰撞风险，依据障碍物信息将机械臂划分为若干避障区域，构建局部避障速度约束、关节限位约束以及连杆长度约束，求解机械臂各关节安全速度集合。最后，通过前后向迭代逆运动学求解算法实时更新机械臂位姿，进而实现动态障碍场景下的超冗余机械臂分段式避障。本发明充分发挥超冗余机械臂的灵活特性，使其在动态障碍场景下具有更好的适应能力。
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公开(公告)号：CN115416047A
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202211074959.0
申请日：2022-09-02
Applicant: 北京化工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多传感器四足机器人的助盲系统和方法，主要包括环境感知模块，决策规划模块和人机交互模块，环境感知模块由双GPS确定系统位置信息和航向，多线程雷达扫描环境点云信息，前置深度相机提供语义分割输入，鱼眼双目相机获取地面障碍物图像信息，压力传感器检测四足机器人足底受力情况；决策规划模块由控制器处理多传感器融合数据并规划下一步动作；人机交互部分由震动手环控制震度方向和幅度，弹性牵引绳提供辅助牵引力，配合在云台上的后置深度相机实时跟踪盲人，检测盲人关键点，以此推导盲人动作变化，在盲人摔倒等意外情况发生时由语音模块向外界求助。语音模块接收盲人语音指令，播报障碍物信息、盲人身体状态和规划路径信息等。本发明在保证舒适的前提下做到准确的环境感知，合适的决策规划和便捷的人机交互。
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公开(公告)号：CN114578830A
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202210374451.6
申请日：2022-04-11
Applicant: 北京化工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及基于强化学习的仿蛇机器人运动规划方法，用于解决当前主流运动规划算法在应用于仿蛇机器人时无法完成由起始点到目标点的运动规划或所规划的路径适用性差的问题。本发明是由神经网络与路径积分强化学习相结合而实现的复杂环境下运动规划新型方法，其主要机理是利用神经网络表征状态空间，以强化学习的方式训练生成可行路径，应用路径平滑算法处理路径获取可靠路径导航点，于各路径导航点间采用路径积分强化学习生成仿蛇机器人步态参数，输入关节以完成路径点导航。该方法实现了复杂环境下仿蛇机器人由起始位置到达目标位置的运动规划，有效提高仿蛇机器人对不同环境的适应能力。
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公开(公告)号：CN109719721B
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN201811596803.2
申请日：2018-12-26
Applicant: 北京化工大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种仿蛇搜救机器人适应性步态自主涌现方法，针对仿蛇搜救机器人的特殊机械结构及其所处复杂动态非结构环境，使用深度强化学习理论设计相应的步态自主学习方法。此方法应用于仿蛇搜救机器人，可以通过不断从环境中获取信息生成最优控制策略，实现在复杂非结构的救援现场中仿蛇搜救机器人的适应性步态自主涌现。该方法使用分布式并行近似策略优化，将多个仿蛇搜救机器人间策略经验相互共享，实现对未知救援环境的快速适应性学习。本发明解决传统强化学习方法不能适应复杂非结构环境以及算法收敛速度慢、稳定性差等问题，更切合实际，能够使仿蛇搜救机器人在搜救任务中自主生成适应性最优步态。
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公开(公告)号：CN106272542B
公开(公告)日：2019-01-29
申请号：CN201610844729.6
申请日：2016-09-22
Applicant: 北京化工大学
IPC: B25J17/02
Abstract: 仿蛇搜救机器人关节机构，包括两个全向轮、一个并联关节组，其中并联关节组包括固定平台、动平台、两条UPS直线驱动器、一条PU直线驱动器。此关节具有四个自由度：伸缩、俯仰、偏航、全向轮围绕仿蛇搜救机器人关节中轴线转动。仿蛇搜救机器人关节机构能够将仿蛇机器人与轮式机器人的优点有效的结合起来，使得仿蛇搜救机器人既具备传统仿蛇搜救机器人多自由度、体积小、运动灵活、环境适应能力强的特点，又具备轮式机器人运动速度快、控制简单的优点，大大的提升了仿蛇搜救机器人的运动能力，为仿蛇搜救机器人运动步态的拓展打下基础，能够有效的提高仿蛇搜救蛇形机器人在不同环境中的灵活性与适应性。
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