一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 简凯纳 机电工程学院/机械工程 2018.9/2022.6 201831031312 张星 电气信息学院/电子信息工程 2018.9/2022.6 201831072307 陈浩彬 机电工程学院/机械设计及其自动化 2020.9/ 202031030285 邓青蓝 机电工程学院/机械设计及其自动化 2018.9/2022.6 201831053229 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 杨林君 工程训练中心/机械工程 实验师 机械工程 陈建勇 理学院/凝聚态物理 讲师 凝聚态物理 四、项目简介 目前，在移动机器人领域，轮式移动机器人因具有结构相对简单、驱动和控制方便、工作效率高等优点被广泛用在需要越过障碍物的工作中。但是，一般常用的移动装置为四轮驱动结构，动力相对不足，越障能力差；各种零部件之间拆装特别繁琐，不同模块之间管理混乱，更换属于一个模块的坏掉的零部件往往需要拆卸掉其它模块的零部件，电气元器件之间走线杂乱无序，电池等器件暴露在外部空气中，容易造成短路等安全问题。因此，增大驱动动力，提高越障能力，加强模块之间的管理，方便模块之间的拆装，提高电子元器件的安全性显得尤为重要。 我们项目本次设计和研究的是一种六轮结构的全地形机器人，使用模块化安装，使结构更为紧凑稳定，适用于多场景，提高轮式全地形机器人的应用度。我们采用基于探索者的PLA材料高提纯外分子重结晶化密致处理，极大增强了摩擦系数，底盘采用西南石油大学自主研发探索者二代原理高致合度准刚性攀岩越障地盘，越野能力增强，其底盘后侧主要为空体重心靠前，便于越障。

3D资源公共服务平台解决方案，采用B/S架构，“云+端”模式，搭配3D优质教学资源库，以校园网或教育网为基础，建立可共享的优质数字教育资源环境，为区域内所有多媒体教室提供教育资源信息服务，实现优质资源校校通、班班通、人人通。此方案配合3D智能教室解决方案、3D校园安全教育解决方案一并应用，能实现统一管理、优化配置、节省经费的效果。 3D资源公共服务平台符合“三通两平台”建设需求，不仅能满足教育管理部门的管理需求，还能满足学校管理者的管理和数据报告需求，也满足学校老师的共享和交流需求，更能满足学生的使用需求。 方案特点： n  统一化管理，可控区域广 n  网络压力小，跨区域资源共享 n  系统自动维护，平台安全可靠 n  资源灵活分配，分级权限管理 n  兼容性强，易部署

产品详细介绍随着社会对虚拟现实模拟技术的追求，公司经坚持不懈的努力，吸取国内外先进的三维立体模拟技术，成功开发了紫光系列动感驾驶模拟器，ZG-DG2型动感汽车驾驶模拟器虚拟仿真驾驶模拟器平台以两自由度平台通过伺服电机的位置模式来控制活塞杆的行程，伺服电机通过由MBOX驱动器得到信息并驱动电动机转动，最终来实现平台的左右翻转以及前后俯仰等动作。能够实现驾驶舱对仿真图形的快速、稳定的反映，通过模拟驾驶舱和计算机实时生成汽车行驶过程中的虚拟视境、音响效果和运动仿真等驾驶环境，同时能够针对轿车、货车、客车等各类车型进行包括临界、极限工况的全工况仿真实验，分析、预估和评价汽车的操纵稳定性、安全性、制动性、动力性和燃油经济性，对汽车运动性能控制系统进行仿真、评价、预测和优化，提供车型结构参数匹配的最优化方案等，对于汽车驾驶模拟器开发具有重要而现实的意义。一、系统组成：      ZG-DG2型动感汽车驾驶模拟器设备由模拟驾驶舱、视景模拟驾驶软件、数据采集系统、六自由度平台系统由Stewart机构的两自由度运动平台、计算机控制系统、驱动系统等组成。下平台安装在地面的固定基座基上，上平台为支撑平台。计算机控制系统通过协调控制电动缸的行程，实现运动平台的两个自由度的运动。各主要部分简述如下：1模拟驾驶舱：驾驶座舱采用玻璃钢外壳用模具一次铸造成型，坚固耐用，永不变型；外观简洁大方、时尚亮丽。五大操作件及仪表台采用真车实件配置，转向机构采用真车方向机总成构建，实车转数方向自动回位；档位外罩采用桑塔纳真车中央通道，具有真车实感。驾驶舱是由转向器、油门、离合器、脚刹车、手刹车等操纵机件及座椅等组成。2视景模拟驾驶软件：视景全部由计算机实时生成三维图像。32位真彩色，24帧/秒。多自由度数学模型，实现汽车模拟驾驶各种道路及相关驾驶技术考试、训练项目的逼真动感模拟。3运动平台：两自由度运动平台是根据运动控制的运动指令，进行相应的运动；系统控制服务器根据全景视频的内容提取相应的动作，并且解算成运动控制能够识别的运动指令，与此同时控制各播放器全景视频同步运行。4上下运动平台：上平台，连接需要被模拟动作的机构。上铰链，双回转轴的虎克铰结构，用于连接上平台与电动缸的活塞杆。下铰链，单虎克铰结构，用于连接固定基座与电动缸的筒体。下平台，安装固定基座。二、 工作原理、特征： 驾驶模拟器动感平台、电动缸及伺服电机：驾驶模拟器通过控制电动缸活塞杆的行程，实现动感平台台体的六自由度运动。 驱动器系统：接收用户控制指令，通过控制伺服电机的输入，对伺服电机的输出转速和转角进行控制，达到控制电动缸活塞杆出速度和行程的目的。综合控制监测系统：硬件为用户计算机，软件为研制方配合开发；同时，它还对平台的运动过程进行监测，预防和处理系统的异常情况。三、汽车驾驶模拟器软件：软件功能：　新版汽车驾驶模拟器软件符合“公安部123号令”考评规则。小车（科目二）场地5项，分别为：倒车入库、坡道定点停车和起步、侧方停车、曲线行驶、直角转弯；大车（科目二）场地16项，分别为：桩考、坡道定点停车和起步、侧方停车、通过单边桥、曲线行驶、直角转弯、通过限宽门、通过连续障碍、起伏路行驶、窄路掉头、模拟高速公路、连续急弯山区路、隧道、雨天、雾天湿滑路、紧急情况处置。新版汽车驾驶模拟器软件道路驾驶技能考试（科目三）内容包括：上车准备（系安全带）、起步、直线行驶、加减挡位操作、变更车道、靠边停车、直行通过路口、路口左转弯、路口右转弯、通过人行横道线、通过学校区域、通过公共汽车站、会车、超车、掉头、夜间行驶等训练考试项目。产品完全符合“中华人民共和国公安部令 第 123 号令”及教育部新的国家机动车驾驶员训练大纲要求。本汽车驾驶模拟器分为单台模拟驾驶及与主控台联网模拟驾驶两款；具有自主知识产权。是目前市场上功能最全最新的汽车驾驶模拟器软件。 附注：产品完全符合“中华人民共和国公安部令 第 123 号令”及教育部新的国家机动车驾驶员训练大纲要求。具有自主知识产权。紫光基业：010-67886161

一、产品概述       本设备以工业机器人与机器视觉为核心，将机械、气动、运动控制、变频调速、编码器技术、PLC控制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，实现对高速传输线上的不同物料进行快速的检测、组装。为了方便实训教学，系统进行了专门的设计，可以完成各类机器人单项训练和综合性项目训练，可完成各类机器人单项训练和综合性项目训练。可以进行六轴机器人示教、定位、抓取、装配等训练，        包含六自由度工业机器人、智能视觉检测系统、PLC控制系统及一套供料、输送、装配、仓储机构，可以实现对高速传输的工件进行分拣、检测、搬运、装配、存储等操作。该平台各组件均安装在型材桌面上，机械结构、电气控制回路、执行机构相对独立，采用工业标准件设计。通过此平台可以进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、智能视觉流程编辑、工业机器人编程与调试应用等多方面训练，适合职业院校、技工学校自动化类相关专业《工业机器人与控制技术》、《自动化技术》等课程的实训教学，适合自动化技术人员进行工程训练及技能比赛。二、技术性能1、输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃）  海拔＜4000m3、装置容量：＜1.5kVA4、实训平台尺寸：2200mm×1200mm×1500mm5、安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准三、设备结构与组成      该实训平台由ABB IRB120-3型六自由度工业机器人系统、海康智能视觉检测系统、可编程控制器（PLC）系统、四工位供料单元、环形输送单元、工件存储盒供料单元、工件组装单元、仓库单元、废品回收桶、各类工件、型材实训桌、型材电脑桌等组成。 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。 4、海康智能视觉检测系统   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。5、西门子可编程控制器单元     配备西门子S7-1200可编程控制器，自带以太网通讯模块、数字量扩展模块控制机器人、电机、气缸等执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输等任务。   6、四工位供料单元     由移动井式料库、推料气缸、无杆气缸和光电传感器组成，安装在型材实训桌上，用于将工件库中的工件依次推出到环形输送线。提供不同颜色的标准工件，杂色叠加等不合格工件。多工位的供料设计，使得供料方式多样化，可以进行单一的上料，也可以进行不同颜色的组合上料，以及对上料速 度进行控制，实现上料形式的多样化。7、环形柔性输送单元      包含一套交流调速系统，由三菱D720变频器、三相交流电机、环形板链（传送带）、光纤传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件。8、工件存储盒供料单元      包含一套步进电机推杆、DM556步进驱动、料盒存储槽等组成，安装在型材实训桌上，当一个工件存储盒被取走会自动退出下一个工件存储盒，用于工件存储盒自动供料。9、工件组装单元      由工件存储盒托盘及型材立柱组成，安装在型材实训桌上，用于装配工件。工件盒内设有4个工件槽用于放置工件，机器人可以根据不同配方按照上位机设定颜色进行放置工件。10、仓库单元      由工件存储盒托盘及型材立柱组成，安装在型材实训桌上，机器人用于放置装配完的组件进行堆垛，也可以通过机器人对装配完成的组件进行拆垛。11、废品回收桶      安装在型材实训桌左后侧，用于机器人自动放置被检测出来的无用工件或不合格品。 四、实训项目1. 机器视觉系统的原理、使用和调试2. 六轴工业机器人系统的原理、使用和调试3. 六轴工业机器人坐标系统和机器视觉坐标系统标定及相互转换4. 工业机器人与机器视觉系统综合应用的安装与调试5. 机器视觉系统模板设置、编程与调试6. 通过示教单元手动调试工业机器人7. 通过示教单元设置、修改各控制点坐标8. 通过示教单元编写、修改工业机器人程序9. 机器人追踪坐标整定10. 工业机器人系统的软件二次开发编程  11.智能视觉图像输入编辑与调试12.智能视觉结果给出编辑与调试13.智能视觉颜色比对测量14.智能视觉编号比对测量15.智能视觉尺寸比对测量16.智能视觉角度测量17.智能视觉系统与工业机器人综合应用18.PLC程序编程与调试19.智能视觉系统与工业机器人综合应用

成果描述：本发明公开了一种基于控制冲击能量的微幅冲击磨损试验装置，解决了现行冲击磨损研究方法的不足的问题。基于控制冲击能量的微幅冲击磨损试验装置包括驱动电机，受所述驱动电机驱动的阻尼冲头，一端与所述阻尼冲头连接的拉杆，位于所述拉杆另一端且在所述拉杆作用下的可作直线运动的能量块，设置在所述能量块一侧的磁栅尺，与所述磁栅尺配合使用的磁栅尺读数头，与所述能量块连接的块夹具，以及位于所述能量块尾端方向且其上固定有管夹具的试样装夹底板。本发明采用控制速度来控制能量块能量的设计，实现了从能量角度来研究微幅冲击磨损，有效地克服了现有通过力的角度来研究微幅冲击磨损的缺陷。市场前景分析：摩擦技术领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

本项目以教育部设施农业网上合作研究中心为依托，结合科技部、教育部和上海市 科技兴农重点攻关项目，进行了新型智能温室结构设计及其配套设施的综合设计与开发、 建模与控制新方法的应用基础理论研究和 "温室环境计算机控制系统"开发、基于图像 处理技术的叶片面积估算技术的温室水肥精准灌溉控制系统、作物栽培管理辅助决策支 持系统等一系列研究，实现了对温室的远程自动控制。 

国家工业化水平正在迅速提高，生产加工企业的数量迅速增加。但是在发展的同时要加大质量的监督，所以需要配套相关的检测试验设备。一方面用于国家监督体系的检测和检验，另一方面也可以给企业自检的试验设备。材料拉力试验机就是满足这一需求的检测设备之一。在材料试验机领域，基于PC机或工控机材料试验机测控系统目前大多采用基于PCI总线，ISA总线或者是RS-232串行总线作为数据采集的模式。但这些方式都存在着插拔麻烦，传输速度较慢，可扩展性差等问题。通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）具有安装方便，高宽带，易扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。本系统充分利用USB的上述优点，有效地解决了传统数据采集系统额缺陷。同时嵌入式高精度万能材料试验机控制系统采用了多种实时操作系统（如μC/OS-II、uClinux、Linux、Wince等，可根据用户要求进行配置）。嵌入式实时操作系统是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。通过采用嵌入式实时操作系统，本系统实现了执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等优点。本产品具有完全的自主知识产权，并已申请多项发明专利（公开号：101441154，101441152，101441153），相关成果获上海市科技进步二等奖?项。

热连轧自动化控制系统是一种大型复杂控制系统，它很大程度上决定了生产线最终的市场竞争力。目前国内在宽带钢热连轧自动化控制系统新建或改造上多采用以下两种形式：一是硬件和软件系统全部由国外供货并调试；二是采用进口硬件系统，部分软件由国内完成，但其中的核心软件如L2数学模型系统、板形系统、质量控制系统（AGC、AWC、AJC等）从国外引进并由国外人员完成现场调试。两种形式都存在着核心技术掌握在外方手中，不利于系统的后期升级和维护，不能满足钢厂再发展的需要。因此有必要开发全套具有自主知识产权的宽带钢热连轧自动化控制系统，硬件系统可以采用当前国际上流行的最新控制器，而系统集成、控制模型和软件的开发和现场调试全部由国内自主完成，并承担全部的考核指标。如此可以不受国外公司的制约，同时节约大量外汇，减少工程投资。在此背景下，本项目以山东日照钢铁有限公司新建的1580mm热连轧生产线为依托，设计并完成全部软件和调试，取得了本科技成果。本科技成果的应用领域为轧钢领域的宽带钢热连轧生产线，实现热连轧带钢的全自动化生产。自动化控制系统由三级组成，其中L0设备控制级包括交直流主辅传动系统、现场机械液压设备、控制执行机构、各种检测仪表；L1基础自动化级由HMI监控系统和多台高性能控制器构成；L2过程控制级由三台高性能PC服务器和多台工业控制计算机构成；L3生产管理级（MES）由数据库服务器、应用服务器和客户端组成。该控制系统的基本原理就是通过三级系统之间互相配合，把整个生产线的多达数千个的控制点和数百个控制对象，分别按照不同的区域划分到数百个控制功能当中在控制系统中完成，满足工艺、设备、液压及电气要求，实现全线的自动化生产，达到设计的产品精度（厚度、凸度、板形、温度等）指标，同时，整个系统具有高效性、可靠性、先进性、安全性和低维护性，以及很强的报警、诊断、故障分析能力。

本发明涉及电机节能驱动电路，旨在提供一种基于超级电容的电机节能驱动的电路及控制方法。本发明电路的主电路由超级电容器组、超级电容充放电管理电路、可控整流电路、可控整流控制电路等构成。本发明通过对可控整流及超级电容充放电电路的优化控制，对电梯运行功率尖峰吸收，减小电梯运行时对电网冲击，可控整流负担电机电动与发电功率的平缓部分，并具备电梯断电时后备应急电源功能，常态下超级电容与DC母线之间直通连接而具有高效率。本发明具有线路简洁，整体工作效率高、超级电容寿命延长，能量回馈型电梯整体技术经济性能得以提高。本发明特别适合于能量回馈型节能电梯的驱动，同样也适用于起重机等电机节能驱动场合。

本项目为异步电动机高性能运行的变频控制装置，调速范围1:100，实加负荷的最大动态速降小于0.5%，动态恢复时间0.1秒。功能完善，可应用于恶劣环境下，可靠性高。该项目获冶金部科技进步四等奖。