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公开(公告)号：CN112051334B
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202010922694.X
申请日：2020-09-04
Applicant: 清华大学
IPC: G01N29/06 , G01N29/265
Abstract: 本发明提供了一种基于TOFD探伤装置的焊缝跟踪系统及其焊缝跟踪方法。所述焊缝跟踪系统包括：TOFD发射探头、第一接收探头、第二接收探头、扫查架、TOFD探伤模块、焊缝识别模块、控制器模块以及机械调节模块。在本申请中，一个TOFD发射探头同时对应第一接收探头和第二接收探头，第一接收探头用于接收焊缝缺陷的衍射信号实现对焊缝的TOFD探伤，第二接收探头用于接收焊趾一次衍射二次反射信号实现焊缝中心位置识别及焊缝跟踪。焊缝跟踪系统采用一发双收模式工作，使得系统在焊缝TOFD探伤同时实现焊缝跟踪，这种工作模式简单可靠，有助于提高检测可靠性和检测效率。此外，本申请的系统结构简单、成本低、实时性好，且焊缝跟踪精度能够满足TOFD探伤要求。
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公开(公告)号：CN109676604B
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN201811604262.3
申请日：2018-12-26
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
Abstract: 本发明涉及机器人曲面运动定位方法及其运动定位系统，该方法采用RGB‑D深度相机采集机器人运动前方曲面的彩色图像和深度图像信息，通过特征匹配的方法计算机器人旋转矩阵和位移；同时采用惯性测量单元IMU的三轴加速度数据优化机器人的俯仰角和横滚角，利用特征点的重投影误差修正机器人的航向角和平移向量，拼接由深度图像获取的机器人运动曲面点云；根据机器人与曲面点云的位置约束和惯性测量单元IMU误差最小化约束对位置和姿态进行非线性优化，获取最终位姿信息；将关键帧中特征点制成词典，用于回环检测。本发明能够对机器人曲面运动进行位置定位和姿态定位，系统结构简单，定位精度高，能够长时间可靠工作。
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公开(公告)号：CN109484506A
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201811564899.4
申请日：2018-12-20
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
IPC: B62D57/024
Abstract: 本发明公开了一种电磁驱动爬壁机器人模块、爬壁机器人及其运动方法，爬壁机器人模块包括模块主体、吸附电磁铁、驱动电磁铁、弹性连接体、吸附铁片、主动连接永磁体和被动连接永磁体。爬壁机器人由多个机器人模块组合而成，可以根据不同的任务需求和工作环境进行分解和重构，结构简单、容易控制、质量轻、体积小，能够实现壁面爬行、平移、偏转、原地转动等运动，大大提高了机器人的工作效率和环境适应能力。
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公开(公告)号：CN108508085A
公开(公告)日：2018-09-07
申请号：CN201810132244.3
申请日：2018-02-09
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
IPC: G01N29/04
Abstract: 一种扭转模态磁致伸缩传感器、管道检测系统及方法，属于超声检测技术领域。所述磁致伸缩传感器包括线圈阵列和永磁铁阵列。线圈阵列由多个跑道型线圈并联而成，固定在管道的外表面一周，且沿管道周向均匀分布；永磁铁阵列由极性交错排列的永磁铁和磁铁底座构成，安装在线圈阵列的外侧，轴向相邻的永磁铁间距等于所激发扭转模态导波的半波长；基于磁致伸缩机制，在永磁铁阵列提供的轴向静态偏置磁场和线圈阵列提供的周向动态磁场的共同作用下，从而激励出扭转模态的管道超声导波。本发明可有效的在钢管中激励和接收扭转模态的超声导波，激励模态单一，信噪比高，便于实现对管道的全面检测。
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公开(公告)号：CN108106549A
公开(公告)日：2018-06-01
申请号：CN201711193553.3
申请日：2017-11-24
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
IPC: G01B11/06
Abstract: 一种电机转子磁钢片装配径向缺陷的结构光检测方法，该方法采用线激光器，使发射的激光束照射在过厚或过薄磁钢片上，首先建立线激光照射在磁钢片表面的投影变形模型：使旋转工作台匀速转动，CCD工业相机拍摄记录磁钢片表面的投影折线，并进行二值化处理；当磁钢片装配存在径向缺陷时，折线之间的夹角也会发生变化；计算出投影各折线段之间的斜率绝对值的差值，比较获得的各折线段斜率绝对值的差值与线激光照射在装配合格磁钢片表面各折线段斜率绝对值差值的阈值，超出阈值则判断磁钢片存在装配径向缺陷。本发明中采用的结构光检测方法可以代替人工检测操作，检测准确率高，性能可靠，抗干扰能力强，系统结构简单，所需工业相机数量少，成本低。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108507572B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201810524111.0
申请日：2018-05-28
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
Abstract: 一种基于MEMS惯性测量单元的姿态定位误差修正方法，涉及一种机器人曲面运动的姿态定位方法。该方法首先将MEMS惯性测量单元固定在待测载体上，采集MEMS惯性测量单元输出的三轴角速度和三轴加速度，然后控制载体在工作平面上运动2～10分钟后，保持静止状态30～180秒，并循环执行，进行运动全过程MEMS惯性测量单元陀螺仪漂移估计和补偿；采用余弦矩阵法计算姿态矩阵，在载体静止状态下利用三轴的加速度更新横滚角和俯仰角，实现机器人姿态定位。本发明的方法在不增加任何硬件成本并且不改变硬件安装结构的情况下，通过调整载体运动速度即可有效的提高姿态定位精度，特别适用于在室内、强磁干扰等作业环境下的机器人曲面运动姿态定位中的应用。
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公开(公告)号：CN110788690B
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN201911005485.2
申请日：2019-10-22
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
Abstract: 本发明提供一种用于大型储罐焊缝修磨作业用爬壁机器人，通过间隙永磁吸附装置吸附于储罐表面，并通过角度调整机构适应不同曲率半径的储罐及压力容器壁面，磁能利用率高，吸附可靠，适用于反作用力较大的壁面操作。焊缝铣削打磨模组搭载于爬壁机器人上，可实现高进给量快速切削，实现高效加工；控制传感模块用于控制爬壁焊接机器人在储罐壁面的运动轨迹及焊缝铣削打磨模组的工艺参数调整。本发明爬壁机器人采用间隙吸附轮式驱动，可在大型储罐表面灵活运动，具有很大的移动范围，将爬壁移动机器人和自动打磨设备结合起来，实现大型储罐焊缝自动打磨，使焊缝打磨质量大幅提高并大幅减小工作人员的劳动强度，提高了储罐制造的整体效率和质量。
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公开(公告)号：CN109484506B
公开(公告)日：2020-03-10
申请号：CN201811564899.4
申请日：2018-12-20
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
IPC: B62D57/024
Abstract: 本发明公开了一种电磁驱动爬壁机器人模块、爬壁机器人及其运动方法，爬壁机器人模块包括模块主体、吸附电磁铁、驱动电磁铁、弹性连接体、吸附铁片、主动连接永磁体和被动连接永磁体。爬壁机器人由多个机器人模块组合而成，可以根据不同的任务需求和工作环境进行分解和重构，结构简单、容易控制、质量轻、体积小，能够实现壁面爬行、平移、偏转、原地转动等运动，大大提高了机器人的工作效率和环境适应能力。
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公开(公告)号：CN110814472B
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN201911005891.9
申请日：2019-10-22
Applicant: 清华大学 , 浙江清华长三角研究院
Abstract: 本发明涉及一种适用于大型钢结构件的主从式爬壁焊接机器人系统，采用爬壁焊接主机器人搭载焊枪并跟踪焊缝运动，爬壁中继送丝从机器人负载送丝机、焊丝盘等焊接相关设备并承载线缆拖曳力，跟随爬壁焊接主机器人运动从而合作完成现场组焊作业，爬壁焊接主机器人整体重量相对较低，运动灵活，有利于机器人位置与焊枪姿态的快速调整，爬壁中继送丝从机器人负载能力较强，控制精度要求相对较低，能够为爬壁焊接主机器人短距离送丝进行焊接，焊丝输出稳定，容易保证焊接质量；爬壁焊接主机器人与爬壁中继送丝从机器人均采用永磁间隙吸附及轮式运动机构，将吸附机构与运动机构分离，进一步提升了机器人运动的灵活性，提高机器人的运动控制精度。
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