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公开(公告)号:CN117910210A
公开(公告)日:2024-04-19
申请号:CN202311685508.5
申请日:2023-12-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/13 , G06F17/16 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种六杆张拉整体机器人动力学模型构建方法,该构建方法包括:使用节点、杆、绳矩阵求取杆动能、重力势能与绳弹性势能,代入哈密顿方程得到无外力作用下的动力学模型;构建摩擦力模型和连续接触力模型,形成耗散力模型;建立杆端驱动器模型,将驱动器作用下的绳长变化代入势能计算公式,对速度以及动量的一阶微分分别求偏导后,得到驱动力模型;以哈密顿方程状态矩阵作为端口哈密顿框架的互联矩阵,耗散力模型和驱动力模型分别构成端口哈密顿框架的阻尼矩阵和输入矩阵,得到动力学模型。上述构建方法充分考虑机器人在变形及滚动运动中受到的接触力,对环境作用有更精确的描述,保证了控制器的可配置能力。
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公开(公告)号:CN114291177B
公开(公告)日:2023-07-28
申请号:CN202210055668.0
申请日:2022-01-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: B62D57/02
Abstract: 本发明公开了一种基于张拉整体结构的抗冲击滚动机器人,包括24根弹性索和6根刚性杆,6根刚性杆根据空间位置关系分为三组,每组内的2根刚性杆相互平行,组间相互垂直;每根刚性杆的一端与距离其最近的四个杆端通过四根弹性索相连;从而所述机器人表面包含二十个由弹性索构成的三角形,外观呈正二十面体;所述刚性杆包括配重块、电机、滑块滑轨机构;通过电机驱动滑块滑轨机构运动,滑块滑轨机构带动配重块运动,从而改变每根刚性杆上配重块的位置,改变机器人整体重心,从而使得机器人在自身重力矩的作用下进行滚动运动;本发明能够实现快速滚动,同时又保证了机器人的抗冲击能力。
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公开(公告)号:CN113335493A
公开(公告)日:2021-09-03
申请号:CN202110489707.3
申请日:2021-05-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本申请的六杆张拉整体框架及抗冲击无人机,通过包括六根刚性压杆和二十四根弹性索,每根刚性压杆的两个端点分别引出四根弹性索,所述每个端点的四根弹性索分别与距离该端点最近的四个端点相连接,六根刚性压杆平均分为三组,在空间位置上,三组刚性压杆中的任意两组刚性压杆相互垂直,每一组内的两根刚性压杆相互平行。本结构质量轻且能够提供高强度的抗冲击能力,在保护无人机机械结构的同时减少对无人机续航能力的影响,本无人机能够在空中飞行且能在地面进行有序可控的滚动及能够在摔落之后再次起飞。
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公开(公告)号:CN118358784A
公开(公告)日:2024-07-19
申请号:CN202410457774.0
申请日:2024-04-16
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种融合张拉整体和无人机的跨域多模态机器人,该机器人包括滚动模块和飞行模块;滚动模块为六杆张拉整体结构,包括6根刚性压杆和24根弹性索;每根刚性压杆的两端均连接有4根弹性索,4根弹性索分别与距离该刚性压杆的端点距离最近的四个刚性压杆的端点相连接;滚动模块通过控制弹性索的长度变化改变机器人的重心位置,使机器人在重力矩作用下实现翻滚;飞行模块为安装于两根刚性压杆之间的可分离式旋翼无人机结构,用于实现飞行。上述机器人将无人机与六杆张拉整体结构结合,实现机器人地面滚动模式和空中飞行模式的灵活切换,同时保证了机器人的抗冲击能力。
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公开(公告)号:CN114291177A
公开(公告)日:2022-04-08
申请号:CN202210055668.0
申请日:2022-01-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: B62D57/02
Abstract: 本发明公开了一种基于张拉整体结构的抗冲击滚动机器人,包括24根弹性索和6根刚性杆,6根刚性杆根据空间位置关系分为三组,每组内的2根刚性杆相互平行,组间相互垂直;每根刚性杆的一端与距离其最近的四个杆端通过四根弹性索相连;从而所述机器人表面包含二十个由弹性索构成的三角形,外观呈正二十面体;所述刚性杆包括配重块、电机、滑块滑轨机构;通过电机驱动滑块滑轨机构运动,滑块滑轨机构带动配重块运动,从而改变每根刚性杆上配重块的位置,改变机器人整体重心,从而使得机器人在自身重力矩的作用下进行滚动运动;本发明能够实现快速滚动,同时又保证了机器人的抗冲击能力。
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公开(公告)号:CN118536223A
公开(公告)日:2024-08-23
申请号:CN202410503586.7
申请日:2024-04-25
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/17 , G06F17/16 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种张拉整体机器人临界翻滚形状搜索方法,该搜索方法通过张拉整体机器人滚动运动特征分析,构造机器人临界翻滚条件表达式,基于张拉整体找形的力密度方法计算机器人稳态节点坐标,结合临界翻滚条件,以力密度为变量进行优化问题建模,最终形成可对张拉整体机器人临界翻滚形状完成搜索的方法。本发明的搜索方法有效解决了张拉整体机器人临界翻滚形状搜索的问题,可以获取能够使机器人发生翻滚的期望节点位置信息,为机器人的运动控制提供关键参考。
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公开(公告)号:CN117311146A
公开(公告)日:2023-12-29
申请号:CN202311211202.6
申请日:2023-09-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于拉格朗日方程的张拉整体无人机动力学模型构建方法,涉及机器人领域,能够精准描述张拉整体无人机在地面和空中两种环境下的运动。技术方案为:基于拉格朗日方程的张拉整体无人机动力学模型构建方法,张拉整体无人机为六杆张拉整体无人机,具体步骤包括:步骤一:以张拉整体无人机系统中的中心四旋翼无人机的位置和姿态、及不与中心四旋翼无人机直接相连的杆端节点为研究对象,利用节点矩阵和连接矩阵构建六杆张拉整体无人机的空间构型。步骤二:以步骤一的空间构型为基础,计算张拉整体无人机的总动能、总势能以及约束方程,结合碰撞接触模型,最终得到张拉整体无人机动力学模型。
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公开(公告)号:CN117234078A
公开(公告)日:2023-12-15
申请号:CN202311206507.8
申请日:2023-09-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于滑模控制的张拉整体无人机滚动控制方法,涉及机器人控制技术领域,该方法以张拉整体无人机的动力学模型为基础,根据张拉整体无人机中无人机与刚性压杆的物理连接关系,将动力学模型中的广义坐标分成直接受驱和间接受驱两大类,并根据动力学模型中控制输入与广义坐标的对应关系将直接受驱的广义坐标细分为欠驱动子系统和全驱动子系统,最后以张拉整体无人机滚动运动的理想轨迹和姿态为期望值,利用滑模控制设计张拉整体无人机滚动运动的控制器。本发明不需要大量参数调试,有效解决张拉整体无人机的地面滚动控制求解时间长的问题,实现对张拉整体无人机滚动运动的精准控制。
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公开(公告)号:CN113335493B
公开(公告)日:2023-04-18
申请号:CN202110489707.3
申请日:2021-05-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本申请的六杆张拉整体框架及抗冲击无人机,通过包括六根刚性压杆和二十四根弹性索,每根刚性压杆的两个端点分别引出四根弹性索,所述每个端点的四根弹性索分别与距离该端点最近的四个端点相连接,六根刚性压杆平均分为三组,在空间位置上,三组刚性压杆中的任意两组刚性压杆相互垂直,每一组内的两根刚性压杆相互平行。本结构质量轻且能够提供高强度的抗冲击能力,在保护无人机机械结构的同时减少对无人机续航能力的影响,本无人机能够在空中飞行且能在地面进行有序可控的滚动及能够在摔落之后再次起飞。
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公开(公告)号:CN119644242A
公开(公告)日:2025-03-18
申请号:CN202411665225.9
申请日:2024-11-20
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本公开提供了一种融合UWB和VIO的多智能体相对定位方法和装置,能够在抑制VIO的长期累计漂移的情况下,实现多智能体的实时相对定位。首先,每个智能体采用UWB标签获取与邻居智能体的相对距离测量值,采用VIO获取智能体的位置测量值以及自身位移,继而计算两智能体间的相对位移。依据传感器测量值之间的几何关系,设计两智能体相对位置的估计器,对智能体相对位置进行估计并获取估计误差,作为智能体之间的自适应协同定位误差;最后,以两智能体间的相对位置为优化变量,设计包含自适应协同定位误差项的目标函数,采用无约束的凸优化问题求解器,求解两两智能体间的相对位置估计值。
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