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公开(公告)号：CN115167389B
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202210638408.6
申请日：2022-06-07
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: G05D1/43 , G05D1/633 , G05D1/644 , G05D1/648 , G05D109/12
Abstract: 本发明属于机器人运动控制技术领域，具体涉及一种行为驱动的四足机器人中枢层细粒度演进优化模型。所述四足机器人中枢层细粒度演进优化模型采用多模态切换控制的策略，其原理是将实际环境中的地形划分归类为台阶与斜坡两大类，针对台阶地形和斜坡地形分别采用不同的细粒度摆动轨迹规划；通过本体运动学和IMU等感知数据实现对台阶和斜坡两类典型地形的快速判别，进一步基于模态判别结果对细粒度摆动行为进行在线演进优化，提高整体地形的通过能力，并提升四足机器人在“全自主”任务下的复杂地形自适应通过能力。
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公开(公告)号：CN114578836B
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202210127357.0
申请日：2022-02-11
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 许鹏 , 苏波 , 江磊 , 姚其昌 , 党睿娜 , 许威 , 蒋云峰 , 王志瑞 , 慕林栋 , 梁振杰 , 汪建兵 , 邢伯阳 , 刘宇飞 , 郭亮 , 邱天奇 , 赵建新 , 邓秦丹 , 闫瞳 , 侯茂新 , 杨超宁
IPC: G05D1/49 , G05D109/12
Abstract: 本发明提出一种双轮足机器人跳跃控制方法，用于解决由于复杂建模方式所导致的双轮足机器人跳跃控制方式复杂的问题。本发明以虚拟腿为研究对象建立双轮足简化动力学模型，将其作为控制的模型基础，通过控制轮子的驱动力矩，实现机器人可变虚拟腿长度下的平衡控制；设计虚拟腿足的z方向运动轨迹，通过腿部逆运动学计算关系，由计算得到的虚拟腿足运动轨迹得到每个支撑腿的足运动轨迹，再计算每个关节的角度，进而通过控制关节角度实现弹跳控制；计算沿驱动轮前进方向的水平弹跳作用力补偿，用于平衡弹跳时由于驱动轮与地面的冲击产生的x方向的扰动，与平衡控制共同作用，实现双轮足机器人跳跃稳定控制，该方法简单易实现，且控制效果好。
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公开(公告)号：CN114021376B
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202111364706.2
申请日：2021-11-17
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 智能移动机器人(中山)研究院
IPC: G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明提出一种四足机器人地形坡度估计方法，主要步骤包括单腿运动学解算，姿态解算坐标系转换，TD状态缓存。最小二乘平面拟合和ARMA模型回归预测。本发明基于ARMA模型，引入地形类型先验知识实现对坡面角度拟合数据的滤波、预测与估计，面向四足机器人常用Trot步态仅有两腿支撑的特点，以历史足地接触信号为触发采集足端运动学数据与机载惯性传感器测量姿态，从而获取四个离散点数据并进一步采用最小二乘法进行拟合坡面角度，能够提高拟合结果的平滑性能。
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公开(公告)号：CN116679735A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310420831.3
申请日：2023-04-19
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 苏波 , 江磊 , 赵建新 , 邢伯阳 , 梁振杰 , 闫曈 , 蒋云峰 , 刘宇飞 , 王志瑞 , 邱天奇 , 许鹏 , 汪建兵 , 田翀 , 姚其昌 , 许威 , 李宇峰 , 邓秦丹 , 郭亮
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种基于神经网络的仿生机器人驱动系统参数辨识方法，采用的是基于神经网络的方法进行参数辨识，可实现不同运动下的参数辨识，相比于传统的驱动系统的建模及参数辨识方法更加精确且适应性更强。其特征是在于使用机器人关节驱动系统的本体及外部传感器采集驱动系统状态数据，从而建立一个驱动系统的训练样本集，并训练得出驱动系统的关键参数。本发明考虑电机及连杆输出的摩擦，以及减速器的摩擦，并将其引入关节驱动系统的建模中，提升了模型精度，并利用神经网络辨识得出加权系数，作为参数辨识结果。
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公开(公告)号：CN113934208B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202111074849.X
申请日：2021-09-14
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 苏波 , 闫曈 , 许威 , 江磊 , 党睿娜 , 汪建兵 , 邓秦丹 , 郭亮 , 姚其昌 , 蒋云峰 , 刘宇飞 , 邢伯阳 , 王志瑞 , 慕林栋 , 梁振杰 , 赵建新 , 许鹏 , 邱天奇
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种被动轮式四足机器人轮滑步态控制方法，属于机器人运动控制技术领域。该方法针对四足机器人轮滑运动建立了足端单腿蹬地运动轨迹规划，针对单腿蹬地过程中保持整机稳定性提出了对称腿质心平衡法，同时建立了四足机器人轮滑运动各腿相位时序。本发明通过建立四足轮滑机器人对称腿质心平衡方程实现了四足轮滑机器人蹬地运动时机身的稳定，实现了四足机器人被动轮轮滑运动。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115056882A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210448946.9
申请日：2022-04-26
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: B62D57/032 , B60K17/04 , B60L50/00
Abstract: 本发明涉及一种三自由度仿生腿足结构及应用其的四足机器人，三自由度仿生腿足结构包括大腿总装、小腿总装、前摆关节电机和髋部外展关节电机，主要利用传动机构将膝关节电机也集成在机器人的髋部位置，以减少腿部总成运动时产生的转动惯量，提高机器人机动性能。现有技术中最为常用的就是利用平行四边形或反平行四边形机构传递膝关节电机驱动小腿的动力，而带传动比起多连杆传动具有质量轻、转动惯量小、无死点、传动比稳定、噪音低、可靠性高、对材料没有刚度要求等优点，且同步带具有一定吸振减震和抗冲击的能力，因此带传动可以大大减小对关节电机的性能要求和使用负担，提高机器人整机可靠性能。
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公开(公告)号：CN114879711A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210562562.X
申请日：2022-05-23
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: G05D1/08 , B62D57/032
Abstract: 本发明涉及一种腿足式仿生机器人的模块化运动控制系统，属于腿足式仿生机器人技术领域。本发明包括几何和质量特性模块、足尖轨迹规划模块、相序步态规划模块、单腿控制模块和力位PD控制模块，其中单腿控制模块包括正逆运动学计算模块、动力学模块等。本发明通过对运动控制的功能性划分，并对划分的功能模块化进行开发，整体的非强耦合性集成，实现了腿足式仿生机器人运动控制软件自顶向下规划控制、单点开发、模块间集成和系统的协同分层研发及测试、松耦合和流程化的运动协作的高效、高可靠性的研发，提高了腿足式仿生机器人运动控制软件开发和测试效率。
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公开(公告)号：CN108153298B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN201710258142.1
申请日：2017-04-19
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: G05D1/02 , G05D1/08 , B62D57/032
Abstract: 本发明涉及一种基于改进人工势场的足式机器人牵引控制方法及系统，构建机器人目标引力势能场和障碍物斥力势能场函数；根据势能场计算目标和障碍物虚拟力，并计算环境产生的虚拟合力；根据环境产生的虚拟合力，计算机器人的运动控制信号；根据机器人的运动控制信号，计算机身位姿控制器的输入。本发明采用改进的人工势场理论，克服了机器人在局部区域内无法到达终点的缺陷。
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公开(公告)号：CN114564010A
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202210133403.8
申请日：2022-02-11
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 许鹏 , 苏波 , 江磊 , 蒋云峰 , 党睿娜 , 姚其昌 , 许威 , 王志瑞 , 慕林栋 , 梁振杰 , 汪建兵 , 邢伯阳 , 刘宇飞 , 郭亮 , 邱天奇 , 赵建新 , 邓秦丹 , 闫瞳 , 侯茂新 , 杨超宁
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种双轮足机器人单边越障控制方法，用于解决由于复杂建模方式所导致的双轮足机器人单边越障控制方式复杂的问题。首先，建立含有机器人虚拟腿姿态角度、虚拟腿姿态角速度、机体偏航姿态角度、机体偏航姿态角速度、机体前向位移，以及机体前向线速度六个状态量的双轮足简化动力学模型，并进行线性化、离散化处理；其次针对离散的虚拟腿长度进行状态反馈矩阵元素的多项式插值，采用卡尔曼滤波器实现各状态观测，利用线性二次型调节器进行全状态反馈，实现状态反馈平衡控制，最后，对支撑腿进行侧倾角姿态补偿，通过支撑腿运动学逆解产生髋部关节角度和膝关节角度，实现单边越障的姿态控制，该方法简单易实现，且控制效果较好。
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公开(公告)号：CN114021376A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202111364706.2
申请日：2021-11-17
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 智能移动机器人(中山)研究院
IPC: G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明提出一种四足机器人地形坡度估计方法，主要步骤包括单腿运动学解算，姿态解算坐标系转换，TD状态缓存。最小二乘平面拟合和ARMA模型回归预测。本发明基于ARMA模型，引入地形类型先验知识实现对坡面角度拟合数据的滤波、预测与估计，面向四足机器人常用Trot步态仅有两腿支撑的特点，以历史足地接触信号为触发采集足端运动学数据与机载惯性传感器测量姿态，从而获取四个离散点数据并进一步采用最小二乘法进行拟合坡面角度，能够提高拟合结果的平滑性能。
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