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公开(公告)号：CN116337074A
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202310300529.4
申请日：2023-03-24
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01C21/20 , G06F30/27 , G06N3/0499 , G06N3/084 , G06F17/16 , A61B1/04 , A61B1/045 , A61B1/00 , G06F111/08
Abstract: 本发明公开了一种基于ISCSO‑LMNN的磁控胶囊机器人精确空间定位方法，包括采用LM算法根据胶囊机器人的空间磁场信息对胶囊机器人进行位置反解；设计BP神经网络对LM的初始参数进行优化选取，改进LM的算法性能；基于分段映射种群初始化策略和对立学习策略对基础的沙猫群优化算法的初始化阶段和输出阶段进行改进，有效提升了算法的局部搜索能力和全局搜索能力；利用改进的沙猫群优化算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行最优初始化，有效提升了BP神经网络的模型性能；通过上述ISCSO‑LMNN的改进技术，可以有效实现胶囊机器人在空间磁场下的精确定位；该算法具有较高的适用性，可以有效适用于相关机器人及机械装备的定位工作。
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公开(公告)号：CN119141550A
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202411546657.8
申请日：2024-11-01
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于改进角蜥优化算法的柔性连续体机器人运动控制方法，包括新型柔性连续体机器人3D打印件结构及基于改进角蜥优化算法的闭环无模型控制方法。本发明引入改进的角蜥优化算法，该算法在原有算法的基础上，分别引入了Henon混沌映射理论，线性自适应权重和镜面反射学习模型，通过改进增加了种群初始化的多样性，改善了算法的寻优精度，平衡了算法在各个阶段的全局搜索能力和局部搜索能力，有效提高了收敛速度，避免算法陷入局部最优；通过上述改进的角蜥优化算法与本发明提出的闭环无模型控制方法相结合，实现对新型柔性连续体机器人的路径规划和姿态调整，为新型柔性连续体机器人的高精度控制提供了保障。
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公开(公告)号：CN116863106A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202310712636.8
申请日：2023-06-15
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应变异金豺算法的胶囊机器人胃肠道路径规划方法，包括基于胃肠道复杂多变的表面环境，进行图像预处理及SIFT特征点提取，采用基于局部特征拓扑约束的快速最近邻搜索算法对图像特征点精匹配；采用LM算法对图像成像平面的投影误差减弱，利用泊松表面重构方法对胃肠道内部的实际情况进行三维重建，得到重建之后的胃肠道实况，引入自适应变异金豺算法；并分别引入了Henon混沌映射理论，非线性复合自适应收敛因子随机抉择策略和遗传算法变异策略，提高金豺算法的收敛精度和收敛速度，避免算法陷入局部最优，实现对胶囊机器人优化的路径规划，应对胃肠道的复杂环境，为胶囊机器人的高精度控制和胃肠道巡检提供保障。
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公开(公告)号：CN119749876A
公开(公告)日：2025-04-04
申请号：CN202510061257.6
申请日：2025-01-15
Applicant: 中国矿业大学
IPC: B64G1/16 , B62D57/028
Abstract: 本发明公开了一种面向微重力环境下的小行星探测机器人，包括机器人基体、六足移动机构、锚固机构和轮毂机构。本发明的有益效果是：锚固机构采用空间六连杆机构，结合了昆虫爪刺的抓附机制与啄木鸟的攀附机制，为小行星的微重力表面探索提供一种全新的方法，突破了当前国内外在该领域的技术局限，不同于传统的绳驱动锚固技术；每个爬行单元具备三个自由度，并在移动装置的末端集成了锚固机构和轮毂机构；这一设计使得机器人能够以三足附着或三足爬行的方式交替工作，同时也支持三轮快速移动模式，从而实现了机器人的水平移动和灵活转向，该技术能够支撑机器人完成多地点、多目标的移动勘测任务。
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公开(公告)号：CN117814730B
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202410021564.7
申请日：2024-01-08
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于流变特性和颗粒阻塞原理的可变形软体磁控胶囊机器人，包括机器人主体、上端软体伪足和下端软体伪足，上端软体伪足和下端软体伪足分别连接在机器人主体的上下端面。本发明通过磁场控制上、下端伪足的变形，调节胶囊机器人的整体形态和位姿，提高胶囊机器人与组织表面的接触面积，保证运动的稳定性，以适应软体、蠕动的复杂胃肠道环境；另外，本发明利用固体颗粒的阻塞原理和磁流变液的流变特性，通过磁场控制磁流变液的流变过程，进而控制微型颗粒的阻塞程度，实现软体胶囊机器人的刚度调节，提高软体胶囊机器人的驱动能力，避免了传统体积较大的气压驱动和电机驱动，且具有较快的响应速度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117814730A
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202410021564.7
申请日：2024-01-08
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于流变特性和颗粒阻塞原理的可变形软体磁控胶囊机器人，包括机器人主体、上端软体伪足和下端软体伪足，上端软体伪足和下端软体伪足分别连接在机器人主体的上下端面。本发明通过磁场控制上、下端伪足的变形，调节胶囊机器人的整体形态和位姿，提高胶囊机器人与组织表面的接触面积，保证运动的稳定性，以适应软体、蠕动的复杂胃肠道环境；另外，本发明利用固体颗粒的阻塞原理和磁流变液的流变特性，通过磁场控制磁流变液的流变过程，进而控制微型颗粒的阻塞程度，实现软体胶囊机器人的刚度调节，提高软体胶囊机器人的驱动能力，避免了传统体积较大的气压驱动和电机驱动，且具有较快的响应速度。
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公开(公告)号：CN116954062A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310062873.4
申请日：2023-01-18
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于非洲秃鹫优化算法的太空采矿机器人运动控制方法，包括根据太空采矿机器人的实际情况，建立其运动学模型。考虑小行星表面崎岖多变的实际情况，在建立电机传递函数的过程中，加入了校正网络环节来提高太空采矿机器人控制系统的整体性能；本发明采用改进的非洲秃鹫优化算法对系统参数进行优化选取；在非洲秃鹫算法的基础上，加入了非线性自适应递增惯性权重因子和反向学习竞争策略，有效增强了算法的局部搜索能力和全局搜索能力，避免算法的局部最优现象，提高了算法的运行时间和鲁棒性；通过改进算法对PID控制系统参数进行优化选取，避免了局部最优问题，增强了太空采矿机器人系统的控制及轨迹跟踪效果。
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公开(公告)号：CN116276873A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202211105823.1
申请日：2022-09-09
Applicant: 中国矿业大学
Inventor： 刘新华 , 王百一 , 华德正 , 刘霄阳 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
Abstract: 本发明公开了一种多功能集成化的太空采矿机器人，包括机器人主体、移动模块、采样抓取模块、钻探模块和环境感知模块。本发明的有益效果是：集多个模块于一体，实现了太空采矿机器人在外太空探查、行走、勘测、采样等多功能协同工作，其自身差动系统，可以使根据其当前所处的工作环境改变其运动模块的结构形状，实现其不同工作环境中的平稳运行，选用铝基碳化硅复合材料、镍基钛记忆合金材料新型材料，提高了机器人整体的刚度、强度以及对不同工作表面的适应程度，可适用于火星、月球、近地小行星等多种天体的多种类工作任务，极大地增加了太空采矿设备的适用性，有力推动了太空采矿智能机器人设计的变革。
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公开(公告)号：CN115826570A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202211407575.6
申请日：2022-11-10
Applicant: 中国矿业大学
Inventor： 刘新华 , 王百一 , 华德正 , 刘霄阳 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于SSA‑PIDNN的太空采矿机器人轨迹控制方法，在太空采矿机器人的基础上，利用反演控制法建立其运动学模型，将复杂的非线性系统分解成多个更简单和阶数更低的系统，实现对太空采矿机器人轨迹控制系统的有效控制和全局调节；在控制算法上，以麻雀搜索算法为基础，同时加入了步长调整因子和飞行策略，较基础的麻雀搜索算法，极大地提高了算法寻优能力，避免算法陷入局部最优；利用智能优化算法的信息综合能力和强学习效率，对神经网络PID控制系统的初始权值和阈值进行最优初始化，使得优化之后的神经网络PID具有较高的自学习能力，保证了整个系统的鲁棒性，极大地增强了该系统的轨迹控制效果。
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公开(公告)号：CN115755579A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211295394.9
申请日：2022-10-21
Applicant: 中国矿业大学
Inventor： 刘新华 , 王百一 , 华德正 , 刘霄阳 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
IPC: G05B11/42 , G06F30/20 , G06N3/006 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于麻雀搜索算法的小行星表面太空设备的轨迹跟踪算法，包括太空采矿车系统，太空采矿车系统根据小行星表面的土壤条件建立轮土作用力估计模型，太空采矿车系统通过运动学分析及动力学分析分别建立车轮动力学分析模型和整车动力学分析模型，太空采矿车系统通过SSA‑PID控制模型解出现有状态下太空采矿车的运动轨迹，最后输出。本发明的有益效果是：该算法在动力学建模过程中，根据小行星复杂的表面环境，考虑了车轮有效半径变化因素，避免了可能带来的运动误差影响，采用麻雀搜索算法优化的PID控制，对PID控制参数进行优化，避免了局部最优问题，增强了轨迹跟踪效果。
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