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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:水下機(jī)器人作為一種高新技術(shù)手段在海洋開(kāi)發(fā)和利用領(lǐng)域的重要性不亞于宇宙火箭在探索宇宙空間中的作用。它可以代替人類(lèi)完成復(fù)雜海洋環(huán)境，特別是深海異常環(huán)境（如地質(zhì)活動(dòng)頻繁的熱液區(qū)）的環(huán)境探測(cè)、資源調(diào)查和開(kāi)發(fā)等任務(wù)，因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景和科研價(jià)值。“神龍?zhí)枴鄙詈Ｋ聶C(jī)器人（AUV）是一種具有高精度水下自主導(dǎo)航能力和多種海洋要素觀測(cè)能力的自主水下探測(cè)與運(yùn)載平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)深海復(fù)雜環(huán)境下大范圍、多尺度的精確自主導(dǎo)航以及大深度、大范圍、多參數(shù)、實(shí)時(shí)觀測(cè)，對(duì)解決深海大洋研究面臨的重大科學(xué)挑戰(zhàn)、支撐“透明海洋”工程建設(shè)具有重要的意義。該機(jī)器人可以完成1500m以?xún)?nèi)的海底地形地貌測(cè)繪、自適應(yīng)多AUV組網(wǎng)觀測(cè)、多海洋環(huán)境參數(shù)綜合觀測(cè)、海底深海礦藏勘查、水下救援等，為突發(fā)海洋事件應(yīng)急處理、深海大洋高機(jī)動(dòng)性實(shí)時(shí)觀測(cè)、水下目標(biāo)探測(cè)及預(yù)警等提供了重要設(shè)備支撐。項(xiàng)目階段:工業(yè)化生產(chǎn)階段效益分析:“神龍?zhí)枴鄙詈Ｋ聶C(jī)器人搭載自主研發(fā)的基于聲納和水下視覺(jué)的高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)，可以克服單一導(dǎo)航系統(tǒng)的不足，充分發(fā)揮聲學(xué)導(dǎo)航、視覺(jué)和結(jié)構(gòu)光導(dǎo)航系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)，為AUV向更廣闊、更長(zhǎng)程、更復(fù)雜的工作海域發(fā)展提供有力的保障，對(duì)AUV使用成本的降低和產(chǎn)業(yè)化起到極大的推動(dòng)作用。“神龍?zhí)枴鄙詈Ｋ聶C(jī)器人可廣泛應(yīng)用于海底基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、水下考古、深海礦藏勘查，深海環(huán)境考察、海洋工程等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。與駐青的青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、青島海洋地質(zhì)研究所、海軍潛艇學(xué)院開(kāi)展合作，現(xiàn)階段處在項(xiàng)目支持的前期研究中。與外地的合作單位有：中船重工集團(tuán)，國(guó)家海洋局等單位。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:發(fā)明專(zhuān)利 、 軟件著作權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):ZL201010534188.X技術(shù)成熟度:可以量產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無(wú)獲得經(jīng)費(fèi):400.00萬(wàn)元

水下機(jī)器人作為一種高新技術(shù)手段在海洋開(kāi)發(fā)和利用領(lǐng)域的重要性不亞于宇宙火箭在探索宇宙空間中的作用。它可以代替人類(lèi)完成復(fù)雜海洋環(huán)境，特別是深海異常環(huán)境（如地質(zhì)活動(dòng)頻繁的熱液區(qū)）的環(huán)境探測(cè)、資源調(diào)查和開(kāi)發(fā)等任務(wù)，因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景和科研價(jià)值。 “神龍?zhí)?rdquo;深海水下機(jī)器人（AUV）是一種具有高精度水下自主導(dǎo)航能力和多種海洋要素觀測(cè)能力的自主水下探測(cè)與運(yùn)載平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)深海復(fù)雜環(huán)境下大范圍、多尺度的精確自主導(dǎo)航以及大深度、大范圍、多參數(shù)、實(shí)時(shí)觀測(cè)，對(duì)解決深海大洋研究面臨的重大科學(xué)挑戰(zhàn)、支撐“透明海洋”工程建設(shè)具有重要的意義。 該機(jī)器人可以完成1500m以?xún)?nèi)的海底地形地貌測(cè)繪、自適應(yīng)多AUV組網(wǎng)觀測(cè)、多海洋環(huán)境參數(shù)綜合觀測(cè)、海底深海礦藏勘查、水下救援等，為突發(fā)海洋事件應(yīng)急處理、深海大洋高機(jī)動(dòng)性實(shí)時(shí)觀測(cè)、水下目標(biāo)探測(cè)及預(yù)警等提供了重要設(shè)備支撐。

本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)水上水下空化射流噴嘴。高壓水噴嘴裝在低壓水噴嘴內(nèi)，緊靠在低壓水噴嘴的淹沒(méi)腔臺(tái)肩上；在低壓水噴嘴軸向空氣腔室內(nèi)裝有閥芯，閥芯連桿的一端與靠近淹沒(méi)腔一端的閥芯連接，另一端穿過(guò)圓盤(pán)套筒與彈性膜片連接，圓盤(pán)套筒和空氣腔室為過(guò)盈配合，彈性膜片和圓盤(pán)套筒為密封連接，高壓水噴嘴的進(jìn)氣口經(jīng)氣孔后，一路與空氣腔室連通，另一路經(jīng)高壓噴嘴節(jié)流口、高壓噴嘴出口與淹沒(méi)腔連通，低壓水噴嘴的低壓水入口經(jīng)閥芯中部縫隙、低壓水管路與淹沒(méi)腔連通。本發(fā)明利用水上環(huán)境和水下環(huán)境的差異性，根據(jù)外界工作環(huán)境的變化做出自適應(yīng)調(diào)節(jié)，起到節(jié)能和提高工作效率的作用；該過(guò)程不需要人工調(diào)節(jié)，同時(shí)降低能耗，達(dá)到節(jié)能效果。

研發(fā)了多種海底/水下履帶式全地形作業(yè)車(chē)樣機(jī)，綜合采用虛擬樣機(jī)技術(shù)、機(jī)電液控多系統(tǒng)聯(lián)合仿真技術(shù)及多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。現(xiàn)已開(kāi)展虛擬現(xiàn)實(shí)分析、陸地軟底質(zhì)試驗(yàn)及大型實(shí)驗(yàn)室水池試驗(yàn)。 全地形作業(yè)車(chē)可在海底/水下稀軟底質(zhì)、硬底質(zhì)以及復(fù)雜崎嶇地形上自主行走作業(yè)，具備穩(wěn)定行走、爬坡越障、自主避障、路徑跟蹤控制等綜合行走通過(guò)性能；可攜帶多種作業(yè)工具并提供動(dòng)力與控制，具備良好的重載性、機(jī)動(dòng)性及可靠性。

本發(fā)明公開(kāi)了一種水下浮體的新型安裝方法，將下水過(guò)程分為速度調(diào)整和自由下水兩個(gè)階段，在速度調(diào)整階段，依據(jù)建立的不同重力浮力差的下水曲線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)為指導(dǎo)，通過(guò)浮力設(shè)定以及不斷的監(jiān)測(cè)與反饋調(diào)整，使浮體在規(guī)定入水距離內(nèi)到達(dá)目標(biāo)速度，調(diào)整重力浮力差為零，進(jìn)入自由下水階段；在自由下水階段，浮體僅在水體阻力作用下作減速運(yùn)動(dòng)，最終在速度為零時(shí)到達(dá)指定深度，完成整個(gè)下水過(guò)程，本方法具有操作簡(jiǎn)單、安全可控、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

針對(duì)腦卒中與關(guān)節(jié)損傷高發(fā)趨勢(shì)，本產(chǎn)品基于康復(fù)醫(yī)學(xué)理論研發(fā)多關(guān)節(jié)智能康復(fù)產(chǎn)品，覆蓋肘、膝、踝、腕等上下肢關(guān)鍵關(guān)節(jié)，通過(guò)對(duì)關(guān)節(jié)的反復(fù)訓(xùn)練，增強(qiáng)關(guān)節(jié)本體感覺(jué)，打開(kāi)活動(dòng)度，推動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)重組代償，助力關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。 本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)突破，運(yùn)用高精度傳感器，精準(zhǔn)捕捉關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)微小變化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)與實(shí)時(shí)康復(fù)數(shù)據(jù)反饋；結(jié)合自適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重力補(bǔ)償，精準(zhǔn)調(diào)控角度/速度/力矩三維參數(shù)，通過(guò)循跡坐標(biāo)點(diǎn)樣線(xiàn)擬合生理運(yùn)動(dòng)軌跡；創(chuàng)新集成多訓(xùn)練模式切換系統(tǒng)，滿(mǎn)足全康復(fù)周期需求；產(chǎn)品兼具硬/軟件雙重安全防護(hù)，提高產(chǎn)品安全性。 腕關(guān)節(jié)康復(fù)器 前臂康復(fù)器 肘關(guān)節(jié)康復(fù)器 膝關(guān)節(jié)康復(fù)器 踝關(guān)節(jié)康復(fù)器

產(chǎn)品詳細(xì)介紹

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 水下目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別，是水下機(jī)器人等相關(guān)系統(tǒng)能夠被高效應(yīng)用的前提。然而現(xiàn)有系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)水下圖像能見(jiàn)度較低，對(duì)比度差，存在顏色漂移和邊緣模糊等問(wèn)題；另外，水下圖像樣本稀少且缺乏足夠的變化性，使得相關(guān)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別系統(tǒng)由于缺乏訓(xùn)練樣本而無(wú)法有效應(yīng)用。 二、前期研究基礎(chǔ) 項(xiàng)目利用深度學(xué)習(xí)等新的理論突破，提出兩種解決方案，一種是通過(guò)結(jié)合水下成像原理與深度風(fēng)格遷移、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)等算法，由普通光學(xué)圖像生成水下圖像，構(gòu)建水下圖像目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別仿真庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)一方面數(shù)據(jù)量大且具有較大的變化性，也即場(chǎng)景與目標(biāo)均具有較大的變化性；另一方面，由于是由普通光學(xué)圖像遷移獲得，因而也可以直接應(yīng)用普通光學(xué)圖像自身的標(biāo)簽信息，無(wú)需再對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注。另一種是研究基于水下退化圖像處理算法的檢測(cè)和識(shí)別系統(tǒng)，解決由水下圖像的色彩漂移和細(xì)節(jié)丟失等退化現(xiàn)象帶來(lái)的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)水下退化圖像處理模塊和檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)退化圖像的增強(qiáng)方法與檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的最佳匹配。在保證處理后的退化圖像性能指標(biāo)的前提下，進(jìn)一步提升水下圖像的目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別性能。 三、應(yīng)用技術(shù)成果 1）基于深度學(xué)習(xí)風(fēng)格遷移的水下圖像生成效果示例 a為自然場(chǎng)景圖像中的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；b為模擬生成的水下風(fēng)格圖像及其目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；c為圖像增強(qiáng)后的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。 四、合作企業(yè) 無(wú)

本實(shí)用新型涉及一種多關(guān)節(jié)柔性水下作業(yè)機(jī)械臂，該機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)主要由幾個(gè)重復(fù)的手臂關(guān)節(jié)單元、用于安裝手臂的底座、臂體末端的手爪以及末端傳感器等組成。安裝在底座的電機(jī)驅(qū)動(dòng)柔性繩，通過(guò)改變?nèi)嵝岳K的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂臂體偏轉(zhuǎn)、俯仰運(yùn)動(dòng)的控制，臂體到達(dá)指定位置后，手爪張合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的抓取。末端傳感器主要用來(lái)檢測(cè)機(jī)械臂位置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的要求。該種機(jī)械臂主要用做深海ROV末端作業(yè)工具，相較于典型的6自由度+手爪的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)輕巧、質(zhì)量小以及冗余自由度大的優(yōu)點(diǎn)。