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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:CN114756038A
公开(公告)日:2022-07-15
申请号:CN202210291293.8
申请日:2022-03-23
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种数据驱动的无人机风扰模型在线风扰估计方法,在实际应用中不需要进行复杂而繁琐的风扰理论模型,而是采用数据驱动的策略,离线训练得到一组能够显示风扰特征的神经网络特征量,避免了在线更新神经网络参数的庞大计算量;利用最小二乘算法对神经网络特征量进行线性组合,可以利用在线实时反馈数据,在线调整线性组合的参数,实现自适应的估计效果。本发明方法利用多任务学习的概念,将神经网络特征作为共享层,将特征的线性组合作为顶层,将计算量庞大的神经网络特征训练过程放在线下进行,将计算量较小的最小二乘算法在线运行,既能充分利用神经网络的强大表征能力,又可以使在线计算量能够满足实时运行的要求。
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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:CN118133416A
公开(公告)日:2024-06-04
申请号:CN202410026684.6
申请日:2024-01-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/15 , G01L5/00 , G01D21/02 , G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种四旋翼无人机接触力和接触力矩的估计方法,该估计方法包括:对四旋翼无人机的动力学进行精细建模,构建四旋翼无人机系统的动力学模型;构建四旋翼无人机系统的测量模型;引入真实状态量、标称状态量以及误差状态量,结合动力学模型,依次构建出系统的真实状态动力学模型、标称状态动力学模型以及误差状态动力学模型,得到三个对应的离散动力学方程;对离散动力学方程和测量模型求取雅可比,代入到误差状态卡尔曼滤波的公式中,得到系统的状态估计递推式,从估计出的状态量中提取出接触力和接触力矩两项。上述估计方法能够在线实时地对四旋翼无人机受到的接触力和接触力矩进行准确估计。
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公开(公告)号:CN116090224A
公开(公告)日:2023-05-09
申请号:CN202310066122.X
申请日:2023-01-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , H03H17/02 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于无人机状态估计技术领域,具体涉及一种基于误差状态卡尔曼滤波的无人系统外力和外力矩在线估计方法。本发明提供的外力估计方法可以实时在线运行,运行频率和惯性测量单元一致,可以高达数百赫兹。本发明提供了一种基于误差状态卡尔曼滤波的四旋翼无人机外力和外力矩在线估计方法,能够在不依赖动作捕捉系统、RTK或者GPS等外部设备提供位置信息的前提下,只需要使用四旋翼无人机上的惯性测量单元、电机转速计、姿态反馈以及精确建模的四旋翼无人机动力学模型,即可进行外力和外力矩的同时估计。
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公开(公告)号:CN114756038B
公开(公告)日:2024-09-17
申请号:CN202210291293.8
申请日:2022-03-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/15 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种数据驱动的无人机风扰模型在线风扰估计方法,在实际应用中不需要进行复杂而繁琐的风扰理论模型,而是采用数据驱动的策略,离线训练得到一组能够显示风扰特征的神经网络特征量,避免了在线更新神经网络参数的庞大计算量;利用最小二乘算法对神经网络特征量进行线性组合,可以利用在线实时反馈数据,在线调整线性组合的参数,实现自适应的估计效果。本发明方法利用多任务学习的概念,将神经网络特征作为共享层,将特征的线性组合作为顶层,将计算量庞大的神经网络特征训练过程放在线下进行,将计算量较小的最小二乘算法在线运行,既能充分利用神经网络的强大表征能力,又可以使在线计算量能够满足实时运行的要求。
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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:CN118565474A
公开(公告)日:2024-08-30
申请号:CN202410558644.6
申请日:2024-05-08
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明提供一种张拉整体跨域机器人的陆空联合运动规划方法,该方法包含两个部分:(一)基于可视路线图的陆空联合规划:通过在可行空间中随机采样,并判断采样点之间以及连接路径之间的可视关系,得到可行空间的拓扑信息,即引导路径,所述引导路径包含空中路径和表面路径;(二)将所述引导路径中的空中路径作为初始值,利用空中轨迹规划生成法,得到空中轨迹;将所述引导路径中的表面路径作为初始值,利用表面轨迹规划生成方法,规划得到表面路径。该方法能够实现张拉整体跨域机器人的空中和表面路径的联合规划。
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