随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足人类向微小世界探寻的需要,作为机器人技术发展的一个重要分支,微操作机器人成为机器人学中十分活跃的研究领域. 本文结合国家"863"计划项目"6自由度纳米级宏微操作机器人的研究(项目编号2002AA422260)"和"原型装置靶瞄准定位系统工程预先研究项目(项目编号863-804-5)",共搭建了3套实验系统,其中采用了单一驱动以及双重驱动两条技术方案.在广泛的分析了目前已有的柔性精密定位系统,并联精密定位系统和宏/微双重驱动系统的基础之上,针对目前大范围运动定位与高精度定位的应用实际需要,提出了大行程柔性铰链的概念设计,并以此构建六支链大行程柔性并联结构定位系统,为满足超高精度的定位需要,在并联支链中集成了压电陶瓷驱动,构成了宏/微双重驱动并联结构系统,充分体现了驱动,结构,检测一体化的设计思想. 在结构单元的设计方面,针对当前柔性铰链运动范围小等问题,在通用的球副柔性铰链的基础之上,提出了大行程柔性铰链的概念设计;在柔性并联结构的设计方面,提出了在通用的并联结构系统中,采用大行程柔性铰链代替传统运动副的设想,建立基于大行程柔性铰链的并联结构系统. 在大行程柔性并联结构的运动学建模方面,利用材料力学的基本原理和小变形假设,推导了大行程柔性铰链的数学模型,并给出了在全局坐标系下的显式表达;在此基础之上,通过刚度组集的办法建立了大行程柔性铰链并联结构柔性支链的运动表达式,通过联立运动位移协调方程和力约束协调方程,建立了并联结构的位置解模型. 由于并联结构系统中的各部件,特别是柔性铰链结构在自身变形提供整体结构的运动输出的同时,还经历了大范围的刚体运动,导致大行程柔性并联结构的位置解模型成为典型的几何非线性问题.鉴于此,本文首先推导了空间柔性结构的几何非线性的刚度递推模型,并利用牛顿-莱弗森方法对该模型进行了求解.由于几何非线性模型的迭代求解方式,导致该模型的实时性很差,不易移植至控制系统进行实时控制求解,故在大量的试验尝试的基础之上,选择了BP神经网络方法,建立了3层六输入-六输出的位置解神经网络结构,从而在方便了实时控制编程的同时,还大大提高了系统的位置解的求解速度. 由于柔性并联结构的位置解模型中不仅仅包括结构中的位置信息,还提供了结构中相关的力信息以及刚度信息,本文在上述位置解模型的基础之上,给出了该类系统的刚度模型,并建立了并联结构中的结构参数和尺度参数对系统刚度的影响图谱,对这类系统的结构综合以及优化设计提供了有力的工具. 在大行程柔性并联结构的动力学建模方面,采用了欧拉梁理论和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于实际位移的大行程柔性铰链并联机器人各支链的动力学模型,并通过位移协调方程和动力协调方程,最终得到并联系统的动力学模型.综合采用了纽马克方法和牛顿-莱弗森方法解决了系统动力学求解问题,并通过一个算例进行了基于逆动力学的求解仿真. 在大行程柔性并联结构的样机实验方面,我们提出了采用大行程柔性铰链作为被动关节的6-PSS并联机器人系统,该系统采用压电马达作为驱动器,精密光栅尺作为位置反馈元件,其可在立方厘米级的工作空间内实现微米级精度的运动;在此基础之上,我们在并联机器人的支杆中嵌入压电陶瓷,在压电马达的宏运动结束之后,压电陶瓷可以驱动并联机器人进一步的微调,从而得到一个6-PSS和6-SPS结合宏微双重驱动并联机器人系统,其中,微动系统可在微米级运动空间内实现纳米级的运动精度.基于大行程柔性铰链的宏微双重驱动并联机器人系统,可以同时满足大工作空间和高精度的工程需要.此外,我们将大行程柔性铰链并联机器人系统,成功的应用到激光瞄准靶支撑装置中,其厘米级的运动范围和纳米级的运动分辨力,使其在神光III系统中发挥了十分重要的作用.

项目成果/简介:随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足

上海交通大学电子信息与电气工程学院俞凯教授联合苏州思必驰信息科技有限公司开发了“疫情防控机器人”。依托语音识别、合成、理解和对话管理等人工智能（AI）技术，结合新研发的疫情排查对话逻辑和话术，机器人根据设定向社区居民主动宣教疫情防控知识，遇不适居民还会提醒就医。 2020年1月27日起，“疫情防控机器人”供社区和有关部门免费使用，已为江苏、山东、重庆、湖北、北京、浙江、四川、湖南、上海等多地提供服务，对话机器人自动接通10余万户，访问结果直接生成数据报表供社区。

身为航天工程方面的教授，郑钢铁和他的团队更善于系统设计和应急处理问题。作为临床医学院的教授，董家鸿对如何对抗疫情和保护医生有丰富的经验，这为机器人的研制提供了充分的现实基础。“或许可以用机器人为医护人员隔离风险，让医护人员的常规检查环节更加安全。”经过讨论，几位老师决定用科学在医护人员与冠状病毒之间筑出一道“高墙”。于是，隔离病房巡诊机器人的应急课题应运而生。根据设想和前线医生的实地反馈，巡诊机器人具备的主要功能包括测量体温、听诊、超声和咽拭子采样。从而，一位医生可以远程控制多台巡诊机器人，达到节约人力、降低感染风险的目的。想法一经确定，团队便立即展开项目工作，讨论方案、确定方案、组建团队，迅速投入研制工作中。巡诊机器人早一天投入使用，就可能保护更多的医生与患者，时间不等人！但是，在机器人开发现场的工程团队成员并不多，航院博士生陈煜、航院硕士生李奇钟、电机系本科生刘寒玉三名同学在现场研究，航院博士生祝世杰在家远程工作，主要负责写控制程序，提供远程支持。除此之外，清华校友帮助解决测温仪改装成遥控的问题，计算机系师生帮助解决机械手操作软件兼容的问题。

项目背景及意义 国内外反恐排爆形式日趋严峻，一系列的恶性暴恐事件，对社会和国家造成重大损失。因此，研发专用于爆炸环境的应急处置特种机器人，代替人进入有爆炸可疑物的危险场所中，通过场外人员的遥操作实时控制，完成对现场的搜索、探测和对可疑物的处理，减少排爆人员的伤亡。研究基于遥操作技术的排爆机器人操作方法，提高机器人的操作性能，增加排爆的成功率。同时，机器人的研制将带动相关行业领域自主创新和技术进步，提升我国排爆机器人装备在国际市场的核心竞争力，推动经济转型升级。 项目展示及介绍 本单位开发的遥操作排爆机器人由两部分组成：实物样机和控制系统，样机由机械臂、运动平台、控制箱组成；控制系统由操作人员的控制端和车载机械臂的执行端组成。样机机械臂由4+1个自由度组成，用于完成可疑爆炸物的抓取；履带型移动平台保证排爆机器人可以安全可靠到达操作环境，控制箱是控制排爆机器人各关节的“手柄”，通过控制面板上的旋钮、按键等控件完成排爆任务。排爆机器人样机是躯干、控制系统是大脑、控制方式是思维策略、通讯方式是神经，其中控制系统是本设备的研究重点。 本套设备选用国产控制器作为控制端和车载端的控制核心；选用无线通讯设备保证机器人可以在距操作者八百米仍可以正常工作；选用推杆和旋钮保证操作简便，控制可靠。使用上位机软件进行程序编写，通讯和控制方式主要是串口和CAN。 项目特点： 遥操作控制 排爆机器人采用的遥控操作方式，由操作人员在远端控制台控制机器人执行相关排爆操作，然后控制信号经远距离无线通讯系统传递给机器人机载接收机，进入控制器，控制机器人本体的机构运动，通信内容包括数据、视频、音频信息。 遥操作技术将排爆人员从危险的环境中解放出来，对于保护排爆人员人身安全具有重要意义。遥操作技术克服了传统线缆操作的局限性，可以保证一定的数据穿透能力。 多传感器信息融合 排爆机器人的工作环境较为恶劣现场非传统结构化已知空间，在机身及机械臂上安装了较多的传感器，用于检测机体及外部环境信息。融合多传感器采集到的信息，无损、安全传送给远端操作人员，为操作人员提供准确可靠的现场信息。提高排爆的成功概率。 排爆机械臂运动控制研究 此部分研究主要包括排爆机械臂运动学及动力学特性分析、排爆机械臂运动控制算法研究等。此部分的研究难点在于机械臂逆运动学的实时分析和多自由度机械臂末端运动的精确控制。 主要技术指标：

本项目研究开发出国内首创七轴柔性焊锡机器人，可以实现自动点焊、拖焊、抖焊等一系列焊接流程，并通过机器视觉采集坐标，对工件整体坐标位置自动校准、补偿。此外还可以编辑存储海量焊接加工文件，可以针对不同焊接产品的要求，快速切换焊接工艺，非常适合电子生产企业多品种产品生产工况的应用需求。 此外，该项目开发的机器人将先进制造技术、电子整机产品制造技术、电子表面组装技术、电子元器件和材料制造技术、集成电路制造技术和微组装技术进行了有机整合，还可用于教学演示，使高校以及职业技术学生了解、掌握现代电子制造企业在先进制造大环境下所涉及的产品设计、制造工艺及先进电子产品制造设备等相关知识、技术、技巧。 该产品为国内行业首创七轴柔性机器人，可以记忆烙铁姿态。具有烙铁磨损自动补偿功能，提高产品合格率。可以与外部信号或设备进行系统集成的多种逻辑指令，具有RS232\RS485\RS422等通讯接口，配备12寸工业级触摸屏，采用C#语言设计的示教人机界面，简单直观，便于操作。通过视觉识别系统，可以对焊接工件进行位置识别处理，通过三维运动平台进行精确定位，同时还可以对焊点进行图像数据处理。可以通过PCB图片进行焊点坐标采集并编辑焊接程序。质量可追溯，可接入MES系统。 研发团队已经开发出多款焊锡机器人，可以根据用户要求匹配不同功能模块，满足不同使用场景的技术需求。此外，通过更换焊接作业模块，在该系统平台上，还开发出了自动锁螺丝机器人、自动点胶机器人等系列产品。

1、卓越的机器人运动性能（可靠） 2、导航辅助设施简单、定位精度高（精确） 3、仪表识别准确可靠（精确、智能） 4、巡检模式灵活方便（智能） 5、模块化、标准化设计，便于维修与互换（标准） 6、自动充电系统简单可靠（可靠） 7、独特的多元混合电池系统性能卓著（可靠） 8、缺陷自动识别与报警（智能） 9、丰富的内外部接口，便于数据融合与交互（开放）

超高性能1080p，包含核心编解码器、摄像机、显示器、麦克风、智能移动支架等。部署方便、整洁，可快速融入各类中小型会议室 。设备具备移动结构，能轻松穿越办公区，避开障碍物，到达指定地点对办公人员进行协助。随时随地畅享高清视频会议带来的音视频临场交互体验。

超高性能1080p，包含核心编解码器、摄像机、显示器、麦克风、智能移动支架等。部署方便、整洁，可快速融入各类中小型会议室 。设备具备移动结构，能轻松穿越办公区，避开障碍物，到达指定地点对办公人员进行协助。随时随地畅享高清视频会议带来的音视频临场交互体验。

智能疫情防控机器人由上海交通大学电子信息与电气工程学院俞凯教授联合苏州思必驰信息科技有限公司开发。依托语音识别、合成、理解和对话管理等人工智能（AI）技术，结合新研发的疫情排查对话逻辑和话术，机器人根据设定向社区居民主动宣教疫情防控知识，遇不适居民还会提醒就医。 1月27日起，“疫情防控机器人”供社区和有关部门免费使用，已为江苏、山东、重庆、湖北、北京、浙江、四川、湖南、上海等多地提供服务，对话机器人自动接通10余万户，访问结果直接生成数据报表供社区。