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項目成果/簡介: 經過多年的努力，國內AUV研究已取得長足進展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等問題，難以應對復雜海底環境，不能滿足我們對高效率作業和長期自主性的迫切需求。為解決上述關鍵問題，中國海洋大學致力于研發面向長航程深海觀測任務的具有數據驅動能力的新一代AUV系統。在結合自主導航系統精確定位與高性能的運動控制基礎上，根據AUV調查任務需求，通過對海量高維觀測數據的關鍵特征實行快速分析，賦予AUV系統對航行路徑的智能決策能力，極大提升了海洋調查任務實施的質量與效率。 “旗魚”系列AUV是具備高智能性、自主性、靈活性的自主式水下機器人，在海洋科學研究、資源調查、應急搜救等民用領域，以及情報偵測、探雷滅雷、戰場支援等軍事領域發揮著關鍵作用。旗魚系列AUV具備如下優點： （1）易操作，具有圖形化的任務界面使得任務規劃過程簡單快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配備專用布放回收吊鉤，用戶可以使用簡易回收桿手動使潛器與母船吊放機構建立連接； （3）大航程，可選高配置電池艙，續航力可增加50%； （4）高航速，水動力學優化設計，航速最高可達5節； （5）高可靠性，聲學跟蹤功能、AUV纏繞物切斷與自主擺脫、冗余自救設計、硬件軟件設計和測試等，確保系統高可靠性； （6）模塊化設計，系統包含基本配置與用戶自定義配置，可根據任務要求更換模塊化任務艙段。項目階段:小試、中試階段效益分析:民用市場：未來5年，AUV年需求量5~10倍的增長，集中在海洋漁業、港口安防、近海能源設施無人值守、海洋工程服務、海洋觀測網等。軍用市場：隨著新式作戰模式的確立，將有爆發時發展，未來海上戰爭逐漸走向無人化，各種海洋機器人武器系統將大量裝備。潛在合作單位：青島澎湃海洋探索技術有限公司、青島海力旭機電科技有限公司、青島華通軍工投資有限公司、杭州騰海科技有限公司等。知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權知識產權編號:ZL200810237864.X 201510789501.7技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

經過多年的努力，國內AUV研究已取得長足進展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等問題，難以應對復雜海底環境，不能滿足我們對高效率作業和長期自主性的迫切需求。為解決上述關鍵問題，中國海洋大學致力于研發面向長航程深海觀測任務的具有數據驅動能力的新一代AUV系統。在結合自主導航系統精確定位與高性能的運動控制基礎上，根據AUV調查任務需求，通過對海量高維觀測數據的關鍵特征實行快速分析，賦予AUV系統對航行路徑的智能決策能力，極大提升了海洋調查任務實施的質量與效率。 “旗魚”系列AUV是具備高智能性、自主性、靈活性的自主式水下機器人，在海洋科學研究、資源調查、應急搜救等民用領域，以及情報偵測、探雷滅雷、戰場支援等軍事領域發揮著關鍵作用。旗魚系列AUV具備如下優點： （1）易操作，具有圖形化的任務界面使得任務規劃過程簡單快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配備專用布放回收吊鉤，用戶可以使用簡易回收桿手動使潛器與母船吊放機構建立連接； （3）大航程，可選高配置電池艙，續航力可增加50%； （4）高航速，水動力學優化設計，航速最高可達5節； （5）高可靠性，聲學跟蹤功能、AUV纏繞物切斷與自主擺脫、冗余自救設計、硬件軟件設計和測試等，確保系統高可靠性； （6）模塊化設計，系統包含基本配置與用戶自定義配置，可根據任務要求更換模塊化任務艙段。

成果介紹機器人關節驅動方式主要有氣動、電機驅動和液壓驅動三種。其中，液壓驅動具有功率密度高的特點。近年來，隨著電液伺服技術的發展，電液驅動裝置逐漸向著高壓化、微型化方向發展，越來越多地 應用于機器人中，較為著名的有美國波士頓動力公司開發的機器人系列，但目前旋轉電液驅動關節還沒有實現商業化。技術創新點及參數以7075-T651系鋁合金為主體材料，總質量約為1.5kg、容積約為62ml；額定壓強為10MPa。在額定壓強下，輸出扭矩可達75N·m，工作帶寬5.6Hz（能夠滿足一般足式機器人的步行要求）；密封良好，無外泄漏。采用該驅動關節研制了兩足步行樣機，實驗結果表明，關節跟蹤精度高、運動平穩，能夠滿足機器人關節驅動要求

包含：2.1內空插座，DIP14IC插座，74LS04，74LS08，74LS32，直插式色環電阻，高亮¢5mm紅色發光二極管，高亮¢5mm綠色發光二極管，K2A46臺階插座等。教學功能：完成邏輯關系的概念的引入、三人表決器的原理講解和對數字電路的簡單設計。教學應用：1、利用此示教板在講解邏輯門時作案例，引入邏輯關系這個概念。2、利用此示教板對三人表決器的原理講解。3、通過對如何設計三人表決器的講解，來歸納利用集成電路對數字電路進行簡單的設計的方法。

        LG-IRB01型工業機器人基礎創新實訓臺是專門針對工業機器人領域的一套實訓實驗教學系統，按照模塊化結構進行設計，主要由ABB IRB120型六關節工業機器人、視覺系統、PLC模塊、電氣控制系統等組成，可進行工業機器人相關技術開發、維護維修、示教等方面專項實訓教學，能夠完成關鍵設備的特性和參數設置、工業機器人手動控制及基本參數設置、工業機器人IO通信及PLC信息交互、工業機器人單軸運動與線性運動控制、工業機器人工具TCP參數標定、工業機器人工件坐標系參數標定及多坐標系切換、基于關鍵點的軌跡編程、模擬碼垛工藝應用編程、工業機器人與PLC的通訊與聯調、觸摸屏控制應用等實訓任務。 一、工業機器人參數要求 1、工業機器人本體： ABB IBR120/3六自由度工業機器人本體；最大負載≥3 kg； 最大臂展半徑≥580mm； 軸數：≥6軸；位置重復精度：≦0.01mm； 防護等級： ≥IP30； 軸運動范圍： （1）1軸：≥±165°  （2）2軸：≥±110° （3）3軸：≥+70°至 -110° （4）4軸：≥±160° （5）5軸：≥±120° （6）6軸：≥±400° 機器人本體重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。 2、工業機器人控制器： （1）緊湊型工業機器人控制柜，與配套的工業機器人本體配套； （2）控制硬件：多處理器系統大容量閃存、 UPS 備份電源（≥20S）； （3）控制軟件：軟件出廠預裝； （4）額定功率：≥3KVA(變壓器容量)； （5）電源輸入：200V/230V 50-60Hz （6）尺寸：710*449*442mm （7）重量：30kg （8）防護等級：IP20 3.FlexPendant示教器 （1）重量：1kg （2）支持：彩色觸摸屏、操縱桿，緊急停、支持慣用左/右手切換，支持U盤、熱插拔、恢復程序，支持USB儲存器，帶時間標記登錄，支持遠程服務。 二、實訓臺及相關配件： （1）整個平臺為立式結構，主要框架和工作面采用工業鋁型材搭建，電器柜可以安裝工控機、IO口擴展板電磁閥安裝位置、變頻器安裝位置、PLC安裝位置，電氣接線部分為抽屜式結構，便于接線，預留擴展區域，便于設備的擴展。工作平臺為可以靈活安裝各功能模塊的導槽式或矩陣螺絲孔式。尺寸：≥2100mm×1200mm×900mm；材料：鋁合金+鋼板；平臺面板為多用途可擴展設 計方式，擴展靈活；采用氣動夾具：最大負載能力：≥3kg；最大抓取范圍：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；帶安裝機架。 （2）觸摸屏：≥7英寸；液晶顯示屏分辨率：≥800×480；組態：嵌入式組態；提供與PLC通訊相配套的端口線和工控機連接的端口線。 （3）物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金屬材質；數量：≥10個。 （4）PLC：集成≥16路輸入和≥16路輸出IO口；內置≥64K大容量的RAM存儲；內置高速處理≥0.065μS/基本指令；控制規模：≥32 I/O點；內置獨立≥3軸100kHz定位功能：提供相關電氣連接線與附屬器件。 （5）氣源氣路：采用無油靜音氣泵或集中氣源供氣；配有調壓過濾器、氣路等氣動元件；排氣壓力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。 三、主要功能板塊： 1、分揀搬運： 配備圓形、三角形、方形等物料模板；機器人可精準完成各種形狀物料分揀搬運；可擴充配置視覺組件，選配視覺條件下可完成全自動分揀（含顏色、位置、坐標、角度等識別）； 2、碼垛：碼垛是模擬工業場合的自動搬運碼垛功能設計，可以自動記錄碼垛位置和高度，具有重復精度高，自動計算旋轉角度等功能；工業機器人工具盤上安裝了氣動吸盤；包含一個輸送帶，采用步進電機驅動；電機速度可以進行調節；可以實現將模擬物料送到輸送帶上進行定向傳送；具有傳感器能夠檢測模擬物料是否到達指定位置。 3、運動軌跡模塊：TCP練習區主要作為工業機器人的基礎學習環節，能動態直觀的體現出TCP示教的重要性和示教的精度，能夠自由更換示教尖端；可實現TCP標定練習，提供TCP標定用錐形教學塊；可實現基本軌跡編程練習，提供三角形、方形教學軌跡；可實現復雜軌跡編程練習，提供曲線教學軌跡； 4、流水線模塊：流水線應用場景與工廠實際物流情況相似，可進行機器人點位示教編程與調試，可根據學習內容不同而設置不同挑選形式，可根據工件不同采用不同的夾取夾具。 5、立體倉庫：存儲自動裝配工件；倉位數量：≥3列3層9個；倉位承重：≥2Kg；倉位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件種類：≥3種9個；工件模塊包括自動裝配母件、子件等。 6、視覺智能檢測線：主要是配合工業機器人做智能檢測工件角度缺陷及自動對位等以及工業機器人視覺學習開發使用；工業相機，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光譜：彩色； 支持自定義AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工業鏡頭，百萬像素相機； 配套同軸光源，光源大小≥80mm×80mm；準環形光源，直徑≥70mm，照射角度≥90度，帶模擬控制器；配套同軸光源及光源控制器：發光窗口≥50mm*50mm含調光控制電源；機器視覺兼視覺開發環境。 7、快換單元：由4種夾具組成，配合機器人使用作搬運、涂膠、焊接、碼垛等用途。配置快換公頭1個、快換母頭4個、搬運夾具2套、涂膠夾具1套、焊接工具1套、電磁閥3個，并標準固定機構，移動式底板。 8、工業機器人末端安裝電磁吸盤，可匹配多種夾具。同時至少配備4種工裝夾具，夾具有專門的工具架安放，每個夾具的負重至少在3kg以上。按照實訓項目的要求可分別配合工業機器人完成物料夾取、軌跡模擬、打磨拋光、寫字繪圖等工作。 9、云智能實驗室安全管理系統 本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態、數據參數等上傳至云平臺。物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層關聯掌握數據與分析數據。 （1）電壓、電流等模擬量數據顯示。 （2）輸入開關監控，輸出開關等數字量控制。 （3）遠程控制啟停狀態，給定輸出電壓值的。 （4）顯示輸入輸出電壓值的歷史數據 （5）可按照日期、日間進行查詢歷史數進行查詢。 （6）報警信號為PLC主機模擬量采集數值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產生（7）報警，通過物聯網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，（8）每臺設備可對應多個終端設備。 （9）通過手機端可以實現遠程控制PLC的輸出及監視PLC的輸入狀態變化。 （10）數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。 （11）聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。 需提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備查，并現場演示1-3項功能視頻。 10、實驗室智能電源管理系統 實訓室總體智能電源管理系統由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統。投標時現場演示以下10.1-10.4項功能視頻。

本發明公開了一種用于超寬帶雷達饋電網絡中的超寬帶功分器，包括一塊介質板、位于正面的三條微帶線和一個扇形微帶枝節、位于背面的一條槽線和兩個扇形槽線枝節，一條微帶線作為輸入微帶線，一端用于輸入一路輸入信號，另一端與扇形輸出微帶線用于四路輸出信號；三條微帶線相互平行，輸入微帶線與扇形微帶線枝節連接處的正下方，并且與輸入微帶線垂直，槽線的兩端各連接一個扇形槽線枝節。 本發明的功分器采用了三條槽線和兩個扇形微帶線枝節，以及一條槽線和兩個扇形槽線枝接，以及一條槽線和扇形枝節，結構簡單；并且利用扇形枝接，拓寬了功分器的工作帶寬，使其工作頻帶變為超寬帶。

本發明公開了一種用于超寬帶雷達饋電網絡中的超寬帶功分器，包括一塊介質板、位于正面的三條微帶線和一個扇形微帶枝節、位于背面的一條槽線和兩個扇形槽線枝節，一條微帶線作為輸入微帶線，一端用于輸入一路輸入信號，另一端與扇形輸出微帶線用于四路輸出信號；三條微帶線相互平行，輸入微帶線與扇形微帶線枝節連接處的正下方，并且與輸入微帶線垂直，槽線的兩端各連接一個扇形槽線枝節。本發明的功分器采用了三條槽線和兩個扇形微帶線枝節，以及一條槽線和兩個扇形槽線枝接，以及一條槽線和扇形枝節，結構簡單；并且利用扇形枝接，拓寬了功分器的工作帶寬，使其工作頻帶變為超寬帶。

本發明公開了一種配電變壓器集成式級聯型靜止補償器，包括 配電變壓器、級聯型靜止補償模塊、輸出濾波器和控制平臺，配電變 壓器高壓側的每相繞組的中心處設置有連接抽頭作為補償電流的注入 點，連接抽頭通過輸出濾波器連接級聯型靜止補償模塊的交流輸出端， 級聯型靜止補償模塊的控制輸入端連接控制平臺，控制平臺用于采集 配電變壓器高、低壓側及連接抽頭處的電壓和電流信息，依據這些信 息生成跟蹤指令電流信號，利用跟蹤指令電流信號控制級聯型靜止補 償模塊的輸出實現補償。本發明將級聯型多電平結構和配電變壓器進 行集成，提高