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隨著現(xiàn)代生產(chǎn)生活方式的快速發(fā)展，在電子、食品、醫(yī)藥、日化和新能源等行業(yè)中，對(duì)體積小、重量輕的產(chǎn)品進(jìn)行封裝、包裝及分揀等高速無污染作業(yè)的需求日漸旺盛。由于具有一定的通用性和適應(yīng)性，工業(yè)機(jī)器人成為此類作業(yè)中保障質(zhì)量、提高效率和降低成本的核心裝備，尤其是高速并聯(lián)機(jī)器人因速度和動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)勢(shì)而備受青睞。無需高精密減速器的結(jié)構(gòu)特性，也決定了高速并聯(lián)機(jī)器人在中國有極大的創(chuàng)新和發(fā)展空間，與此同時(shí)，多樣化復(fù)雜生產(chǎn)工況也對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的本體設(shè)計(jì)、視覺感知、運(yùn)動(dòng)控制和多機(jī)協(xié)同等核心技術(shù)及其集成提出新的挑戰(zhàn)。 本項(xiàng)目歷時(shí)多年，攻克高速多并聯(lián)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并成功研制了滿足高效生產(chǎn)的國產(chǎn)化成套裝備，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

該基于矢量推進(jìn)的觀測(cè)型水下機(jī)器人有8個(gè)矢量布置的推進(jìn)器，得益于推進(jìn)器的矢量布置方式，水下機(jī)器人除了完成基本的上浮下潛、平面運(yùn)動(dòng)外還可以完成諸如定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、縱橫傾運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)。

控軟體機(jī)器人是智能仿生機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向。然而，如何實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向的便捷調(diào)控，是該領(lǐng)域目前急需解決的一個(gè)關(guān)鍵科學(xué)性問題。傳統(tǒng)的光刺激調(diào)控法，需要將光束集中在軟體機(jī)器人的某個(gè)局部區(qū)域，或者沿某個(gè)角度或方向去照射軟體機(jī)器人，使之產(chǎn)生局部的形變差異，進(jìn)而推動(dòng)軟體機(jī)器人沿某個(gè)方向前進(jìn)。例如，在文獻(xiàn)中經(jīng)常看到的場(chǎng)景是，將光束照射在軟體機(jī)器人的頭部，使其后退；照射在尾部，使其前進(jìn)；從左向右掃描軟體機(jī)器人，使其右拐；從右向左掃，使其左轉(zhuǎn)。此類光刺激調(diào)控法缺乏便捷性，非常不方便。東大科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，構(gòu)建了多層次結(jié)構(gòu)的液晶彈性體基軟體機(jī)器人，在不同的結(jié)構(gòu)層次中加入三種分別對(duì)520nm、808nm、980nm波段光源響應(yīng)、且互不干擾的有機(jī)光熱轉(zhuǎn)換試劑，從而利用可見和紅外三個(gè)波段光的開/關(guān)變化去操控軟體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向。和傳統(tǒng)的光刺激調(diào)控法相比，該方法是通過軟體機(jī)器人不同區(qū)域?qū)獯碳さ倪x擇性吸收，來實(shí)現(xiàn)整體的形變差異，進(jìn)而推動(dòng)軟體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，因此光源的照射位置、方向、角度等因素都不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生根本性影響。該策略為實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向的便捷調(diào)控提供了新思路。

全國首個(gè)技術(shù)經(jīng)理人能力評(píng)價(jià)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，觸覺反饋技術(shù)以及智能機(jī)器人的出現(xiàn)，人們?cè)谝曈X和觸覺上有了越來越多不同的全新體驗(yàn)。例如，目前對(duì) 于機(jī)器人的操作方式一般是通過遙控裝置或是手動(dòng)觸控，這個(gè)使用者的操作帶來 很多不方便而且對(duì)于初學(xué)者來講也不是很好掌握，同時(shí)操作失誤率較高，因?yàn)槲覀儾荒苷媲械母惺艿綑C(jī)器人的世界。具備視覺與觸覺反饋的體感機(jī)器人采用體感交互裝置采集目標(biāo)人體肢體關(guān) 節(jié)信息，對(duì)目標(biāo)人體的姿態(tài)或動(dòng)作進(jìn)行分析識(shí)別;根據(jù)獲取到的分析識(shí)別結(jié)果產(chǎn) 生對(duì)應(yīng)的體感交互指令;將體感交互指令發(fā)送至機(jī)器人，機(jī)器人執(zhí)行體感交互指 令;同時(shí)機(jī)器人采集自己周圍環(huán)境信息，例如指尖壓力信息和周身圖像信息，通 過體感交互裝置反饋給目標(biāo)人體。通過上述方式不僅突破了傳統(tǒng)的對(duì)機(jī)器人的控 制方式，而且通過觸覺反饋的方式還有 3D 圖像的顯示，在大程度的讓使用者得 到沉浸式的操作體驗(yàn)。隨之而得到的不僅僅是方便的操作和大大降低的操作失誤 率，同時(shí)也給用戶帶來了更為生動(dòng)的操作體驗(yàn)。

? 隨著科技的日漸發(fā)達(dá)以及中國結(jié)需求量的日益增加，純手工的制作效率遠(yuǎn)達(dá)不到要求，這就大大增加了中國結(jié)的制作成本。同時(shí)，其在手工制作中不可避免的差異性更限制了其不能快速發(fā)展，由此，一個(gè)能完全代替人力或者部分代替人力的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí)，機(jī)器所具有的一致性、無差別性以及其高精度也決定了其更適合在這個(gè)傳統(tǒng)觀念上的純手工領(lǐng)域發(fā)展。因此，研究并實(shí)現(xiàn)一個(gè)能基本完成中國結(jié)編織工作的機(jī)器人是十分必要的。也對(duì)提高中國傳統(tǒng)文化的普及度和增加其科技含量有重要意義，也保證了其可以在當(dāng)今快速發(fā)展的信息化社會(huì)不被淘

目概況    目前，國內(nèi)外大量應(yīng)用弧焊機(jī)器人系統(tǒng)從整體上看基本都屬第一代或準(zhǔn)二代焊接機(jī)器人系統(tǒng)。由于焊接路徑和焊接參數(shù)是根據(jù)實(shí)際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置的，在焊接時(shí)缺少外部信息傳感和實(shí)時(shí)調(diào)整控制功能，這類弧焊機(jī)器人一般不能應(yīng)對(duì)焊接作業(yè)條件嚴(yán)格的穩(wěn)定性要求，焊接時(shí)缺乏“柔性”，表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)。在實(shí)際弧焊過程中，焊接條件是經(jīng)常變化的，如加工和裝配等誤差會(huì)造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會(huì)造成焊道變形和熔透不均。    為克服機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，提高機(jī)器人作業(yè)智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整，且能實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤。己完成鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平。 本項(xiàng)目具有國際先進(jìn)水平，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 主要特點(diǎn)    已完成的項(xiàng)目，塞拉門框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點(diǎn)多而短、焊接質(zhì)量要求高，故解決柔性夾具設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)兩面焊接、滿足多系列多規(guī)格門框尺寸的要求是體現(xiàn)了成果的先進(jìn)性；    鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器入柔性工作站所包括的柔性夾具、焊縫智能跟蹤與圖象處理技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平，體現(xiàn)了成果的創(chuàng)造性。技術(shù)指標(biāo)    國內(nèi)城市軌道車輛、高速列車的迅猛發(fā)展使得城軌門生產(chǎn)逐年猛增，品種不斷翻新，但鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術(shù)水平，效率低，焊接質(zhì)量欠佳，優(yōu)質(zhì)品率低，是制約我國城軌門產(chǎn)品升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)。    首選企業(yè)的高精度焊件達(dá)到：焊縫識(shí)別誤差600×600像素， ±0. 25mm，±0.20mm;焊槍姿態(tài)誤差，±0. 045mm，±0.040mm;其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊接電流誤差等），±0. 030mm，±0.020mm;視覺跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。市場(chǎng)前景    成果實(shí)施后使用單位使用前手工焊接的1.2萬件／年，達(dá)到4萬件。按人工焊接生產(chǎn)水平，支出費(fèi)用為72萬x3. 5=252萬，機(jī)器人的投入成本1年半內(nèi)可收回，且可滿足使用單位近3-5年的發(fā)展需求。    按近幾年使用單位產(chǎn)品產(chǎn)量的增長速度，2009-2010年產(chǎn)量可達(dá)5.5萬件，2臺(tái)機(jī)器人工作站每年可生產(chǎn)5. 68萬件，完全滿足生產(chǎn)要求。若仍用人工焊接則成本支出為72萬x4. 6=331.2方元，而機(jī)器人工作臺(tái)投入費(fèi)用為零。企業(yè)每年可新增產(chǎn)值4-5億元，利稅1. 2-1.5億元。    市場(chǎng)應(yīng)用方面已具備推廣應(yīng)用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業(yè)高精度特材焊件設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和提升產(chǎn)業(yè)集聚度，使產(chǎn)品達(dá)同行業(yè)國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平，且可成為企業(yè)現(xiàn)代先進(jìn)制造工藝與裝備工程應(yīng)用的一個(gè)亮點(diǎn)。通過開發(fā)研制，真正體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研合作的現(xiàn)代高等教育理念，在高校和企業(yè)中鍛煉出一批機(jī)器人研制方面、具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的科技人才。

能輪椅：功能特點(diǎn)：自動(dòng)避障、話音及身體姿態(tài)控制、鋰電池組管理。 通過應(yīng)用個(gè)性化壓力坐具，實(shí)現(xiàn)壓力均布和調(diào)節(jié)，減輕局部軟組織發(fā)生壓瘡的風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)坐姿進(jìn)行矯正，降低脊柱側(cè)彎等病人脊柱形態(tài)進(jìn)一步惡化和發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)；利用超聲和紅外傳感器，可發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)路徑上是否存在障礙物，并自動(dòng)繞行。臨近溝坎時(shí)，可自動(dòng)剎車。可監(jiān)測(cè)輪椅側(cè)傾程度，防止輪椅側(cè)翻；通過話音控制輪椅運(yùn)動(dòng)、通過頭部動(dòng)作控制輪椅運(yùn)動(dòng)、通過語音或頭部姿態(tài)實(shí)現(xiàn)手機(jī)操作；采用先進(jìn)的鋰電池組管理系統(tǒng)，提高了續(xù)航能力，并為車載設(shè)備提供更加充沛的能源。

本項(xiàng)目開發(fā)的智能交互服務(wù)機(jī)器人是基于ROS(Robot Operating system)機(jī)器人操作系統(tǒng)開發(fā)的，融合室內(nèi)自主地圖創(chuàng)建與導(dǎo)航技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)以及機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)。其主要功能有實(shí)時(shí)的自主導(dǎo)航移動(dòng)，語音交互，人體跟隨，人臉識(shí)別，遠(yuǎn)程通信和動(dòng)作表演等。本平臺(tái)結(jié)合電網(wǎng)，已開發(fā)面向電網(wǎng)行業(yè)的迎賓服務(wù)機(jī)器人，結(jié)合醫(yī)院診療，已推出醫(yī)院遠(yuǎn)程看護(hù)機(jī)器人。