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公开(公告)号：CN110215648B
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN201910574269.3
申请日：2019-06-28
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于医疗器械领域，并公开了基于人体步态运动协调特性的外骨骼协调步态控制方法。该方法包括：(a)对于待控制下肢外骨骼，实时检测下肢外骨骼髋关节和膝关节各自的关节角度和关节角速度，将检测结果与预定的摆动相切换条件进行比较，以第一个满足摆动相切换条件的状态作为摆动相的起始点；(b)构建在摆动相下髋关节和膝关节角度之间的理想协调运动曲线；(c)实时监测进入摆动相后待控制下肢外骨骼每个时刻的髋关节和膝关节的角度θ，将该θ与理想协调运动曲线比较，不满足可接受条件时，下肢外骨骼对人机系统施加力矩，以此实现待控制下肢外骨骼协调步态的控制。通过本发明，实现助行外骨骼的步态协调控制，同时保持使用者的运动自主性。
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公开(公告)号：CN112264989A
公开(公告)日：2021-01-26
申请号：CN202010550353.4
申请日：2020-06-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明针对在复杂的野外或太空环境及深海中作业的双臂机械手难以人工控制、容易与障碍物发生碰撞的问题，提出一种双机械臂协同避障算法，首先运用拉格朗日极值法和椭球体包围盒法建立机械臂与障碍物在工作空间中的模型，求解障碍物与双机械臂模型的数学表达式，其次运用本发明提出的邻域遍历避障方法，遍历机械臂当前位姿的相邻工作空间，通过碰撞检测算法筛选出无碰撞且朝向目标点运动距离最短的路径，引入虚拟目标点避免机械臂陷入局部极小值时的振荡运动问题，最后，机械臂末端执行器将沿该相对最优路径无碰撞地运动至目标点处。同时，双机械臂运动时，彼此之间视为椭球体包围盒法下的障碍物模型，可解决协同作业时双机械臂之间的避碰问题。
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公开(公告)号：CN112232161A
公开(公告)日：2021-01-15
申请号：CN202011066204.7
申请日：2020-09-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开一种基于肌电映射模型切换的复杂运动连续估计方法，属于人机交互领域，先根据待估计的关节角度以及对应关节运动的表层肌肉，采集关节角度信号以及多通道肌电信号，根据复杂任务的特性将任务分成多个子任务，然后，对采集的肌电信号和关节角度信号分别进行预处理，采用LSTM深度学习网络建立肌电信号和关节角度信号的映射子关系，得到估计子模型，接着，使用RF集成学习算法对肌电信号与各个估计子模型之间建立映射关系，得到RF切换模型，利用RF切换模型对肌电信号特征进行分类，判断当前运动所属的估计子模型，最后，将肌电特征输入相应的估计子模型获取关节角度估计值。本发明有效提高了复杂任务下的各关节角度估计精度。
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公开(公告)号：CN112068576A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010700570.7
申请日：2020-07-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种面向水下作业的水下无人艇‑双机械臂协同运动规划方法及其应用。本发明将水下双机械臂的控制与基于任务分级时序优化的规划方法相结合，将水下机器人需要执行的动作细分为若干任务，并对其执行顺序合理地进行优化划分，以减少机械臂运动对水下无人艇造成的动力学扰动，令水下无人艇运行更平稳。本控制方法将保持无人艇悬停高度、避障等任务设置为高优先级，尽可能保障了设备的安全。本发明解决了水下无人艇‑双臂机械手操控困难的问题，实现了水下双臂机械手自主安全作业及水下无人艇‑双臂机械手所构成的整体作业平台位姿平稳运行的目的，为提升水下作业能力创造了安全、平稳的平台技术支撑。
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公开(公告)号：CN108874149B
公开(公告)日：2020-06-02
申请号：CN201810850181.5
申请日：2018-07-28
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于人机交互领域，并公开了一种基于表面肌电信号连续估计人体关节角度的方法。该方法包括下列步骤：(a)选取待预测对象的关节部位，采集其关节部位的肌电信号及关节角度信号；(b)对采集的肌电信号和关节角度信号分别进行预处理；(c)利用预处理后的肌电信号和关节角度信号，采用稀疏伪输入高斯过程回归算法构建关于肌电信号和关节角度信号的预测模型；(d)采集待预测对象的实时肌电信号输入预测模型中，以此获得所需的关节角度信号。通过本发明，以连续的方式实现表面肌电信号映射到关节角度上的运动，保证连续估计的实时性，提高预测准确性，降低计算复杂度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107854284B
公开(公告)日：2019-10-25
申请号：CN201711328780.2
申请日：2017-12-13
Applicant: 华中科技大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本发明属于下肢外骨骼机器人技术领域，并公开了一种基于弹性元件刚度切换机制的踝关节外骨骼，包括小腿支具、足托、弹簧支架、电机支架、电机、滚珠丝杠机构、拉伸弹簧、回位弹簧、贯穿式电磁铁、棘轮支架和棘轮机构；棘轮机构包括棘轮和棘爪；贯穿式电磁铁安装在棘轮支架上；回位弹簧的一端连接棘爪，另一端安装在棘轮支架上；拉伸弹簧的下端安装在弹簧支架上，上端通过绳索连接并缠绕在滑轮上，滑轮设置在棘轮轴上。本发明利用拉伸弹簧有效模拟跟腱独特的储能过程与能量释放方式，能够基于人体步态运动规律实现弹性元件刚度切换的功能，使弹性元件顺应人体运动步态内与步态间的时变特性，并能够突破人体三维几何参数限制增加弹性元件形变量。
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公开(公告)号：CN110039521A
公开(公告)日：2019-07-23
申请号：CN201910306127.9
申请日：2019-04-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于双RRRR构型的水下多功能协作型双机械臂，属于机器人水下作业领域，其各机械臂均包括肩关节、大臂关节、小臂关节、腕关节这四个运动关节和一个末端手爪，构成双RRRR构型水下作业机构，可根据不同工作环境，采用不同的捕获模式对水下动、静态目标物进行捕获回收。本发明的协作型双机械臂，双臂协同相较于单臂更加灵活，协作抓取动、静态目标物的能力更强；末端手爪通过丝杆、推杆进行传动，实现手爪开度的精确控制，同时减少手爪纵向运动行程，构型更为紧凑；可实现手爪直接抓取和环抱抓取双重作业功能，解决水下动态目标难以抓取回收的难题，且双臂的多种捕获方式扩展了可达工作区域，提高了水下作业能力和工作效率。
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公开(公告)号：CN107229278B
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201710408120.9
申请日：2017-06-02
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇领域，并公开了一种基于云网络的无人艇监控系统，包括本地监控站、云端服务器和云终端监控站，所述本地监控站包括本地通信单元、本地显示单元和本地控制单元，所述云端服务器包括云端接收单元、云端存储单元和云端发送单元，所述云终端监控站包括终端通信单元、终端显示单元和终端控制单元。本发明能够实现无人艇本地监视与控制、数据信息云存储与云共享、远程云终端监视与控制等功能，可通过无人艇航行状态数据、环境数据和控制命令的云存储与云共享实现远程云终端与无人艇的信息交互。
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公开(公告)号：CN108387351A
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201810146719.4
申请日：2018-02-12
Applicant: 华中科技大学
CPC classification number: G01M5/0066 , G06F17/5009 , G06F2217/78
Abstract: 本发明公开了一种肢体末端刚度测量装置及测量方法，用于测量人体上肢末端刚度。该装置包括测力模块，传动模块和驱动模块，驱动模块包括主轴、支座、齿轮传动机构和导轨连接板，齿轮传动机构与支座内圆周的外齿圈啮合，导轨连接板与齿轮机构连接，导轨连接板上设置有导轨；传动模块包括支架、凸轮机构和传动连接板，导轨将驱动模块和支架连接；测力模块包括传感器连接板、力传感器和手柄，通过传感器连接板与传动连接板的中心轴连接。通过本发明实现振幅变化范围在2-8mm之间的小幅随机运动，适用于不同需求下的肢体末端刚度实验，且振动频率可调，调整步骤简单易行。本发明还公开了装置的测量方法。
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公开(公告)号：CN107797463A
公开(公告)日：2018-03-13
申请号：CN201711020585.3
申请日：2017-10-27
Applicant: 华中科技大学
CPC classification number: G05B17/02 , G06F17/5036
Abstract: 本发明属于船舶模拟实验平台领域，并公开了一种多轴电力推进半实物模拟试验平台的仿真方法。该方法包括：(a)采集船舶运实际数据构建数学模型，并对模型进行校验和调整；(b)预设船舶速度，利用仿真模型计算获得电机组参数的期望值，并传送给仿真机；(c)实时仿真机收到指令并调节电机组按照期望值运行，电机组反馈实际值信号给实时仿真机并传送给输入模块，输入模块将实际值信号编译为CPU可识别信息，利用仿真模型计算获得所需船舶速度，由此实现电机组参数的闭环控制，进而完成仿真过程。通过本发明，避免全数字仿真带来的仿真模型不准确性，与真实试验环境相似度高、硬件响应快速，实时性高、经济高效，为实际研究提供指导。
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