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公开(公告)号：CN116142435A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310141634.8
申请日：2023-02-21
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明属于水下机器人领域，具体说是一种基于MFC驱动的仿生机器鱼及驱动方法，其装置包括：机器鱼头部壳体、机器鱼头部盖、尾鳍机构、胸鳍机构以及机器鱼控制系统；机器鱼头部壳体为一端开口的中空壳体，机器鱼头部壳体的开口与机器鱼头部盖密封连接；在机器鱼头部壳体内的机器鱼头部盖端面上垂直设有安装板，机器鱼控制系统固设于安装板上；尾鳍机构垂直设于机器鱼头部盖上；胸鳍机构设于机器鱼头部壳体外壁上；尾鳍机构和胸鳍机构分别与机器鱼控制系统连接。本发明的仿生机器鱼采用智能材料MFC更好的模仿了鱼类的游动，具有低磁、低噪隐蔽性强特点，并采用智能材料MFC模拟鱼的胸鳍运动和尾鳍运动，从而模拟鱼的前进和升降运动。
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公开(公告)号：CN115167486B
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202210848933.0
申请日：2022-07-19
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及水下机器人参数辨识领域，尤其涉及变结构水下机器人在线水动力参数辨识方法，实现水下机器人在航行期间在线辨识水动力参数，为水下机器人的控制器设计提供模型参数。针对变结构机器人变形前后水动力参数模型变化显著的问题，本发明提出一种基于动力学模型的在线水动力参数辨识方法，创新地利用导航传感器量测与动力学模型速度先验的误差、水动力参数与速度先验的数据关联反馈校正水动力参数并估计参数辨识的精度，为降低量测数据累积的“数据饱和”风险，在辨识过程中引入人工过程驱动噪声，提升了对水动力模型变化的跟踪能力，实现了变结构水下机器人利用自身导航传感器数据对水动力参数的在线辨识。
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公开(公告)号：CN114924576B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202210417455.8
申请日：2022-04-20
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种适用于水下机器人的定深控制方法，与水下机器人的水下垂直面俯仰角定深运动控制相关，实现水下机器人的在机械臂大扰动和环境扰动复杂状态下的定深稳定精准控制，本发明利用自抗扰控制中线性扩张状态观测器，对于水下机器人包含机械臂和环境扰动等在内的总扰动进行实时估计，降低了对水下机器人动力学模型的依赖性，扩展了控制的应用范围，再根据对水下机器人的姿态变化与期望俯仰的控制，考虑对于变结构水下机器人的深度控制能力的约束，结合分阶比例积分微分控制，拓展提高水下变结构机器人的定深快速精准稳定控制。
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公开(公告)号：CN116477022A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202210041293.2
申请日：2022-01-14
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: B63C11/52
Abstract: 本发明属于水下机器人领域，具体地说是一种水下变结构机器人，主体框架、作业系统及变结构装置均位于浮力调节系统的内部，变结构装置包括剪叉机构及电动缸，电动缸及剪叉机构分别安装于主体框架上，电动缸的输出端与剪叉机构连接、驱动剪叉机构升降；浮力调节系统包括上、下浮力材，下浮力材安装于主体框架上，上浮力材安装于剪叉机构上，随剪叉机构升降，通过上浮力材随剪叉机构的升降改变机器人的自身形态，实现机器人航行模式与作业模式的切换；通过改变自身形态，增大水下机器人的稳心高，切换到稳定作业模式，通过机械臂与五指手的集成实现精细作业，实现一个平台兼顾敏捷航行探测和悬停精细作业。
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公开(公告)号：CN114675644B
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202210276370.2
申请日：2022-03-21
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明涉及水下机器人的运动控制技术领域，尤其涉及变结构水下机器人运动控制方法，实现变结构水下机器人在机械臂扰动条件下的高精度垂直面控制。本发明从参数辨识角度实时估计机械臂运动下机器人静力学参数的变化特征，采用基于动力学模型的在线参数辨识技术，将机械臂运动和水下机器人本体运动统一放入滤波器进行辨识估计，根据水下机器人姿态角和速度测量值反馈校正静力学参数的估计值，同时设计参数递推阻尼和遗忘因子，降低参数辨识过程中的过参数化风险，实现静力学参数的实时精确估计；再将时变静力学参数估计和动力学模型结合，实现水下机器人在机械臂扰动情况下的高精度垂直面运动控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113190025B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202110493658.0
申请日：2021-05-07
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及水下机器人的运动控制技术领域，尤其涉及变结构水下机器人运动控制方法，实现变结构水下机器人在机械臂扰动条件下的高精度航迹控制。本发明从速度滤波角度分析机械手扰动，采用基于相邻时刻测量相关性的速度滤波技术，统一机械手扰动和变结构水下机器人本身扰动的观测模型，降低扰动分析对动力学模型的依赖性，再根据速度反馈测量和目标航迹误差权重，考虑变结构水下机器人航行能力约束，实时计算变结构水下机器人的目标航向和目标速度等航迹控制量，实现变结构水下机器人在机械手扰动条件下的高精度航迹控制。
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公开(公告)号：CN116243718A
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202310141632.9
申请日：2023-02-21
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种适用于压电纤维复合材料仿生机器鱼的速度控制方法，属于压电纤维复合材料仿生机器鱼的速度控制领域，尤其是针对于MFC仿生机器鱼水下水平面的速度控制相关，实现MFC仿生机器鱼在复杂水厂环境下的机动航行，本发明利用MPU6050六轴传感器测量MFC仿生机器鱼的游动速度信息，采用分数阶比例积分微分控制(分数阶PID控制)，实现在较短的时间内到达稳定，有效降低了针对于噪声等因素致使误差变化放大所导致的控制震荡问题，拓展了针对于MFC仿生机器鱼的速控制的稳定性，提高了速度控制的响应速度。
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公开(公告)号：CN115049918A
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202210668548.8
申请日：2022-06-14
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G06V20/05 , G06V10/82 , G06V10/44 , G06T7/90 , G06T5/50 , G06T5/20 , G06T5/00 , G06N3/04 , G06N3/08
Abstract: 本发明涉及水下机器人智能应用领域，提出一种用于水下机器人自主作业应用的目标快速检测技术，具体方法是采用基于多分辨率图像融合的图像增强处理算法快速处理水下图像，增强目标区域信息特征；接下来采用基于卷积神经网络的固定目标识别算法进行区域目标快速检测；同时构建一种快速图像处理的装置，集成到水下机器人，辅助水下机器人作业操作。相比传统声学目标识别具有距离近，识别分辨率高的特点。光学摄像机也具有应用范围广，识别目标多样性等优点。
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公开(公告)号：CN114924576A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210417455.8
申请日：2022-04-20
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种适用于水下机器人的定深控制方法，与水下机器人的水下垂直面俯仰角定深运动控制相关，实现水下机器人的在机械臂大扰动和环境扰动复杂状态下的定深稳定精准控制，本发明利用自抗扰控制中线性扩张状态观测器，对于水下机器人包含机械臂和环境扰动等在内的总扰动进行实时估计，降低了对水下机器人动力学模型的依赖性，扩展了控制的应用范围，再根据对水下机器人的姿态变化与期望俯仰的控制，考虑对于变结构水下机器人的深度控制能力的约束，结合分阶比例积分微分控制，拓展提高水下变结构机器人的定深快速精准稳定控制。
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公开(公告)号：CN113190025A
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN202110493658.0
申请日：2021-05-07
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及水下机器人的运动控制技术领域，尤其涉及变结构水下机器人运动控制方法，实现变结构水下机器人在机械臂扰动条件下的高精度航迹控制。本发明从速度滤波角度分析机械手扰动，采用基于相邻时刻测量相关性的速度滤波技术，统一机械手扰动和变结构水下机器人本身扰动的观测模型，降低扰动分析对动力学模型的依赖性，再根据速度反馈测量和目标航迹误差权重，考虑变结构水下机器人航行能力约束，实时计算变结构水下机器人的目标航向和目标速度等航迹控制量，实现变结构水下机器人在机械手扰动条件下的高精度航迹控制。
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