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本發(fā)明公開(kāi)了一種仿人機(jī)械臂體感控制系統(tǒng)及控制方法，引入 臂型角來(lái)定義手臂肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)形成的平面與參考平面的 夾角大小。通過(guò)手掌和肩關(guān)節(jié)的位置差來(lái)確定手臂末端的位置，手臂 末端的姿態(tài)通過(guò)手掌、拇指和手掌末端形成的平面與肩關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的 相對(duì)姿態(tài)來(lái)確定。得到人體手臂的臂型角以及手臂末端的位置和姿態(tài)， 就可以由控制系統(tǒng)計(jì)算出機(jī)械臂的七個(gè)自由度的角度，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械 臂的精確控制。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：基于手臂臂 型角的仿人機(jī)械臂體感的控制方法，將人體手臂的位置和姿態(tài)進(jìn)行了 完整的定義，

本項(xiàng)目主要解決此市場(chǎng)痛點(diǎn)，將3D打印技術(shù)和液壓系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一套輕量化的液壓機(jī)械臂，特別適用于航空航天、軍工、勘探、安防、排爆、物流搬運(yùn)等特種機(jī)器人領(lǐng)域。對(duì)比同體積和質(zhì)量的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，扭矩可增加4倍以上。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 已注冊(cè)公司運(yùn)營(yíng) 二、企業(yè)信息 企業(yè)名稱 上海埃曼機(jī)器人有限公司 企業(yè)法人 唐鋒 注冊(cè)時(shí)間 2021.8.19 注冊(cè)所在省市 上海 組織機(jī)構(gòu)代碼 91310113MA7B0CQ912 經(jīng)營(yíng)范圍 機(jī)器人及其配件的研發(fā)、銷售 企業(yè)地址 上海市寶山區(qū)上大路668號(hào) 獲投資情況 EFG天使基金 三、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 唐鋒 材料科學(xué)與工程/冶金工程 2020.09 黃夢(mèng)婷 材料科學(xué)與工程/冶金工程 2020.09 劉翔 材料科學(xué)與工程/冶金工程 2020.09 四、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 王江 材料科學(xué)與工程 教授 陳超越 材料科學(xué)與工程 講師 五、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 目前市面上使用的機(jī)械臂、機(jī)器人95%以上為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，存在負(fù)載小，抗干擾能力差，續(xù)航短的問(wèn)題，難以滿足人們對(duì)負(fù)載日益增長(zhǎng)的需求。而液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)器人在相同功率下可以提供更大負(fù)載，對(duì)外界干擾不敏感，但同樣存在一些問(wèn)題，比如液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓元器件體積大，質(zhì)量大，漏油，散熱差等，因而很少被采用。在大負(fù)載、移動(dòng)式機(jī)器人領(lǐng)域二者難以兼顧。 本項(xiàng)目主要解決此市場(chǎng)痛點(diǎn)，將3D打印技術(shù)和液壓系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一套輕量化的液壓機(jī)械臂，特別適用于航空航天、軍工、勘探、安防、排爆、物流搬運(yùn)等特種機(jī)器人領(lǐng)域。對(duì)比同體積和質(zhì)量的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，扭矩可增加4倍以上。 從最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就采用增材制造思維，打破傳統(tǒng)加工工藝的限制，因而設(shè)計(jì)更加多樣化。然后將關(guān)鍵液壓元器件也采用輕量化設(shè)計(jì)，金屬3D打印工藝加工，部分液壓元件外殼可進(jìn)一步與機(jī)械結(jié)構(gòu)件集成，使整體更加輕量化，簡(jiǎn)潔化。 團(tuán)隊(duì)目前已為中電X所開(kāi)發(fā)一套原型機(jī)，產(chǎn)品于2021年7月交付，目前在開(kāi)發(fā)第二代產(chǎn)品。今年1月與浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院簽訂三年合作開(kāi)發(fā)協(xié)議，開(kāi)發(fā)一款用于軍工的機(jī)械狗腿部關(guān)節(jié)等項(xiàng)目。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于干擾估計(jì)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械臂軌跡跟蹤方法和系統(tǒng)，屬于軌跡跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：獲取機(jī)械臂期望軌跡信息，包括期望位置q<subgt;d</subgt;，期望角速度期望角加速度基于給定系統(tǒng)總擾動(dòng)d，建立機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型；設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾觀測(cè)器，估計(jì)系統(tǒng)總擾動(dòng)，獲取系統(tǒng)干擾估計(jì)值y；設(shè)計(jì)超螺旋滑模控制器和全局非奇異終端滑模面s，獲取基于機(jī)械臂期望軌跡信息和給定系統(tǒng)總擾動(dòng)d的等效控制力矩u<subgt;eq</subgt;；基于系統(tǒng)干擾估計(jì)值y和等效控制力矩u<subgt;eq</subgt;，獲取滿足Lyapunov穩(wěn)定性分析的機(jī)械臂控制律u，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂軌跡跟蹤。本發(fā)明能夠提高機(jī)械臂系統(tǒng)的穩(wěn)定性和軌跡跟蹤性能。

XM-PS-1手臂靜脈穿刺及皮內(nèi)注射操作模型（帶手） ? XM-PS-1手臂靜脈穿刺及皮內(nèi)注射操作模型（帶手）皮膚采用高分子材料、血管采用乳膠材料、手臂骨采用發(fā)泡材料制成，膚質(zhì)仿真度高，皮膚紋理清晰，設(shè)有手背部的靜脈血管網(wǎng)，可進(jìn)行靜脈穿刺及皮內(nèi)注射操作訓(xùn)練。 ? 一、功能特點(diǎn)： ■ 模型為成人前臂，可進(jìn)行靜脈注射、輸液（血）操作練習(xí)。 ■ 可選擇不同類型的穿刺針進(jìn)行訓(xùn)練，進(jìn)針有明顯的落空感，正確穿刺有回血產(chǎn)生。 ■ 提供幾十個(gè)皮內(nèi)注射練習(xí)點(diǎn)，可進(jìn)行皮內(nèi)注射訓(xùn)練，正確操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)真實(shí)的皮丘，皮丘與皮試陰性結(jié)果相近，抽出液體后皮丘消失。 ■ 可反復(fù)進(jìn)行練習(xí)。 ? 二、標(biāo)準(zhǔn)配置： ■ 手臂靜脈穿刺及皮內(nèi)注射操作模型：1套 ■ 輸液套裝：1套 ■ 注射器：1支 ■ 說(shuō)明書(shū)：1冊(cè) ■ 保修卡合格證：1張

主要技術(shù)要點(diǎn)（創(chuàng)新點(diǎn)） ：? 該機(jī)屬教室用設(shè)備，能替代人力完成考場(chǎng)中的各項(xiàng)考務(wù)工作。? 考生入場(chǎng)時(shí)進(jìn)行身份識(shí)別、金屬探測(cè)、實(shí)現(xiàn)智能門(mén)禁。? 考試過(guò)程中走位分發(fā)試卷、信號(hào)屏蔽、視頻監(jiān)控、音響播放、時(shí)間顯示。? 考試結(jié)束時(shí)準(zhǔn)時(shí)回收試卷。? 日常可變形為講桌并用于考勤和收納作業(yè)。利用電氣控制實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化。該成果來(lái)源于大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽項(xiàng)目，榮獲第六屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國(guó)家一等獎(jiǎng)，獲權(quán)國(guó)家實(shí)用新型專利 1 項(xiàng)。其新穎創(chuàng)意引發(fā)社會(huì)強(qiáng)烈熱議，中央、省、市電視臺(tái)分別來(lái)校拍攝采訪，中新社、新華社播發(fā)通稿宣傳報(bào)道，中央電視臺(tái)、廣播電臺(tái)、多省電視臺(tái)、央視微博、新華日?qǐng)?bào)、新西蘭報(bào)等數(shù)百家國(guó)內(nèi)外主流媒體紛紛報(bào)道宣傳。尤其是得到了國(guó)務(wù)院副總理及教育部部長(zhǎng)的關(guān)注和批示，并委派國(guó)家教育部考試中心領(lǐng)導(dǎo)來(lái)校考察指導(dǎo)，給我校師生帶來(lái)極大鼓舞和支持。 

物業(yè)園藝協(xié)作機(jī)器人是集智能機(jī)器人、可見(jiàn)光和多源信息融合技術(shù)于一體的移動(dòng)式社區(qū)智能工作設(shè)備。ATY在運(yùn)行過(guò)程中，可對(duì)社區(qū)草坪、灌木等愿意設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)修剪和維護(hù)。

物業(yè)園藝協(xié)作機(jī)器人是集智能機(jī)器人、可見(jiàn)光和多源信息融合技術(shù)于一體的移動(dòng)式社區(qū)智能工作設(shè)備。ATY在運(yùn)行過(guò)程中，可對(duì)社區(qū)草坪、灌木等愿意設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)修剪和維護(hù)。

社區(qū)安保機(jī)器人是社區(qū)智能化建設(shè)的一項(xiàng)重要工程，通過(guò)在社區(qū)安放智能巡檢機(jī)器人，對(duì)社區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，能較大程度上減少社區(qū)保安人員的工作，并且避免了人為的工作懈怠以及巡檢遺漏問(wèn)題，對(duì)社區(qū)的安防建設(shè)有著重要的作用。安保機(jī)器人一般應(yīng)具有運(yùn)動(dòng)功能、監(jiān)控功能、身份識(shí)別功能、交互功能和安保功能，隨應(yīng)用場(chǎng)合的不同，其功能也略有區(qū)別。

社區(qū)安保機(jī)器人是社區(qū)智能化建設(shè)的一項(xiàng)重要工程，通過(guò)在社區(qū)安放智能巡檢機(jī)器人，對(duì)社區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，能較大程度上減少社區(qū)保安人員的工作，并且避免了人為的工作懈怠以及巡檢遺漏問(wèn)題，對(duì)社區(qū)的安防建設(shè)有著重要的作用。安保機(jī)器人一般應(yīng)具有運(yùn)動(dòng)功能、監(jiān)控功能、身份識(shí)別功能、交互功能和安保功能，隨應(yīng)用場(chǎng)合的不同，其功能也略有區(qū)別。

在手臂、腿上佩戴輕巧酷炫的傳感器裝備，在電子屏幕上就可以擁有最貼心的健身私教，做錯(cuò)動(dòng)作時(shí)還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)警。東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院博士生龔佳樂(lè)及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一款健身機(jī)器人，在家就可擁有健身私教，告別 " 肥宅 "。" 健身者佩戴上火柴盒大小的輕巧酷炫的傳感器裝備，交互式的電子屏幕上便出現(xiàn)一個(gè)虛擬機(jī)器人，不僅動(dòng)作實(shí)時(shí)同步，還能測(cè)評(píng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的身體姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)動(dòng)，做錯(cuò)動(dòng)作時(shí)還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)損傷預(yù)警。一套動(dòng)作做下來(lái)，人工智能便生成運(yùn)動(dòng)評(píng)測(cè)報(bào)表 "。龔佳樂(lè)介紹，這套動(dòng)態(tài)體能評(píng)估系統(tǒng)可以做健身家教，不僅是健身好幫手，也可以矯正不良體態(tài)，用于專業(yè)體育訓(xùn)練。將人體動(dòng)作分析智能化 用一年時(shí)間研發(fā)成功龔佳樂(lè)說(shuō)決定研發(fā)動(dòng)態(tài)體能評(píng)估系統(tǒng)，初衷是將人體動(dòng)作分析智能化，也是偶然的機(jī)會(huì)了解到國(guó)內(nèi)體育客戶市場(chǎng)對(duì)這樣的交互式人體運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)有需求，而市場(chǎng)上并沒(méi)有解決方案，通過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)查，讓他們對(duì)這個(gè)項(xiàng)目有了更大的信心。于是，在 2019 年，龔佳樂(lè)團(tuán)隊(duì)巨頂在動(dòng)作捕捉技術(shù)上尋找突破口，在技術(shù)領(lǐng)域加入了 5G 運(yùn)用，納入了全套人體的信息采集和方案分析，大大提高了動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用性和實(shí)用性。" 我們研發(fā)了人體運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)，可通過(guò)收集人們走路的形態(tài)分析人體健康情況，定位誤差僅為 3 毫米，角度誤差為 0.5 度，為醫(yī)學(xué)科研提供了技術(shù)支持。由此延伸出來(lái)的人體動(dòng)態(tài)體能評(píng)估系統(tǒng)則通過(guò)捕捉穿戴者的動(dòng)作行為，分析其動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)度和運(yùn)動(dòng)量，可以幫助健身教練評(píng)估運(yùn)動(dòng)者的體能，為健身提供科學(xué)合理建議 "。龔佳樂(lè)說(shuō)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)升級(jí)了一款全自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了代替教練輔助人們自主訓(xùn)練。健身機(jī)器人已在東北和華東地區(qū)應(yīng)用同時(shí)，龔佳樂(lè)還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)拓寬市場(chǎng)，將動(dòng)作捕捉技術(shù)應(yīng)用至科研、體育、醫(yī)療、影視、生產(chǎn)安全以及人工智能多個(gè)領(lǐng)域，與全國(guó) 30 多家企業(yè)和高校建立合作。現(xiàn)在，公司營(yíng)業(yè)收入年增長(zhǎng)率達(dá) 300%，核心團(tuán)隊(duì)成員也從 5 人增加到 15 人。而對(duì)于團(tuán)隊(duì)的未來(lái)，龔佳樂(lè)也有著清晰的規(guī)劃。" 完成了產(chǎn)品的研發(fā)，今年我們將把重點(diǎn)轉(zhuǎn)到市場(chǎng)領(lǐng)域，未來(lái)我們的技術(shù)目標(biāo)是做綜合性人體信息采集與分析系統(tǒng)，讓更多人體驗(yàn)到科技帶來(lái)的便利。我想利用這段線上辦公的時(shí)間打好公司基礎(chǔ)，摸清商業(yè)脈絡(luò)，3 — 5 年內(nèi)成立幾家分公司，將我們的產(chǎn)品推廣到千家萬(wàn)戶。"