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公开(公告)号：CN118928587A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202411146163.0
申请日：2024-08-20
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 中兵智能创新研究院有限公司 , 天津大学
Inventor： 江磊 , 宋智斌 , 曾怡 , 刘宇飞 , 许鹏 , 梁振杰 , 赵建新 , 李文治 , 李庆展 , 邢伯阳 , 霍亚东 , 王博省 , 郑冬冬 , 李泳耀 , 朱明月 , 王子瑞 , 雷培宇
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明涉及一种基于足式机器人的并联弹性驱动关节及其驱动方法，属于机器人腿足技术领域，解决了现有足式机器人维持站立姿态需要消耗过多能量的问题。本发明的并联弹性驱动关节包括：驱动机构、大腿骨架、小腿骨架、滑轮、钢丝绳和拉伸弹簧；大腿骨架与所述小腿骨架之间通过膝关节轴铰接连接；驱动机构能够驱动小腿骨架相对于大腿骨架转动；拉伸弹簧的一端固定连接在大腿骨架的中部，拉伸弹簧的另一端通过钢丝绳与所述小腿骨架连接；滑轮转动安装在小腿骨架的上端部，钢丝绳绕过滑轮。本发明实现了通过拉伸弹簧提供反向力矩抵消部分重力矩，节约足式机器人的站立姿态耗能。
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公开(公告)号：CN114564010B
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202210133403.8
申请日：2022-02-11
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 许鹏 , 苏波 , 江磊 , 蒋云峰 , 党睿娜 , 姚其昌 , 许威 , 王志瑞 , 慕林栋 , 梁振杰 , 汪建兵 , 邢伯阳 , 刘宇飞 , 郭亮 , 邱天奇 , 赵建新 , 邓秦丹 , 闫瞳 , 侯茂新 , 杨超宁
IPC: G05D1/43 , G05D1/644 , G05D109/12
Abstract: 本发明提供一种双轮足机器人单边越障控制方法，用于解决由于复杂建模方式所导致的双轮足机器人单边越障控制方式复杂的问题。首先，建立含有机器人虚拟腿姿态角度、虚拟腿姿态角速度、机体偏航姿态角度、机体偏航姿态角速度、机体前向位移，以及机体前向线速度六个状态量的双轮足简化动力学模型，并进行线性化、离散化处理；其次针对离散的虚拟腿长度进行状态反馈矩阵元素的多项式插值，采用卡尔曼滤波器实现各状态观测，利用线性二次型调节器进行全状态反馈，实现状态反馈平衡控制，最后，对支撑腿进行侧倾角姿态补偿，通过支撑腿运动学逆解产生髋部关节角度和膝关节角度，实现单边越障的姿态控制，该方法简单易实现，且控制效果较好。
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公开(公告)号：CN113721649B
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202111034023.0
申请日：2021-09-03
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 智能移动机器人(中山)研究院
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明提出一种基于虚拟腿的四足机器人多支撑腿力分配方法，包括计算各支撑腿足端在胯关节坐标系下的三维位置；将各支撑腿足端在胯关节坐标系下的三维位置转化为机体坐标系下的三维位置；获取当前全局坐标系与机体坐标系间的转换矩阵，并将各支撑腿足端在机体坐标系下的三维位置转换为全局坐标系下的三维位置；计算前后两侧对应虚拟腿分配权重，并计算虚拟腿位置；构建全局坐标系下两点支撑的静力学平衡问题；求解虚拟腿对应的足底力；基于虚拟腿分配权重将虚拟腿足底力向具体支撑腿进行分配。本发明能够保证四足机器人在复杂步态相序切换中支撑控制量输出足底力能合成相应的位姿虚拟控制量，为机器人实现高动态步态提供可靠的控制分配机制。
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公开(公告)号：CN114852210B
公开(公告)日：2023-03-03
申请号：CN202210448015.9
申请日：2022-04-26
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 闫曈 , 苏波 , 许威 , 江磊 , 邱天奇 , 党睿娜 , 王志瑞 , 梁振杰 , 赵建新 , 许鹏 , 姚其昌 , 蒋云峰 , 汪建兵 , 慕林栋 , 刘宇飞 , 邢伯阳 , 郭亮 , 邓秦丹 , 降晨星
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明涉及一种可咬合的大坡度仿生足，包括上安装支座、下安装支座、触地判定模块、换挡锁死模块、线控模块、预紧弹簧以及防滑足垫；其中，所述上安装支座、下安装支座分别套设在机器人机械腿上；本发明带有自由度的咬合地面足端，具有接地咬合状态附着系数高、离地前自动松脱不影响抬腿的自适应调节能力，在没有引入新的主动件的情况下，显著提高了足式机器人足地附着力，增大了足式机器人的爬坡能力，提高机器人整机通过性能与机动能力，实现了四足机器人对大坡度斜面的攀登，解决了四足机器人的大坡度斜面爬坡问题。
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公开(公告)号：CN115407790A
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202210980198.9
申请日：2022-08-16
Applicant: 中国北方车辆研究所
Abstract: 本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种基于深度学习的四足机器人侧向速度估算方法。其基于深度学习技术通过采集机器人状态数据预测着地情况，相比传统人工阈值策略能有效提高触地判断准确率，且具有自适应学习能力，最终基于网络判别的接触状态实现对机器人运动速度的在线估计。与现有技术相比较，本发明将深度学习技术应用于四足机器人的坡度角度估算方法，解决了传统人工着地判断策略复杂、参数多、鲁棒性差的问题，通过长期收集数据进行训练最终得到高可靠、高灵敏性的着地判断神经网络，同时其在不同机器人构型和平台上具有良好的泛化和迁移能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115167389A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210638408.6
申请日：2022-06-07
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于机器人运动控制技术领域，具体涉及一种行为驱动的四足机器人中枢层细粒度演进优化模型。所述四足机器人中枢层细粒度演进优化模型采用多模态切换控制的策略，其原理是将实际环境中的地形划分归类为台阶与斜坡两大类，针对台阶地形和斜坡地形分别采用不同的细粒度摆动轨迹规划；通过本体运动学和IMU等感知数据实现对台阶和斜坡两类典型地形的快速判别，进一步基于模态判别结果对细粒度摆动行为进行在线演进优化，提高整体地形的通过能力，并提升四足机器人在“全自主”任务下的复杂地形自适应通过能力。
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公开(公告)号：CN115056881A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210448012.5
申请日：2022-04-26
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: B62D57/032 , B60L50/50 , B60L50/60
Abstract: 本发明涉及一种集成仿生躯干的电液混动四足机器人，其特征在于，包括：液压腿足、前后摆电机、液压泵、侧展液压缸、液压阀、电池、机身液压缸、节点盒、整机主控、陀螺仪、散热器、机架和机身铰链机构；该机器人动力源采用电池进行能源供给，关节执行器既包含了液压执行器又包含了电机执行器，在仿生设计上，增加机器人腰部两个关节自由度，共14自由度配置。本发明既继承了液压驱动的优点，同时兼具了电驱系统噪音低、可靠性高、维护维修方便的优点，整机14自由度的配置有利于机器人高速机动运动控制。
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公开(公告)号：CN114952834A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210540081.9
申请日：2022-05-17
Applicant: 中国北方车辆研究所
Abstract: 本发明涉及一种面向大数据的四足仿生机器人综合操控系统，属于四足仿生机器人领域。本发明在操控模式上，实现了手柄、语音、视觉等多种模式对机器人及其上载荷进行操控；同时将四足仿生机器人测试、行走、作业过程中机器人本体及其上载荷的多类型数据存储至操控终端，或通过操控终端和机器人上远场通信设备等将多类型数据上传至云端服务器，云端服务器通过计算机客户端登录，进行远程操作。本发明加强了不同工况下多模式操控仿生机器人的能力，并可获取仿生机器人运动和作业过程超大量的数据，依此对机器人和载荷进行分析和改进，为仿生机器人研制的持续提升和优化提供数据支撑，并为仿生机器人数字孪生系统构建提供数据保障。
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公开(公告)号：CN113212592B
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN202110536804.3
申请日：2021-05-17
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明公开了一种腿足式机器人可调足端，该可调足端包括足掌、两个前足趾以及一个后足趾；足掌安装于机器人小腿的底部；两个前足趾对称设置于足掌的两侧，前足趾的后端能够转动地安装于足掌、且前端固定连接在一起；前足趾控制推杆的顶端能够转动地安装于机器人小腿的前侧，底端与前足趾连接杆的顶端连接；后足趾的前端能够转动地安装于足掌，后端与后足趾控制推杆的底端相连接；后足趾控制推杆的顶端安装于机器人小腿的后侧；在前足趾控制推杆与前足趾连接杆之间、以及后足趾与后足趾控制推杆之间均安装有缓冲弹簧。上述可调足端能够解决足端在松软、冰雪等路面因附着力低和容易打滑导致的环境适应性差的问题。
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公开(公告)号：CN113552880A
公开(公告)日：2021-10-26
申请号：CN202110796915.8
申请日：2021-07-14
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 闫曈 , 苏波 , 许威 , 江磊 , 党睿娜 , 汪建兵 , 郭亮 , 邓秦丹 , 梁振杰 , 赵建新 , 姚其昌 , 蒋云峰 , 慕林栋 , 许鹏 , 刘宇飞 , 邢伯阳 , 王志瑞 , 邱天奇
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种双足轮式机器人平衡控制方法，解耦双足轮式机器人机身运动与腿部运动，提高了双足轮式机器人的稳定性。包括如下步骤：步骤一：令双足轮式机器人的两条腿分别为腿A和腿B；先控制腿A按规划值移动，然后计算腿A按规划值移动后其质心的位移；步骤二：依据步骤一所计算的腿A质心的位移，基于零力矩点平衡判定和腿部质心‑步长方程计算腿B的期望质心位移和期望迈步长度；步骤3：根据步骤2所计算的腿B的期望迈步长度，计算腿B中两个关节的转角，进而通过控制对应关节处的电机实现对腿B运动的控制，使腿B的迈步长度为所计算的期望迈步长度。
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