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公开(公告)号：CN117806162B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202311628179.0
申请日：2023-11-30
Applicant: 同济大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及无人潜航器技术领域，尤其涉及一种载臂无人潜航器艇‑臂耦合协调控制方法及系统，该控制方法及系统主要解决水下机械臂作业时艇臂耦合干扰情况下根据误差反馈进行力补偿的控制方法难以精确实现载臂无人潜航器稳定控制的问题。具体协调控制方法包括以下步骤：基于拉格朗日方法建立载臂无人潜航器的动力学模型；基于时间延迟估计器补偿载臂无人潜航器运动过程中艇、臂分别受到的外界干扰力；基于指数趋近律设计滑模控制器对载臂无人潜航器进行运动跟踪控制，实现水下作业过程中载臂无人潜航器的精确、稳定控制，增强了载臂无人潜航器系统对外界干扰的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN117484529A
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311541532.1
申请日：2023-11-17
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明涉及水下机械臂领域，具体涉及一种用于水下固体废物处理的水下夹持机构，包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体内设有容纳腔，容纳腔内设有太阳轮，太阳轮与主轴连接；行星轮，套设于太阳轮上，且在行星轮上设有行星架；第一电控刹车件，设于第一壳体和第二壳体之间；第二电控刹车件，设于第一壳体和行星架之间；连接件，设于第二壳体上，连接件设有夹持爪；转动件，设于行星架远离太阳轮的一端；传动件，具有两个，设于连接件上，且对称设于转动件的两侧，两个传动件的旋转方向相反，传动件带动夹持爪开闭。该水下夹持机构，结构较为简单，还减少了所需电机数量，大大减轻了机构自重，实现轻量性。
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公开(公告)号：CN119247992B
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202411773876.X
申请日：2024-12-05
Applicant: 同济大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明属于水下机械臂控制技术领域，具体涉及一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质。步骤1：基于拉格朗日能量法建立水下双臂系统的耦合动力学模型；步骤2：基于步骤1的耦合动力学模型、交叉耦合策略和模型预测控制，设计水下双臂系统的同步预测控制器；步骤3：基于步骤2的同步预测控制器，设计扰动观测器对扰动进行估计并将其补偿到系统控制输入，实现水下双臂系统同步预测控制，增强了水下双臂同步控制系统对外界干扰的鲁棒性。本发明用以解决现有技术中处理约束的方式不够直观，适用性较差，且没有考虑水下环境不确定性对水下双臂同步控制的影响的问题。
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公开(公告)号：CN119217384B
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202411744754.8
申请日：2024-12-02
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明属于无人潜航器技术领域，具体涉及一种基于速度可操作性度量的载臂无人潜航器轨迹优化方法。基于刚体运动学原理建立载臂无人潜航器的运动学模型；基于技能学习方法在关节空间规划载臂无人潜航器的抓捕轨迹；基于零空间成本函数在黎曼空间下约束速度可操作性椭球，优化载臂无人潜航器抓捕轨迹，实现在复杂水下环境中载臂无人潜航器的灵巧、精细控制作业，增强载臂无人潜航器对外界干扰的鲁棒性，提高载臂无人潜航器的作业效率。本发明解决水下机械臂作业时抓捕动态目标的精确性问题和抓捕运动水下机械臂的灵巧性问题。
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公开(公告)号：CN117681168A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202311543692.X
申请日：2023-11-17
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明涉及载臂无人潜航器技术领域，具体涉及一种海洋固体塑料垃圾清理的模块化水下机械臂，包括：肩关节结构，肩关节结构具有第一转动方向；肘关节结构，设于肩关节结构的一端，肘关节结构与肩关节结构平行设置或垂直设置，肘关节结构与肩关节垂直设置时，肘关节结构具有第二转动方向；末端执行器，设于肘关节结构远离肩关节结构的一端，末端执行器包括末端驱动机构和传动机构、手爪连接件、以及手爪，传动机构与末端驱动机构连接，手爪连接件与传动机构连接，手爪设于手爪连接件上，末端驱动机构驱动传动机构转动，并带动手爪做打开或闭合动作。模块化设计的结构，提高了每个结构的利用效率，可以量产，一次性研发投入。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117806162A
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202311628179.0
申请日：2023-11-30
Applicant: 同济大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及无人潜航器技术领域，尤其涉及一种载臂无人潜航器艇‑臂耦合协调控制方法及系统，该控制方法及系统主要解决水下机械臂作业时艇臂耦合干扰情况下根据误差反馈进行力补偿的控制方法难以精确实现载臂无人潜航器稳定控制的问题。具体协调控制方法包括以下步骤：基于拉格朗日方法建立载臂无人潜航器的动力学模型；基于时间延迟估计器补偿载臂无人潜航器运动过程中艇、臂分别受到的外界干扰力；基于指数趋近律设计滑模控制器对载臂无人潜航器进行运动跟踪控制，实现水下作业过程中载臂无人潜航器的精确、稳定控制，增强了载臂无人潜航器系统对外界干扰的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN117454927A
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311798279.8
申请日：2023-12-26
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明属于海底管道技术领域，针对粒子群优化排查油气泄漏位置存在粒子群运动能力不足、容易困在局部极值点，以及人工鱼群算法排查油气泄漏位置存在算法求解效率和精度较低的问题，提出多无人潜航器协同排查海底管路油气泄漏的检测方法，利用粒子群优化算法的快速收敛能力及人工鱼群算法能够跳出局部极值的寻优能力，对粒子群优化算法自适应惯性权重和人工鱼群算法的测量感知范围、步长进行了优化，改进了粒子群优化算法迭代前期易忽略局部最优解，以及人工鱼群算法迭代后期搜索范围小、易困于局部最优解的不足。该方法简化了计算步骤，提升了协同排查检测方法的寻优效率，有较好的全局搜索能力，适用于海底油气泄漏大范围排查工作。
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公开(公告)号：CN119247992A
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202411773876.X
申请日：2024-12-05
Applicant: 同济大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明属于水下机械臂控制技术领域，具体涉及一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质。步骤1：基于拉格朗日能量法建立水下双臂系统的耦合动力学模型；步骤2：基于步骤1的耦合动力学模型、交叉耦合策略和模型预测控制，设计水下双臂系统的同步预测控制器；步骤3：基于步骤2的同步预测控制器，设计扰动观测器对扰动进行估计并将其补偿到系统控制输入，实现水下双臂系统同步预测控制，增强了水下双臂同步控制系统对外界干扰的鲁棒性。本发明用以解决现有技术中处理约束的方式不够直观，适用性较差，且没有考虑水下环境不确定性对水下双臂同步控制的影响的问题。
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公开(公告)号：CN119217384A
公开(公告)日：2024-12-31
申请号：CN202411744754.8
申请日：2024-12-02
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明属于无人潜航器技术领域，具体涉及一种基于速度可操作性度量的载臂无人潜航器轨迹优化方法。基于刚体运动学原理建立载臂无人潜航器的运动学模型；基于技能学习方法在关节空间规划载臂无人潜航器的抓捕轨迹；基于零空间成本函数在黎曼空间下约束速度可操作性椭球，优化载臂无人潜航器抓捕轨迹，实现在复杂水下环境中载臂无人潜航器的灵巧、精细控制作业，增强载臂无人潜航器对外界干扰的鲁棒性，提高载臂无人潜航器的作业效率。本发明解决水下机械臂作业时抓捕动态目标的精确性问题和抓捕运动水下机械臂的灵巧性问题。
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公开(公告)号：CN117687430B
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202311566702.1
申请日：2023-11-23
Applicant: 同济大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明属于无人潜航器技术领域，公开了一种载臂无人潜航器多机协同搬运的运动规划方法。基于位姿约束、速度约束建立多个异构载臂无人潜航器在搬运过程中的闭链运动学模型、基于高阶多项式插值的多载臂无人潜航器轨迹规划器和基于改进非支配排序进化算法的协同搬运的最优运动规划算法。包括以下步骤：基于运动约束分析建立多载臂无人潜航器闭链运动学模型；基于高阶多项式插值完成多载臂无人潜航器协同搬运的轨迹规划；利用基于改进非支配排序进化算法对多载臂无人潜航器的运动轨迹进行多目标优化，实现搬运过程中载臂无人潜航器之间保持协调一致性，实现搬运过程中载臂无人潜航器运动的时间最优、能量最优、接触力最优和稳定性最优。
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