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公开(公告)号：CN110962977A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911338651.0
申请日：2019-12-23
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种无人摩托转动陀螺主动平衡装置，包括外壳和可转动地安装在外壳上的两个飞轮陀螺组件；飞轮陀螺组件包括飞轮组件和进动组件，飞轮组件用于提供大转动惯量；进动组件固定在飞轮组件的一侧且进动组件的轴线与飞轮组件的轴线垂直相交；两个飞轮组件的轴线沿上下方向延伸，两个飞轮组件的飞轮双向对称旋转，两个进动组件的轴线相互平行且沿左右方向延伸，其中一个飞轮陀螺组件的进动组件位于外壳的左侧，另一个飞轮陀螺组件的进动组件位于外壳的右侧，两个进动组件双向对称旋转。本发明可以实现大重量无人摩托车快速主动平衡调整，达到无人摩托车的高精度、高可靠性、高抗扰条件下的主动平衡调节，满足无人摩托车的敏捷运动调姿。
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公开(公告)号：CN107065561B
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201710343873.6
申请日：2017-05-16
Applicant: 清华大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种两轮自平衡车的机器学习控制方法，包括：S1：获取平衡车当前的状态量，所述状态量包括倾角和角速度；S2：根据最优行为的概率、当前状态下的状态行为指标和所述当前的状态量得到驱动电机的控制信号；S3：根据所述控制信号控制驱动电机运行，使所述平衡车趋于平衡，并采用预设评价函数对所述平衡车的状态量改变进行评价得到报酬评价值；S4：根据所述报酬评价值更新当前状态下的状态行为指标；S5：观测并更新所述平衡车的状态量，并返回步骤S1。本发明具有如下优点：无需模型的先验知识，具有自学习、自适应的优点，应用灵活。
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公开(公告)号：CN106080941B
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201610633117.2
申请日：2016-08-04
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种能够实现变速平衡控制的无人驾驶自行车，包括硬件结构和控制系统。通过对自行车硬件结构改进，增加了速度传感器、角度传感器、车把转向电机、后轮驱动电机、刹车电机以及控制器，设计出了全新的变速控制系统结构，该控制系统包括转向控制器模块、速度融合及参数切换模块、刹车模块和保护模块，可以根据采集到的自行车车身姿态以及车速信息，控制自行车的车把转向、后轮转动以及刹车力度大小，从而实现自行车在变速过程中的平衡及转向功能。
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公开(公告)号：CN105320129B
公开(公告)日：2018-05-29
申请号：CN201510690834.4
申请日：2015-10-22
Applicant: 清华大学
IPC: G05D1/00
Abstract: 本发明属于无人驾驶车辆的运动控制技术领域，特别涉及一种无人驾驶自行车轨迹跟踪控制的方法，其特征在于，首先建立自行车的平衡动力学模型，并建立加入自平衡控制器后的自行车自平衡控制系统的离散状态方程；再建立自行车的离散运动学模型，并进行线性化；然后将运动学模型与自平衡控制系统相结合，进行相应的简化处理后，建立一个自行车的七维状态预测模型；最后采用该七维状态预测模型作为自行车轨迹跟踪算法的预测模型，进行自行车的轨迹跟踪控制，在线求解出每个采样时刻的最优控制输入。基于该七维状态预测模型的自行车的轨迹跟踪控制方法能准确地预测出自行车在未来时刻的状态，计算量小，其在线实时性又保证了其良好的控制效果。
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公开(公告)号：CN105329333B
公开(公告)日：2017-09-26
申请号：CN201510810189.5
申请日：2015-11-20
Applicant: 清华大学
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明属于机器人行走控制领域，具体涉及一种基于延迟反馈的双足机器人行走非单周期步态控制方法。其特征在于，在机器人行走的控制参数中确定一个摄动参数p；确定庞加莱截面及目标不动点和其对应的标称参数；建立单周期不动点处的线性化模型；确定延迟反馈控制器的反馈增益Kf、反馈增益Kp；确定最大摄动量的限制值；设定机器人的初始状态及控制参数，求得前步的摄动参数值pi，若摄动参数pi未超出最大摄动量的限制，执行摄动参数；若pi超出限制，则执行标称参数p*；当摆动腿落地后，当前步结束，进行下一步的控制。本发明仅采用一组恒定的状态反馈增益就能通过参数摄动使步态逐步收敛，快速稳定到期望不动点，实现单周期步态，扩大了机器人可行走的参数范围。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN101229826A
公开(公告)日：2008-07-30
申请号：CN200810101063.0
申请日：2008-02-28
Applicant: 清华大学
IPC: B62D57/032 , A63H11/18 , A61F2/60
CPC classification number: B62D57/032
Abstract: 一种双足机器人的下肢机构，属于机器人领域。本发明利用平行四连杆对边平行的机构运动特点，设计出具有10自由度的双足机器人下肢机构，与通常的12自由度双足机器人下肢机构相比减少两个踝关节前摆自由度。对于每个前摆和侧摆自由度均采用背对背的双电机同轴驱动方式，在保证机构紧凑的同时增大关节驱动力矩，并减小回转间隙。实现髋和膝关节前摆自由度的两个电机均设计位于膝关节处，从而优化了腿部机构的质量分布，并降低了3自由度髋关节的设计难度。利用平行四连杆机构实现机器人大小腿的机构设计，从而保证机器人在行走过程中两只脚底面始终与地面保持平行，有效降低了电机输出轴的回转间隙对机器人行走稳定性所造成的影响。
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公开(公告)号：CN101116970A
公开(公告)日：2008-02-06
申请号：CN200710120701.9
申请日：2007-08-24
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种串联人形机器人，属于机器人领域。本发明采用了数字伺服电机作为关节驱动装置；用碳纤维材料设计出碳纤维平行双管式结构，并用于脊椎、大臂、小臂、大腿和小腿等结构件；采用类似桁架式结构设计躯干，提高结构强度和稳定性；利用拉力弹簧机构设计出头部缓冲装置，增强头部抗冲击性；最终实现了一种尺寸大、质量轻、运动灵活性强、并具有头部缓冲机构的19自由度串联人形机器人。本发明解决了以往人形机器人由于自身结构过重所导致的电机负载大、控制困难大、且易烧毁等问题，并且对于机器人摔倒或碰撞情况下的头部保护提出了有效的解决方案。
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公开(公告)号：CN116079735B
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202310140005.3
申请日：2023-02-08
Applicant: 清华大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本申请涉及机器人技术领域，特别涉及一种足式机器人的一步预测全身控制方法、装置及足式机器人，其中，方法包括：根据足式机器人的运动指令要求将足式机器人的运动分解为多个运动相关的子任务，并获取每个子任务所处任务空间中当前时刻的参考参数和反馈参数；并根据机器人的反馈状态，将每个运动相关的子任务都设置成一步预测任务，将所有子任务都放在优化问题的目标函数中，并在优化问题中设置合适的约束条件，根据反馈参数求解优化问题以协调完成各个子任务，根据优化问题的最优解生成足式机器人的控制指令实现对足式机器人的全身控制。由此，解决了相关技术中的全身控制方法缺乏预测控制能力，以及控制参数多等问题。
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公开(公告)号：CN113525550A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110993242.5
申请日：2021-08-26
Applicant: 清华大学
Inventor： 赵明国
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明提供一种基于差动结构的机器人腿部和四足机器人，包括第一动力组件、第二动力组件、第三动力组件和T型轴，所述第一动力组件和第二动力组件对称设置在所述T型轴的两端；其中，所述第一动力组件包括第一动力模块和设置在所述第一动力模块上的第一锥齿轮；所述第二动力组件包括第二动力模块和设置在所述第二动力模块上的第二锥齿轮；所述第三动力组件包括第三动力模块、大腿件、小腿件、第三锥齿轮、第三交叉滚子轴承和转轴组件；其中，所述第三动力模块和所述第三锥齿轮分别设置在所述大腿件两侧，所述第三锥齿轮和第三交叉滚子轴承连接，所述大腿件和所述小腿件转动连接。利用上述结构设计，可以得到动力模块多样化、设计简单、降低成本、且解决线缆外漏问题的机器人腿部和具有上述优点的四足机器人。
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公开(公告)号：CN113467235A
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110648071.2
申请日：2021-06-10
Applicant: 清华大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种双足机器人步态控制方法、控制装置，方法包括：采用模仿学习和强化学习两个阶段，模仿学习包括建立双足机器人简化模型，重复从仿真环境中读取完整模型的当前状态，根据完整模型当前状态及动作目标，对简化模型求解轨迹规划问题和任务空间控制，得到模仿学习数据集；利用数据集对第一神经网络监督训练；保存该模仿学习过程所有轨迹中均方误差最小的一次对应的神经网络参数作为最佳参数；强化学习包括：将第二神经网络的参数初始化为该最佳参数；训练第二神经网络，强化学习收敛后，利用强化学习后的第二神经网络控制双足机器人行走。本发明使强化学习在初始时就从较优解附近开始搜索，大幅提升其学习效率。
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