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一、項目簡介 自動導航運輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）是裝有自動導航裝置，能夠沿規定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種物料移載功能的搬運車輛。廣泛應用于汽車制造、電子、紡織、食品、煙草、物流倉儲等行業和領域。 2016年中國AGV市場銷售量7350臺，市場規模達12.08億元，同比增長37.7%。2017年中國市場AGV銷量有望突破10200臺，同比增速超38%。特別是新一代完全柔性的AGV機器人將在各種場景下得到應用，新的AGV增量市場正在醞釀過程中。 當前AGV主要導航方式為有軌導航（固定路徑）和無軌導航（柔性路徑）。傳統有軌導航AGV主要采用有軌導航方式，雖然簡單易行、路徑跟蹤可靠性好，但靈活性和柔性差；新的激光導航方式，在應用時具有更高的柔性，但目前大多數是采用反射板和三角定位原理進行，其靈活性和柔性受到限制。 無軌導航AGV不需要任何場地施工、具備自由路徑導航和智能避讓能力的AGV，越來越受到行業的重視，是重要發展趨勢和研究熱點。這種無軌的自主導航系統（自由路徑規劃和決策）具有更高的引導柔性，能夠更高效、靈活地完成物料的搬運任務。隨著車間物流和生產流程日益復雜多變，對柔性供送、自主規劃決策的新一代AGV需求迫切。 本項目致力于開發面向柔性物料搬運、內部物流的AGV機器人平臺，具有效率高，易于操作、使用靈活且安全等特點。項目研究的這種AGV是第三代柔性移動機器人，綜合了激光、視覺、慣性定位和自主規劃決策技術，是未來的移動解決方案。(智能化工具化)，適應于巡檢和商城、賓館、醫院等場所的內部配送。 項目研究全新一代AGV屬于自主導航機器人，具備全柔性：無軌導航，不需要場地布設，全軟件化，應用更廣（內部物流、人機協作等）。具備自主性：自動路徑規劃、自動避障、自動跟蹤、相互協作、自動充電等智能決策。項目研究具有重要的現實意義和市場前景。 二、前期研究基礎 研究團隊已經開工研究面向柔性物料搬運和物流配送的新一代AGV機器人，服務于需混合導航與自由路徑功能的新興AGV市場，目前研發的這種AGV是第三代高級移動機器人，綜合了激光、視覺、慣性導航和自主規劃決策與人機交互技術，是未來的移動解決方案(智能化工具化)。累計完成投資150萬元，已和廈門萬久公司開展省高校產學項合作目(基于視覺與慣性定位的AGV裝置研發)，設計完成了AGV機器人樣機，正進行驅動系統、導航系統、控制系統可靠性與性能指標的測試。 當前正在的研究工作和目標是，進一步完善AGV基本機型設計，實現激光SLAM、里程/IMU慣性定位、自主路徑規劃與跟蹤；對AGV的RGB-D視覺系統進行開發設計，實現視覺引導與目標識別、跟蹤、避讓；進行終端控制軟件開發，形成產品應用解決方案。 已發表的與項目相關的主要論文SCI論文5篇，EI論文20余篇。主要發明專利有：1. 仲訓昱, 田軍, 龐聰, 彭俠夫, 曾建平. 基于前傾 2D 激光雷達移動掃描的路面與障礙檢測方法. 國家發明專利（受理中）2. 仲訓昱. 基于虛擬掃描與測距匹配的 AGV 激光 SLAM 方法. 國家發明專利（申請號：201710504910.7, 受理中）. 3. 仲訓昱, 李躍亮, 彭俠夫. 面向智能車自主充電的柔性對接裝置. 國家發明專利（申請號： 201710389598.1, 受理中）4. 仲訓昱, 王祥, 陳映冰, 彭俠夫. 基于 A*提取引導點的 AGV 路徑跟蹤與避障協調方法.國家發明專利（申請號： 201710043581.0, 受理中）5. 仲訓昱, 李躍亮, 劉嘉偉, 彭俠夫. 一種面向智能車自主充電的柔性對接裝 置. 國家實用新型專利, 專利號： 201720606992.1 三、應用技術成果 （一）導航控制系統設計 研究團隊開發了一種全柔性自主式AGV機器人, 其導航控制系統如下圖所示，特點有： 1）采用這種模塊化的系統平臺, 搭建激光導航AGV產品, 可實現降低制作成本30%-50%;  2）結合視覺/慣性定位和特殊運動機構, 支持各種場景下的使用、簡易且節省人工成本。 （二）地圖表示和基于A*提取關鍵路徑點的全局路徑規劃方法 以AGV半徑障礙進行膨脹，建立初始柵格地圖；通過風險評估函數對障礙周圍節點的風險等級進行評估，獲得帶有風險區域的安全柵格地圖。在安全地圖上通過A*算法規劃全局路徑，在得到的全局路徑上提取關鍵路徑點。 （三）基于位-姿交替控制的路徑跟蹤與避讓/運動協調方法研究了局部環境建模與自適應窗口的實時避障方法，同時還研究了基于復合速度障礙法的分布式運動規劃算法，在各種移動服務機器人與AGV搬運機器人 相互協調避讓的運動規劃中等具有很好的應用前景。 機器人以關鍵路徑點為引導點并不斷實時切換、更新引導點，進行路徑跟蹤與障礙避讓的協調統一。 （四）基于地圖匹配的AGV激光SLAM方法 虛擬掃描與測距匹配法：增量式創建柵格地圖，采用虛擬激光雷達掃描與基于測距的快速輪廓匹配。 LATTICE SLAM方法：綜合采用了高斯牛頓迭代法、地圖匹配表、概率地圖和高低兩層地圖等策略。 （五）AGV系統特色設計 1)雙層控制器系統結構，提高可靠性、實時性和靈活性。 2)基于ROS的軟件設計，采用NVIDIA 的TK1超級計算平臺作為主控計算機。 3)下位機功能模塊設計：處理實時性較高的任務，如里程計／IMU推算定位、安全速4)度控制、超聲波／防撞條避碰處理等。 5)運動機構及外觀設計：兩輪差動驅動＋兩輪隨動”的四輪運動機構，比六輪機構具有更好的地面適應性；采用橡膠輪，減震和靜音效果好。 6)自動充電對接裝置設計：通過柔性連桿的彎曲形變來實現充電接口和充電接頭的柔順對接。 四、合作企業 廈門萬久科技股份有限公司是一家集銷售、軟件研發、技術服務、加工技術整合為一體的高新技術企業。目前公司的經營范圍涉及CNC軟件開發及數控系統銷售、CNC控制零件銷售及專業維修；工藝優化、機臺升級與技術改造、工程配電與軟件優化、專用機控制系統開發、多軸機的設計與開發、機臺精度檢測與校正優化服務等。公司是國際知名生產制造企業——富士康的產品供應商和技術服務商。  

項目研究背景： 焊接是機械制造工業中關鍵的工藝技術之一。焊接自 動化必須借助一定的焊接自動化裝備，目前國內外廣泛采用機器人。機器 人是一種傳統的機構學與近代電子相結合的產物。其綜合了計算機科學、 控制論、機構學、信息科學和傳感器技術等多個學科。機器人作為一種代 替勞動者完成繁重而危險重復性的工作的自動化設備已被廣泛地應用于 汽車、機械、電子、建筑等行業。 技術原理 ：本產品是針對平面彎曲焊縫自動跟蹤所開發的一種具有智

項目簡介： 發展自主知識產權的北斗衛

XM-D009自主神經電動模型 ? XM-D009自主神經電動模型顯示交感神經低級中樞、交感干；交感神經節前和后節纖維的分布規律；副交感神經低級中樞的部位；睫狀神經節、翼腭神經節、下頜下神經節、耳神經節等副交感節前纖維的起始和節后纖維的分布；盆內臟神經的分布情況，控制面板上獨立的按鈕。 ? 一、顯示內容： 左邊簡要顯示交感神經與脊神經的關系及交感神經結前纖維發出的部位及其三種方向，右邊是主體部分，清晰顯示模型的交感神經秘副交感神經的結構特點用其分布。 ■ 演示副交感神經的低級中樞（即腦骶部）： 1、腦干四對副交感神經核（又稱結前神經元）自上而下，為動眼神經副核、上泌涎核、下泌涎核、迷走神經背核（可分別閃亮）。 ①、動眼神經副核發出結前纖維，隨動眼神經，其中副交感神經纖維進入睫狀神經（副交感神經結）結后纖維分布二睫狀肌和瞳孔括約肌。 ②、上泌涎核發生結前纖維，隨面神經，其中副交感神經纖維至翼腭神經結（副交感神經結），結后纖維支配淚腺、鼻腔口腔粘膜的腺體。另一部分結前纖維至下頜下神經結（副交感神經結）結后纖維公布二下頜下腺和舌下腺。 ③、下泌涎核發出結前纖維隨舌咽神經其中的副交感纖維至耳神經結（副交神經結）結后纖維分布于腮腺。 ④、迷走神經背核發出臺前纖維，隨迷走神經至胸腹腔器壁內或附近至副交感神經結，結后纖維分布于相應的器官。 2、骶部副交感：脊髓骶部第2－4節的副交感神經核發出結前纖維骶神經分出副交感神經纖維加入盆從，隨盆叢至臟器附近或臟器壁內副交神經結，結后纖維分布于結腸左曲以下的消化管、盆腔臟器及外陰器。 ■ 演示交感神經低級中樞（即胸腰部）： 1、白交通支入交感干后有三種去向： ①、進入交感干后，終于相應節段的交感神經結。 ②、進入交感干后往上行、或向下行，并終止于上方或下方的神經結。 ③、進入交感干后，不換神經元既穿出交感干終止于椎前神經結（椎前神經結有腸系膜上神經結、腸系膜下神經結、腹腔神經結、主動脈肥膩神經結）。 上述白交通結前纖維入交感干后的三種去向均可發光顯示。 2、交感神經結發出的結后纖維有三種去向： ①經灰交通支（結后纖維返回脊神經分布于軀干四肢的血管、汗腺和豎毛肌（31對脊神經均有灰交通聯系）。 ②隨動脈行走，在動脈外膜處形成神經叢，并隨動脈分布至所支配的器官。 ③示交感神經結的結后纖維直接支配到所支配的器官。 ? 二、技術參數： ■ 尺寸：60×24×85cm ■ 材質：PVC材料+木框 ? 三、標準配置： ■ XM-D009自主神經電動模型：1臺 ■ 電源線：1根 ■ 說明書：1冊 ■ 保修卡合格證：1張

XM-D004頭面部自主神經分布電動模型 ? XM-D004頭面部自主神經分布電動模型顯示頭面部副交感神經的傳導路、腦干中的動眼神經副核、上泌涎核和下泌涎核，脊髓斷面上的灰質側角等傳導通路。 ? 一、顯示內容： ■ 副交感部低級中樞 ■ 動眼神經副核 ■ 上泌涎核 ■ 下泌涎核 ■ 脊髓灰質側角 ? 二、技術參數： ■ 尺寸：49×23×65cm ■ 材質：PVC材料+木框 ? 三、標準配置： ■ XM-D004頭面部自主神經分布電動模型：1臺 ■ 電源線：1根 ■ 說明書：1冊 ■ 保修卡合格證：1張

簡單介紹： 大小鼠自主活動轉輪記錄儀是由動物本身自發運動來推動跑輪轉動。在這種構型中，籠內動物長期活動的信息，如跑輪轉動方向、轉數、累計總行程等，能夠使用編碼器進行長度計記錄。此裝置由轉輪組件、籠體、以及轉動方向速度傳感器組成，該儀器是研究動物生活節律實驗**工具。也可選配投食器，進行運動獎賞實驗等。 詳情介紹： 技術參數： 1、參數顯示方式：5寸液晶觸摸屏2、實驗數據：實驗時間、總距離、總圈數、順時針圈數，逆時針圈數，單位時間段內的參數3、實驗時間范圍：000:00（小時:分）4、編碼器分辨率：100P/R5、數據保存量：2000組6、數據輸出：USB，可導出到U盤7、機箱材質：PVC8、大鼠活動輪規格：直徑355X106mm9、小鼠轉輪規格：直徑150mmX50mm 10、數據記錄間隔:1~9999min 11、投食圈數：1~1000圈/次 12、投食量：10~5000ms 13、閾值：0.1~99999分14、設備電源：110V~220V  50HZ

成果描述：本實用新型公開了一種基于多段復合導航的機器人自主無線充電系統。其包括機器人端導航子系統、機器人端充電子系統及無線充電樁端子系統,所述機器人端導航子系統包括導航模塊及分別與所述導航模塊連接的攝像頭處理模塊、WIFI處理模塊,所述機器人端充電子系統包括無線充電接收端,所述無線充電樁端子系統包括微控制模塊及分別與所述微控制模塊連接的WIFI管理模塊、LED信標燈控制模塊、無線充電管理模塊。本實用新型具有無需額外添加傳感器,安裝維護簡單的優點,極大的提高了室內機器人的充電環境適應能力。市場前景分析：本實用新型具有無需額外添加傳感器,安裝維護簡單的優點,極大的提高了室內機器人的充電環境適應能力。與同類成果相比的優勢分析：國內領先

綜合考慮整車動力傳動系統中各部件對整車能耗經濟性的影響因素及耦合 關系，建立精確的動力傳動系統動態數學模型，優化各子系統的設計參數與控 制參數，進行動力傳動系統仿真分析；綜合考慮整車零部件傳聲特性、材料傳 聲特征、聲音在不同介質間變化特性等因素，建立整車聲品質分析模型，進行整 車聲品質仿真分析。 針對不同動力傳動系統特征的整車，建立動力傳動系統能量分布圖，進行 整車能耗綜合試驗測試分析，提出動力傳動系統設計參數與控制參數的優化設 計手段；建立整車聲品質試驗測試分析平臺，進行模擬整車現場聲品質試驗測試 分析，掌握聲音在零部件間的傳遞路徑，提出聲品質與整車及零部件設計參數的 關聯規律。 突破節能環保、安全可靠、智能舒適等整車核心關鍵技術，提升長安自主品 牌汽車整車品質，百公里油耗平均降低至5.6升，車內噪聲降至40分貝， 支撐長安逸動轎車系列和SUV系列處于國內領先，性能達到同級別車型國際先 進水平。

海上大型絞吸疏浚裝備是遠海島礁大規模高效吹填造陸的國之重器，是南海資源開發、一帶一路港口建設等國家戰略任務和重大工程的緊迫需求。絞吸疏浚裝備具有同步完成海底巖土快速挖掘和長距離管道連續輸送的可靠作業能力，需要作業定位、巖土挖掘、物料輸送和疏浚監控四大系統的高度集成，其核心技術長期被歐洲壟斷并嚴格封鎖。項目組圍繞海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化，歷經15年產學研用攻關取得如下創新成果：     一、多自由度順應式重載精確定位技術：針對漂浮作業裝備高效穩定定位的挑戰，提出主體、挖掘、定位等系統的多體耦合動力學分析方法，揭示了海洋環境與疏浚作業載荷的復合作用機理，發明了多自由度順應式重載鋼樁臺車定位系統，保障了惡劣海洋環境中“定得穩”的疏浚作業要求，使得作業抗風等級從6級提高到9級，南海作業窗口期從約120天增加到約180天。     二、多參數自適應重型大挖深挖掘技術：針對海底堅硬巖石快速挖掘的挑戰，提出大挖深傾斜彈性結構超長軸系設計方法，解決了機構運動和巖石挖掘的強沖擊載荷導致系統失效的難題，研制出特種重型挖巖絞刀、超長軸驅動裝置及多參數自適應控制技術，實現了36米水深下快速挖掘單軸抗壓強度超過60MPa的堅硬巖石，滿足了國家重大工程“挖得快”的需求。     三、多介質高濃度長距離連續輸送技術：針對大顆粒物料高濃度長距離連續輸送的挑戰，提出多級顆粒混合流態分析技術，攻克了扭曲葉片型葉輪和對數螺旋線泵殼內流道設計難題，研制出高效輸送大顆粒物料的系列疏浚泵和驅動裝置，實現“排得遠”的強大能力，將高濃度管道連續輸送距離由6公里提高至15公里。     四、多系統集成優化總體設計技術和裝備研制：針對各類型疏浚工程的不同需求，攻克了多系統集成總體設計、多工況功率平衡動力配置、裝備綜合控制與信息化管理等關鍵技術，構建了大型絞吸疏浚裝備數字化集成設計平臺，研制出電軸、變頻等五大類56座絞吸疏浚裝備，形成“系列化”產品自主設計和制造能力。     本項目授權發明專利34項、實用新型專利21項、軟件著作權33項，制修訂國家標準5項，發表論文112篇，構建了我國大型絞吸疏浚裝備自主研發與產業化應用的完整體系，研制的“新海旭”、“天鯨號”、“天麒號”等裝備打破國外技術壟斷、不斷創造中國記錄，中國機械工程學會和機械工業聯合會組織的成果鑒定會認為：“海上大型絞吸疏浚裝備在總體上達到了國際領先水平。”     獲獎等級：特等獎，國家科技進步獎     完成單位：上海交通大學、中交上海航道局有限公司、長江航道局、中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司、中國船舶重工集團公司第七一一研究所、江蘇科技大學、江蘇海新船務重工有限公司