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公开(公告)号：CN120004159A
公开(公告)日：2025-05-16
申请号：CN202510473999.X
申请日：2025-04-16
Applicant: 南开大学 , 徐州重型机械有限公司
Abstract: 本发明涉及欠驱动系统的自动控制技术领域，提供一种保障状态约束的桅杆式起重机在线轨迹规划方法及系统，该方法包括构建桅杆式起重机的线性运动学模型并开展模型变换，得到用于轨迹规划的状态空间模型；求解有驱动状态子模型和无驱动状态子模型所涉及矩阵指数的解析解；通过零阶保持法进行离散化，获得离散模型，通过矩阵指数的解析解计算离散模型的参数矩阵；构建预测模型和误差模型；将状态约束转化为输入约束，选取代价函数构建二次规划；求解二次规划的最优解，根据最优解构建桅杆式起重机的在线轨迹。本发明实现货物精准吊运的同时，保障起重机作业时的状态约束，大大增强了桅杆式起重机在吊装运输过程中的安全性。
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公开(公告)号：CN106769153A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710059331.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 南开大学
IPC: G01M99/00
CPC classification number: G01M99/007 , G01M99/008
Abstract: 一种船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置(用于模拟真实起重机的运动特性，也是整个系统的控制主体)、船体运动模拟装置(用于模拟真实船体在海上工作时的运动状况，并作为起重机模拟装置的工作环境)、运动状态测量装置(用于测量起重机和船体模拟装置的实时运动信息，并发送给控制系统作为反馈信号)、控制系统(用于实时处理各类反馈信号，合成相应的控制命令并将其发送至伺服电机，从而使得起重机和船体模拟装置产生期望的运动)。本发明能够真实地体现船用起重机在海面工作环境下的运动特性，并且方便各种相应控制算法的实验验证。
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公开(公告)号：CN105549386A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201510884906.9
申请日：2015-12-04
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 一种船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置(用于模拟实际船用起重机系统的工作状况，它是本实验系统的控制对象)、船体摇摆模拟装置(用于模拟实际船体在复杂海况中的运动状况)、状态测量装置(用于实时测量实验系统的状态量信息，并发送给控制系统)，以及控制系统(用于接收所测量的状态量信息，并按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号，然后将控制信号发送到伺服电机，从而控制起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置按预定要求运行)。本发明真实反映船用起重机、船体摇摆的运动学和动力学特性，能够验证现有的不同起重机控制方法的实际效果。
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公开(公告)号：CN117058245A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202310890900.7
申请日：2023-07-20
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种基于计算机视觉的桥式起重机负载摆角检测方法，涉及计算机视觉的技术领域，采用计算机视觉方法实现了负载摆角的非接触式测量。本发明使用安装在负载上的红外矩形光源作为标记，并使用工业摄像机进行检测。特别的，在工业相机上安装红外滤光片来让捕捉的特征更加明显。为了提高检测的准确性和实时性，采用色彩分离与矩形轮廓检测相结合的方法对标记物进行快速识别。然后利用摄像机集合，根据识别结果计算出摆动角度。本发明方法能快速识别标记点，并能准确计算出负载摆角。特别的是，该方法具有较强的独立性和抗干扰能力，非常适用于桥式起重机系统。
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公开(公告)号：CN113942934B
公开(公告)日：2023-09-26
申请号：CN202111311080.9
申请日：2021-11-08
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于速度控制的集装箱桥式起重机精准定位及防摇控制方法。针对集装箱桥式起重机运送过程的定位和防摇任务，本发明提出一种基于速度控制的集装箱桥式起重机精准定位及防摇控制方法。首先生成速度参考轨迹，以确保小车/吊绳准确地到达设定位置。在此基础上，引入适当的反馈项，对轨迹进行在线优化，使集装箱在不利条件下也能充分抑制摇摆。设计的轨迹不含负载质量，不需大量的计算资源，只需少量传感器进行反馈，便于实际应用。本方法不仅得到了基于李雅普诺夫方法的严格稳定性分析的保证，而且其有效性在实际集装箱桥式起重机系统上也得到了充分证明。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116142977A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310061050.X
申请日：2023-01-16
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种面向负载消摆的起重机自动控制系统，用于运行起重机防摇摆控制算法，解决起重机在精准定位过程中出现的负载摆动问题。除起重机系统结构外，还包括远程数据采集端和起重机防摇摆运动控制板卡，二者能进行无线通信。远程数据采集端采集起重机吊具摆角信息，并传输至防摇摆运动控制板卡；防摇摆运动控制板卡接收来自远程数据采集端、可编程逻辑控制器和遥控器的数据后，进行逻辑判断及运算，再将运算结果及其他控制指令输出至可编程逻辑控制器，以控制起重机机械主体运转。防摇摆运动控制板卡的接口电路板集成了适用于实时控制的STM32单片机，以保障实时性；同时，集成了适用于复杂信息处理NVIDIA Jetson视觉处理器，以保障功能性。
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公开(公告)号：CN113942934A
公开(公告)日：2022-01-18
申请号：CN202111311080.9
申请日：2021-11-08
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于速度控制的集装箱桥式起重机精准定位及防摇控制方法。针对集装箱桥式起重机运送过程的定位和防摇任务，本发明提出一种基于速度控制的集装箱桥式起重机精准定位及防摇控制方法。首先生成速度参考轨迹，以确保小车/吊绳准确地到达设定位置。在此基础上，引入适当的反馈项，对轨迹进行在线优化，使集装箱在不利条件下也能充分抑制摇摆。设计的轨迹不含负载质量，不需大量的计算资源，只需少量传感器进行反馈，便于实际应用。本方法不仅得到了基于李雅普诺夫方法的严格稳定性分析的保证，而且其有效性在实际集装箱桥式起重机系统上也得到了充分证明。
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公开(公告)号：CN221272552U
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202322283721.5
申请日：2023-08-23
Applicant: 南开大学 , 杭州锐沃机器人科技有限公司
IPC: B60K7/00 , B62D57/028
Abstract: 本实用新型公开了一种轮毂电机及机器人轮腿，将带动驱动轮的电机以及电机驱动板等结构全部集成在了驱动轮之上，从而极大地节省了主机上的安装空间，让轮腿式机器人整体布局的合理性得到明显提升。本申请的主要结构包括机壳、电机定子、电机转子及电机驱动板，机壳包括转侧壳部及定侧壳部，转侧壳部与定侧壳部转动连接；转侧壳部包括与所述驱动轮连接的转侧套筒部，驱动轮的转动中心线与转侧壳部的转动中心线重合，定侧壳部具有定子安装环腔，电机定子处在定子安装环腔内，电机定子内具有中心内容腔，电机转子包括输出轴、转子本体及辐条组，转子本体套设在电机定子外，所述电机驱动板处在中心内容腔内。
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公开(公告)号：CN220842753U
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202322394544.8
申请日：2023-09-04
Applicant: 南开大学 , 杭州锐沃机器人科技有限公司
IPC: B62D57/028 , B60L50/60
Abstract: 本实用新型公开了一种多场景适用的轮足机器人，既能利用驱动轮组件快速前进，又具有多维度越障的能力，因此具备极强的使用场景适应能力，且整体结构布局合理，重心位置合适，工作过程中的稳定性好，相对能耗较低，续航能力有保障。本申请的主要结构包括主机、感应通讯组件、电池组件及一对腿部组件，感应通讯组件设置在机体的前侧，电池组件设置在机体的后侧，机体下方具有中段空间，腿部组件包括连杆机构、驱动组件及驱动轮组件，侧向转动关节用于带动腿部组件侧向转动，驱动组件的一部分处在中段空间内，侧向转动关节的一部分处在中段空间内，驱动轮组件的转动中心线、侧向转动关节及感应通讯组件沿驱动轮组件前进方向依次布置。
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公开(公告)号：CN221214314U
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202322377667.0
申请日：2023-09-03
Applicant: 南开大学
IPC: B62D57/028
Abstract: 本实用新型公开了一种机器人腿部结构及机器人，结合了轮式机器人与腿足式机器人的优点，且在此基础上，采用了更为灵活的轮腿式方案，能够实现更多的动作，以适应不同的地形环境和用途。本申请的主要结构包括第一转动关节、与第一转动关节连接的第二转动关节、与第二转动关节连接的第三转动关节、与第三转动关节连接的机器人腿四连杆机构及设置在机器人腿四连杆机构末端的驱动轮组件；所述第一转动关节，用于驱动第二转动关节、与第二转动关节连接的第三转动关节及与第三转动关节连接的机器人腿四连杆机构整体转动，所述第二转动关节，用于驱动第三转动关节及与第三转动关节连接的机器人腿四连杆机构整体转动。
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