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助老助殘高端服務(wù)機(jī)器人，是為了滿足老年人和殘障人士的生活需求、醫(yī)療護(hù)理需求而研制的高科技產(chǎn)品，是在第一代智能護(hù)理床的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的第二代產(chǎn)品，主要包括智能輪椅、智能護(hù)理床、可穿戴設(shè)備、陪護(hù)機(jī)器人、康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備、慧明PAD等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品能有效解決隨著人口老齡化嚴(yán)重、年輕群體迫于社會(huì)壓力無(wú)法全職照看老人以及社會(huì)護(hù)理人員短缺等問(wèn)題。

本發(fā)明公開(kāi)了一種可穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人裝置，包括肩關(guān)節(jié)、上臂、肘關(guān)節(jié)、前臂、腕關(guān)節(jié)和手掌。本發(fā)明機(jī)器人裝置有 8個(gè)自由度，用來(lái)模擬人的上肢關(guān)節(jié)自由度，康復(fù)訓(xùn)練中能夠提供較多的活動(dòng)度，使人體上肢的主要關(guān)節(jié)都能得到輔助訓(xùn)練；采用可穿戴式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，能穿著于患者身上，舒適性好，并且直接作用于患肢，因此訓(xùn)練的針對(duì)性強(qiáng)，效果好。多自由度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以滿足多種控制方式，可以輔助患肢進(jìn)行單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和多關(guān)節(jié)復(fù)合運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到輔助完成患者的日常生活需要的目的。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的智能助行機(jī)器人產(chǎn)品或樣機(jī)，但針對(duì)下肢功能運(yùn)動(dòng)障礙患者的智能助行機(jī)器人研究仍然存在一定的局限性： （1）助行機(jī)器人對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)意圖的識(shí)別研究主要依靠力傳感器，在運(yùn)動(dòng)意圖的定義和計(jì)算方面的差異較大； （2）基于助行機(jī)器人步態(tài)分析方面成果有限，行走能力評(píng)估依靠傳統(tǒng)的Holden步行功能分級(jí)以及Tinetti平衡與步態(tài)量表進(jìn)行評(píng)估，缺乏對(duì)步態(tài)參數(shù)的具體量化評(píng)估手段； （3）自適應(yīng)參數(shù)導(dǎo)納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)滿足使用，故只能用于單一功能的康復(fù)訓(xùn)練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復(fù)訓(xùn)練需求。 本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機(jī)器人，通過(guò)基于機(jī)載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設(shè)備，設(shè)計(jì)多模態(tài)人機(jī)交互接口，獲取人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；基于有監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步態(tài)事件分類算法模型提取分析步態(tài)的時(shí)空參數(shù)，并且能夠應(yīng)用康復(fù)醫(yī)學(xué)功能評(píng)定理論進(jìn)行人體行走能力的智能綜合評(píng)估，根據(jù)評(píng)估的行走能力切換對(duì)應(yīng)的機(jī)器人模式。 圖1 智能助行機(jī)器人一代 圖2 智能助行機(jī)器人二代 圖3 智能助行機(jī)器人三代 【性能指標(biāo)】 1）機(jī)器人樣機(jī)： 人體運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別準(zhǔn)確率≥95%； 跟隨模式相對(duì)位置誤差≤15cm，相對(duì)角度誤差≤20°； 左腿擺動(dòng)、雙支撐相左向重心轉(zhuǎn)移、右腿擺動(dòng)和雙支撐相右向重心轉(zhuǎn)移四個(gè)步態(tài)相位識(shí)別準(zhǔn)確率≥95%。 2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及行走能力評(píng)估一體化平臺(tái)： 正常行走、肢體約束異常狀態(tài)及趔趄、跌倒等緊急狀態(tài)識(shí)別準(zhǔn)確率≥90%。

重大裝備是制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重點(diǎn)，水輪機(jī)、艦船推進(jìn)器等大型水動(dòng)力裝備是重中之重。隨著對(duì)單機(jī)容量和能量轉(zhuǎn)換效率需求持續(xù)增長(zhǎng)，大型水動(dòng)力裝備重量尺寸大、加工空間受限、精度一致性要求高等特征的出現(xiàn)，給加工方式帶來(lái)了新的要求與挑戰(zhàn)。“數(shù)控加工”存在結(jié)構(gòu)與位置形式固定、加工覆蓋區(qū)域有限、可達(dá)性低等問(wèn)題；“人工加工”雖具備靈活性，但存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、加工精度一致性差等問(wèn)題。 機(jī)器人在位加工具有大行程、高柔性和快響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，可有效解決現(xiàn)有大型水動(dòng)力裝備“數(shù)控加工”和“人工加工”存在的受限空間復(fù)雜曲面加工區(qū)域小、柔性差、響應(yīng)慢和精度一致性差等問(wèn)題。但亟待突破受限空間加工軌跡規(guī)劃、多階模態(tài)加工過(guò)程控制、敏捷加工可重構(gòu)裝備等關(guān)鍵難題，以實(shí)現(xiàn)大型水動(dòng)力裝備在位高精高效敏捷加工。 本成果從受限空間高精加工軌跡規(guī)劃、多階模態(tài)高效加工過(guò)程控制、人機(jī)協(xié)同敏捷加工工藝裝備三個(gè)方面開(kāi)展研究，提出了機(jī)器人“加工剛度-力致誤差”評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)明了基于排斥勢(shì)場(chǎng)的軌跡規(guī)劃方法，研發(fā)了機(jī)器人加工多約束規(guī)劃、視覺(jué)跟蹤測(cè)量與誤差在線補(bǔ)償?shù)溶浻布K，提出了“顫振穩(wěn)定性-切觸面積”高效加工優(yōu)化新方法，研發(fā)了加工余量、切削負(fù)載自適應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)，提出了“操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)遷移-知識(shí)驅(qū)動(dòng)可制造性分析”工藝規(guī)劃新技術(shù)，發(fā)明了國(guó)際首臺(tái)（套）大型水動(dòng)力裝備在位機(jī)器人加工可重構(gòu)裝備，研發(fā)了大型水動(dòng)力裝備機(jī)器人化全流程加工產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)多種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和推進(jìn)器葉片加工效率提升30%以上，水輪機(jī)局部加工精度最高可達(dá)±0.1mm。 圖1 機(jī)器人加工軟件 圖2 大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的機(jī)器人在位修復(fù)加工系統(tǒng) 圖3 大型艦船用螺旋槳機(jī)器人在位加工系統(tǒng)

一種具有儲(chǔ)能效應(yīng)的仿生四足機(jī)器人，屬于仿生機(jī)器人領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)有仿生四足機(jī)器人的剛性脊柱進(jìn)行改進(jìn)。本發(fā)明由前軀干、后軀干、脊柱以及前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件構(gòu)成，前后軀干分別與脊柱前后兩端連接，脊柱能夠帶動(dòng)前軀干相對(duì)后軀干轉(zhuǎn)動(dòng)；前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件的結(jié)構(gòu)相同，分別連接于前、后軀干的左右兩側(cè)。本發(fā)明在前后軀干之間增加了脊柱，整體外形與實(shí)際的四足生物更接近，行走時(shí)前后軀干通過(guò)脊柱的上仰或下俯擺動(dòng)，能使前后步距更大，提高了機(jī)器人行走速度；還可以減小機(jī)器人與地面碰撞時(shí)的能量損失，提高運(yùn)動(dòng)穩(wěn)

一種具有儲(chǔ)能效應(yīng)的仿生四足機(jī)器人，屬于仿生機(jī)器人領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)有仿生四足機(jī)器人的剛性脊柱進(jìn)行改進(jìn)。本實(shí)用新型由前軀干、后軀干、脊柱以及前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件構(gòu)成，前后軀干分別與脊柱前后兩端連接，脊柱能夠帶動(dòng)前軀干相對(duì)后軀干轉(zhuǎn)動(dòng)；前左腿、前右腿、后左腿、后右腿組件的結(jié)構(gòu)相同，分別連接于前、后軀干的左右兩側(cè)。本實(shí)用新型在前后軀干之間增加了脊柱，整體外形與實(shí)際的四足生物更接近，行走時(shí)前后軀干通過(guò)脊柱的上仰或下俯擺動(dòng)，能使前后步距更大，提高了機(jī)器人行走速度；還可以減小機(jī)器人與地面碰撞時(shí)的能量損失，提

1.痛點(diǎn)問(wèn)題 智能機(jī)器人能夠代替人類執(zhí)行各類任務(wù)，有潛力成為最為重要的一股社會(huì)生產(chǎn)力。近年來(lái)，以人形機(jī)器人為載體的通用智能機(jī)器人成為了全球機(jī)器人行業(yè)所關(guān)注的熱點(diǎn)，由于其具有人形的軀體，使得它有潛力代替所有人類工種。然而大多數(shù)目前的人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化方案存在一定的問(wèn)題，大部分現(xiàn)有人形機(jī)器人采用傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與關(guān)節(jié)完全對(duì)應(yīng)的排布方式以及位置控制模式，這種方案使得機(jī)器人結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大且依賴高精度傳感器，導(dǎo)致其動(dòng)態(tài)性能差且成本高昂。 2.解決方案 本成果提出了一種新型人形機(jī)器人及其腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其一，提出獨(dú)特創(chuàng)新的跨級(jí)連桿腿部結(jié)構(gòu)，將所有腿部關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)集中到機(jī)器人質(zhì)心附近，極大地降低了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了機(jī)器人的性能；其二，選用新型輕質(zhì)材料如高強(qiáng)度輕質(zhì)鋁合金、高強(qiáng)度碳纖維等，并重新設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)，減輕了機(jī)器人重量，而不影響整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度；其三，該設(shè)計(jì)基于力控高扭矩低減速比本體驅(qū)動(dòng)器，具備極高的動(dòng)態(tài)性能并降低成本。 3.合作需求 1）辦公及生產(chǎn)場(chǎng)地； 2）合作伙伴：包括工廠、物流中心、住宅、酒店行業(yè)在內(nèi)的應(yīng)用合作伙伴。

本成果針對(duì)不同核電環(huán)境內(nèi)的任務(wù)，設(shè)計(jì)研發(fā)了個(gè)性化的專用機(jī)器人系統(tǒng)，解決核反應(yīng)堆頂蓋上螺栓拉伸量的實(shí)時(shí)測(cè)量、蒸汽發(fā)生器內(nèi)一次側(cè)堵板的自動(dòng)安裝及高放射性核廢物的體積最小化回收等多種任務(wù)，解放危險(xiǎn)環(huán)境中的操作人員，提高了操作安全性。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 為保證核電站正常、安全地運(yùn)作，可利用機(jī)器人取代操作人員定期對(duì)核設(shè)施內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行檢查、維修，以避免設(shè)備故障、老化等現(xiàn)象出現(xiàn)。針對(duì)不同核電環(huán)境內(nèi)的任務(wù)，設(shè)計(jì)研發(fā)了個(gè)性化的專用機(jī)器人系統(tǒng)，解決核反應(yīng)堆頂蓋上螺栓拉伸量的實(shí)時(shí)測(cè)量、蒸汽發(fā)生器內(nèi)一次側(cè)堵板的自動(dòng)安裝及高放射性核廢物的體積最小化回收等多種任務(wù)，解放危險(xiǎn)環(huán)境中的操作人員，提高了操作安全性。 成果一：整體螺栓拉伸機(jī)拉伸量自動(dòng)測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)反應(yīng)堆壓力容器頂蓋主螺栓拉伸量及殘余拉伸量的遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量，降低了人員所受輻射劑量，提高了系統(tǒng)整體工作效率。 成果二：蒸汽發(fā)生器一次側(cè)堵板操作機(jī)器人完成核電站蒸汽發(fā)生器一次側(cè)堵板的安裝、緊固、自動(dòng)充氣密封和拆除，利用定位裝置可360°旋轉(zhuǎn)的螺栓緊固機(jī)械手、力矩反饋傳感系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能定位、自動(dòng)路徑規(guī)劃、螺栓擰緊力矩的自判斷、氣壓密封和過(guò)程監(jiān)控。 成果三：建立了首套核反應(yīng)堆探測(cè)器組件自主回收作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，并進(jìn)行了誤差建模、系統(tǒng)標(biāo)定、精度測(cè)試與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性和有效性。 主要性能指標(biāo)包括重復(fù)定位精度、視覺(jué)定位精度、具備軌跡跟蹤、視覺(jué)伺服控制、力感知、目標(biāo)精確測(cè)量功能。

研究?jī)?nèi)容及用途 ：焊接機(jī)器人是焊接自動(dòng)化發(fā)展的主要方向，在汽車 制造、工程機(jī)械等產(chǎn)業(yè)已有廣泛的應(yīng)用。本項(xiàng)目用半導(dǎo)體激光器作為主動(dòng) 光源，柱面透鏡組產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光片， ICCD 攝取光紋圖樣送計(jì)算機(jī)、經(jīng)高速 數(shù)據(jù)采集、數(shù)值濾波等運(yùn)算，給出焊縫位置信息，送運(yùn)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)智能控 制．《弧焊機(jī)器人結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器》外型尺寸 40x 70xll0mm ，距焊 件 80mm 處產(chǎn)生線長(zhǎng) 30-40mm，線寬 1mm

本發(fā)明公開(kāi)了一種行星輪式越障機(jī)器人爬樓梯控制方法，包括 如下步驟:1)保持越障機(jī)器人勻速直線前進(jìn)，測(cè)量其同一驅(qū)動(dòng)組中兩 行星輪組與前方臺(tái)階的距離及行星輪組的轉(zhuǎn)速，并計(jì)算偏轉(zhuǎn)角;2)計(jì)算各行星輪組的理論轉(zhuǎn)速，并使行星輪組以計(jì)算得出的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)動(dòng); 3)檢測(cè)當(dāng)前的 L1 和 L2，并計(jì)算當(dāng)前的偏轉(zhuǎn)角θ;4)判斷當(dāng)前偏轉(zhuǎn)角θ 是否超過(guò)預(yù)設(shè)值:若是，則轉(zhuǎn)入步驟 2)，若否，則控制機(jī)器人繼續(xù)等 速直線前進(jìn);5)判斷兩行星輪組是否到達(dá)階梯:若否，則繼續(xù)等速直 線