本发明公开了一种摩擦轮行进式的带自锁功能的全方向可转弯攀爬机器人，包括上部分机架(11)、下部分机架(12)、上下部分连接柱(13)、上夹紧驱动单元、下夹紧驱动单元以及后夹紧机构，所述上部分机架(11)与下部分机架(12)通过上下部分连接柱(13)连接固定在一起，所述夹紧驱动单元的个数为两个，分别为上夹紧驱动单元和下夹紧驱动单元，所述上夹紧驱动单元设置于上部分机架(11)上，而所述下夹紧驱动单元设置于下部分机架(12)上；本发明机械人不限于攀爬固定方向的柱子，具有拐弯功能，能适应变化横截面积大小的柱

本实用新型涉及一种环抱式水下钢结构管道外表面海生物清理机器人，该机器人包括机器人行走单元以及设置在机器人行走单元上的移动式清理单元，机器人行走单元包括相互平行设置的上弧形固定板、下弧形固定板以及分别设置在上弧形固定板与下弧形固定板之间的悬磁吸附组件、行走驱动机构及抬升机构，移动式清理单元包括设置在上弧形固定板上的弧形固定支架、设置在弧形固定支架上的弧形齿条以及沿周向移动设置在弧形固定支架上并与弧形齿条相啮合的空化水喷射机构。与现有技术相比，本实用新型采用空化水射流的方式对水下钢结构管道外表面的海生物进行清理，清理效率高，清理成本低，工作稳定，便于拆装，安全性好，应用范围广。

01. 成果简介 为适应未来水下航行器技术发展的要求，海工装备界在开发具有广域活动能力和高机动性的新型水下航行器的同时，也正在为传统水下航行器寻找更优良的推进和操纵系统。仿生技术则成为水下航行器的重要研究方向。 水生动物经过上亿年的演变和进化，早已在优胜劣汰中将其在水中的运动能力发挥到了极至，其中鱼类和鲸类等哺乳动物的游动方式具有高速、灵活、低噪等特点，其游动和控制姿态能力，是任何装备传统操纵与推进系统的人造水下航行器所无法比拟的。水下仿生技术，通过对鱼类游动机理的研究，利用机械结构、电子设备和功能材料来开发模仿鱼类的操纵和推进模式，并将其应用于水下航行器。 与传统的螺旋桨推进器相比，将仿鱼尾推进器应用于水下航行器，成为新型的仿生水下航行器，具有如下特点：（1）高推进效率，节能；（2）高机动性，灵活；（3）推进系统与操纵系统合二为一，共型；（4）噪声低、环保，隐身能力强。本项目旨在开发“仿蓝鳍金枪鱼潜航器”，以实现产业化为目标，依托清华大学电子工程系和天津高端装备研究院，经前期数年研发，已完成实验室原理样机和试验样机I型，并于2018年10月份在天津东丽湖进行了水试，验证了核心技术。仿蓝鳍金枪鱼潜航器试验样机I型体长2.6米，设计潜深100米，最大航速1.7米/秒（3.5节），速度体长比0.65，功耗0.88kW，处于国际领先水平。经进一步研发和改进，2019年9-10月将进一步试验，预计航速达6~8节，远高于螺旋桨推进平均2-3节的航速。图1 仿蓝鳍金枪鱼潜航器-试验样机I型 总装图 图2 仿蓝鳍金枪鱼潜航器-试验样机I型 下水吊装图 图3 仿蓝鳍金枪鱼潜航器-试验样机I型 水试图02. 应用前景 本成果的新型仿生AUV，推进效率高、自体噪声小、机动性好，速度接近4节，成熟度达到产品化标准，在智慧海洋、智慧海防迅猛发展的新时代，可广泛用于现代渔业养殖、勘探开发、抢险救援、科考研究、水下检修、观光旅游等民用市场，为海洋经济产业发展提供新型支撑手段；同时，也可用于海防等军用市场。03. 知识产权 已申请专利和软件著作权近20项。04. 团队介绍 本项目以电子工程系任勇教授团队为核心，成立了海洋信息与智能装备研究所，隶属于清华大学天津高端装备研究院。研究方向以自主式水下潜航器（Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV）和多AUV水下蜂群为主，包括水下机器人的运动学机理研究、深海环境下的信息交换与处理、深海环境下定位与协同、深海AUV装备的研发制造技术、机器学习理论及其应用技术、复杂生产制造过程的建模与优化调度技术等。近五年来，在IEEE Transactions、IFAC Automatica、EJOR等专业顶级期刊发表国际权威期刊论文30余篇。05. 合作方式 投融资 / 商务合作。06. 联系方式 邮箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn

RML63系列超轻量仿人机械臂为睿尔曼公司自主研发生产的6自由度长臂展机械臂，本系列共有三款产品型号：RML63-B标准版、RML63-ZF一维力版、RML63-6F六维力版；

        LG-IRB01型工业机器人基础创新实训台是专门针对工业机器人领域的一套实训实验教学系统，按照模块化结构进行设计，主要由ABB IRB120型六关节工业机器人、视觉系统、PLC模块、电气控制系统等组成，可进行工业机器人相关技术开发、维护维修、示教等方面专项实训教学，能够完成关键设备的特性和参数设置、工业机器人手动控制及基本参数设置、工业机器人IO通信及PLC信息交互、工业机器人单轴运动与线性运动控制、工业机器人工具TCP参数标定、工业机器人工件坐标系参数标定及多坐标系切换、基于关键点的轨迹编程、模拟码垛工艺应用编程、工业机器人与PLC的通讯与联调、触摸屏控制应用等实训任务。 一、工业机器人参数要求 1、工业机器人本体： ABB IBR120/3六自由度工业机器人本体；最大负载≥3 kg； 最大臂展半径≥580mm； 轴数：≥6轴；位置重复精度：≦0.01mm； 防护等级： ≥IP30； 轴运动范围： （1）1轴：≥±165°  （2）2轴：≥±110° （3）3轴：≥+70°至 -110° （4）4轴：≥±160° （5）5轴：≥±120° （6）6轴：≥±400° 机器人本体重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。 2、工业机器人控制器： （1）紧凑型工业机器人控制柜，与配套的工业机器人本体配套； （2）控制硬件：多处理器系统大容量闪存、 UPS 备份电源（≥20S）； （3）控制软件：软件出厂预装； （4）额定功率：≥3KVA(变压器容量)； （5）电源输入：200V/230V 50-60Hz （6）尺寸：710*449*442mm （7）重量：30kg （8）防护等级：IP20 3.FlexPendant示教器 （1）重量：1kg （2）支持：彩色触摸屏、操纵杆，紧急停、支持惯用左/右手切换，支持U盘、热插拔、恢复程序，支持USB储存器，带时间标记登录，支持远程服务。 二、实训台及相关配件： （1）整个平台为立式结构，主要框架和工作面采用工业铝型材搭建，电器柜可以安装工控机、IO口扩展板电磁阀安装位置、变频器安装位置、PLC安装位置，电气接线部分为抽屉式结构，便于接线，预留扩展区域，便于设备的扩展。工作平台为可以灵活安装各功能模块的导槽式或矩阵螺丝孔式。尺寸：≥2100mm×1200mm×900mm；材料：铝合金+钢板；平台面板为多用途可扩展设 计方式，扩展灵活；采用气动夹具：最大负载能力：≥3kg；最大抓取范围：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；带安装机架。 （2）触摸屏：≥7英寸；液晶显示屏分辨率：≥800×480；组态：嵌入式组态；提供与PLC通讯相配套的端口线和工控机连接的端口线。 （3）物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金属材质；数量：≥10个。 （4）PLC：集成≥16路输入和≥16路输出IO口；内置≥64K大容量的RAM存储；内置高速处理≥0.065μS/基本指令；控制规模：≥32 I/O点；内置独立≥3轴100kHz定位功能：提供相关电气连接线与附属器件。 （5）气源气路：采用无油静音气泵或集中气源供气；配有调压过滤器、气路等气动元件；排气压力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。 三、主要功能板块： 1、分拣搬运： 配备圆形、三角形、方形等物料模板；机器人可精准完成各种形状物料分拣搬运；可扩充配置视觉组件，选配视觉条件下可完成全自动分拣（含颜色、位置、坐标、角度等识别）； 2、码垛：码垛是模拟工业场合的自动搬运码垛功能设计，可以自动记录码垛位置和高度，具有重复精度高，自动计算旋转角度等功能；工业机器人工具盘上安装了气动吸盘；包含一个输送带，采用步进电机驱动；电机速度可以进行调节；可以实现将模拟物料送到输送带上进行定向传送；具有传感器能够检测模拟物料是否到达指定位置。 3、运动轨迹模块：TCP练习区主要作为工业机器人的基础学习环节，能动态直观的体现出TCP示教的重要性和示教的精度，能够自由更换示教尖端；可实现TCP标定练习，提供TCP标定用锥形教学块；可实现基本轨迹编程练习，提供三角形、方形教学轨迹；可实现复杂轨迹编程练习，提供曲线教学轨迹； 4、流水线模块：流水线应用场景与工厂实际物流情况相似，可进行机器人点位示教编程与调试，可根据学习内容不同而设置不同挑选形式，可根据工件不同采用不同的夹取夹具。 5、立体仓库：存储自动装配工件；仓位数量：≥3列3层9个；仓位承重：≥2Kg；仓位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件种类：≥3种9个；工件模块包括自动装配母件、子件等。 6、视觉智能检测线：主要是配合工业机器人做智能检测工件角度缺陷及自动对位等以及工业机器人视觉学习开发使用；工业相机，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光谱：彩色； 支持自定义AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工业镜头，百万像素相机； 配套同轴光源，光源大小≥80mm×80mm；准环形光源，直径≥70mm，照射角度≥90度，带模拟控制器；配套同轴光源及光源控制器：发光窗口≥50mm*50mm含调光控制电源；机器视觉兼视觉开发环境。 7、快换单元：由4种夹具组成，配合机器人使用作搬运、涂胶、焊接、码垛等用途。配置快换公头1个、快换母头4个、搬运夹具2套、涂胶夹具1套、焊接工具1套、电磁阀3个，并标准固定机构，移动式底板。 8、工业机器人末端安装电磁吸盘，可匹配多种夹具。同时至少配备4种工装夹具，夹具有专门的工具架安放，每个夹具的负重至少在3kg以上。按照实训项目的要求可分别配合工业机器人完成物料夹取、轨迹模拟、打磨抛光、写字绘图等工作。 9、云智能实验室安全管理系统 本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据。 （1）电压、电流等模拟量数据显示。 （2）输入开关监控，输出开关等数字量控制。 （3）远程控制启停状态，给定输出电压值的。 （4）显示输入输出电压值的历史数据 （5）可按照日期、日间进行查询历史数进行查询。 （6）报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过设定电压时产生（7）报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的终端推送报警信号，（8）每台设备可对应多个终端设备。 （9）通过手机端可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。 （10）数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。 （11）联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。 需提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书原件备查，并现场演示1-3项功能视频。 10、实验室智能电源管理系统 实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。投标时现场演示以下10.1-10.4项功能视频。

本项目开发的智能交互服务机器人是基于ROS(Robot Operating system)机器人操作系统开发的，融合室内自主地图创建与导航技术、语音识别技术、人脸识别技术以及机器人系统集成技术。其主要功能有实时的自主导航移动，语音交互，人体跟随，人脸识别，远程通信和动作表演等。本平台结合电网，已开发面向电网行业的迎宾服务机器人，结合医院诊疗，已推出医院远程看护机器人。

移动机器人平台上的环境感知在生产和生活中起到越来越重要的作用。美国、日本在该方面发展 都很快，我国近些年也开始开展移动机器人软硬件方面的理论和实体研究。项目“基于自然路标提取  的移动机器人构建环境全局地图的研究”在北京市教委资助下，设计了一台集视觉和激光、红外传感 器于一体的移动机器人，可以初步实现对环境的探测，在此基础上研究了视觉信息的提取。

  在国家自然科学基金、863计划的资助下,面向生物医学工程的微操作机器人系统,在系统设计与实现、显微图像处理与深度辨识、超微量定量注射等方面取得了数项原创性研究成果,获天津市技术发明一等奖和国家技术发明二等奖。该系统中的相关技术获得多项专利成果,ZL200510016296.7:基于显微图像处理的微操作工具深度信息提取方法及装置,Z1200410018840.7:微量注射自动控制统,ZL031299245:全数字细分型高精度步进电机控制器,zL97121702.5:用于生物医学工程的微操作机器人.    在国家863计划重点项目资助下,该微操作机器人系统已经进入生命科学领域的示范性应用和产业化阶段,主要应用领域包括显微注射、显微切割、病理分析等。    基于微操作机器人的数字切片扫描系统,是针对生物医学切片数字化这一应用目标所构建的自动化微操作系统。通过扫描拼接的方式,将物理切片扫描生成数字图像,可获得原始切片在各种倍数物镜下的所有信息,通过计算机进行显示和操作,模拟真实显微镜下的观察过程。数字切片突破了显微镜视野范围限制,使用户以更全面地观察切片而不丢失细节;易于检索和快速浏览;便于存储和网络信息交流,特别适合于医学的远程诊断和会诊,以及实验教学;可整合资源、节省资金,对于一些难以取得的切片,可通过数字化实现共享,而不用担心由于切片破碎、褪色造成的问题。    该系统的主要技术特点包括:    微米级运动精度的手自一体的电控显微镜载物平台;    高度并行的数字切片扫描策略,20分钟内完成1厘米x1厘米大小的数字切片生成;    海量影像数据存储和检索策略,可实现切片的平滑浏览、无级放缩;    便捷、高效、友好的操作模式设计,系统具有很强的易用性    该系统结构及性能指标:    1.电动载物平台规格参数:      行程:86mmx86mm      重复定位精度:±2um      最小步距:10um      最大运动速度:2000um/s      最小运动速度:1.4um/s      平整度:5um      测角精度:±2arc/s   2.数字切片扫描软件性能及特点:      采用连通区域优先的融合轨迹规划算法,图像融合效果佳;      摄像参数灵活可控,白平衡、曝光、对焦,可采用软件托管的自动控制同时支持手动设置;      支持预设摄像参数,并可按物镜倍数进行分组预设,更换物镜后,可直接调用相应的预设参数;      精确控制微动平台运动定位,重复定位精度达到±2μm;   3.数字切片浏览软件性能及特点:      可对超大图像进行快速加载,并可流畅浏览数字切片。      可拖动浏览,可使图像跟随鼠标移动;      实时标记局部图像的相对位置,实现缩略图辅助定位;      图像逐级放缩,不损失画质;      可对自选的局部标定区域进行测量,测量精度±0.3μm;    物理切片的数字化,开启了针对病理信息数字化处理的大门,借助于显微图蒙处理技术,可以广泛地应用在病理分析、远程医疗诊断、科研教学等诸多以切片为研究目标的在生物医学领域。    我国,随着数字化切片在医学与生命科学领域的日益普及,显微切片自动扫描系统的需求量将逐年扩大。目前,该系统样机已经研制成功,正在进入市场营销阶段。国内外物医学领域同类产品,主要面向大型医疗机构和研究所,一般价格都在40万元人民币以上。基于微操作机器人的数字切片扫描系统,由于具有全部自主知识产权,可以大幅度降低成本,有效打开中低端市场的主导产品。    本项目可极大地降低数字化切片技术的应用门槛，使此项技术在基层医疗单位得到更好的推广应用，促进我国病理切片数字化管理和共享利用水平的提高，有效提升医疗诊断的服务水平，可生产良好的经济效益和社会效益。

本项目基于荟萃分析的光源颜色品质量化方法研究（国家自然科学基金面上项目），团队所提出的MCPI, CDM指标在量化光照颜色喜好与光照颜色分辨效果方面，经百余组国内外视觉实验案例（本领域最大视觉样本集）验证，优于领域现有全部30余种光品质指标，相关技术处于国际领先水准且技术壁垒坚固。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 截至目前，我国LED照明产业产值已逾万亿。在白光照明领域，长期以来国际业界均将显色指数作为行业衡量光源光色品质的标准。然而，由于显色指数的提出远早于LED照明技术普及，导致此项陈旧指标在评价LED光源显色效果时，存在着严重的与视觉不匹配的问题。为此，2015年，国际照明委员会发表官方声明，对于显色指数在衡量LED光源显色效果方面存在的缺陷进行强调。随后，2019年，该组织将“LED光源显色性量化问题”设定为国际照明委员会全球战略研究热点问题，号召全球学者共同深入，共同推进白光LED光色效果量化技术发展。 本研究团队长期致力于本领域的研究工作，目前承担LED光色品质研究领域唯一国家级研究课题：基于荟萃分析的光源颜色品质量化方法研究（国家自然科学基金面上项目），团队所提出的MCPI, CDM指标在量化光照颜色喜好与光照颜色分辨效果方面，经百余组国内外视觉实验案例（本领域最大视觉样本集）验证，优于领域现有全部30余种光品质指标，相关技术处于国际领先水准且技术壁垒坚固。 团队负责人刘强副教授为武汉大学图像传播与印刷包装研究中心副主任，颜色与图像研究所所长、兼任国际照明委员会CIE-JTC 16 (D1/D8)技术工作组委员，国际照明委员会CIE-RF03技术工作组委员（该技术委员会为国际照明委员会针对LED光色问题专门设立的国际联合研究组织），中国照明学会室内照明专业委员会委员，湖北省照明学会副秘书长等职，拥有丰富的光品质开发经验。

在国家自然科学基金、863计划的资助下，面向生物医学工程的微操作机器人系统，在系统设计与实现、显微图像处理与深度辨识、超微量定量注射等方面取得了数项原创性研究成果，获天津市技术发明一等奖和国家技术发明二等奖。该系统中的相关技术获得多项专利成果，ZL2005 1 0016296.7：基于显微图像处理的微操作工具深度信息提取方法及装置，ZL2004 1 0018840.7：微量注射自动控制系统，ZL03 1 29924.5：全数字细分型高精度步进电机控制器，ZL97121702.5：用于生物医学工程的