机器人在煤矿救援领域发挥着越来越重要的作用，但仍存在无法精确识别灾后环境、无法适应井下复杂地形以及难以检测、定位井下生命体等问题。 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 柳佳乐 自动化18-2 2018-2022 刘浩峰 计算机科学与技术18-7 2018-2022 石少勇 测控技术与仪器18-2 2018-2022 栾广鑫 电气工程及其自动化18-5 2018-2022 李明晶 测控技术与仪器18-1 2018-2022 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 杨洪涛 机械工程学院 教授 精密测试技术、仪器精度理论及应用、自动化测控系统 凌六一 电气与信息工程学院 教授 智能信息处理、光电检测及环境光谱探测技术 苏树智 计算机科学与工程学院 副教授 人工智能、模式识别、机器视觉、信息融合、深度学习等领域 四、项目简介 目前，机器人在煤矿救援领域发挥着越来越重要的作用，但仍存在无法精确识别灾后环境、无法适应井下复杂地形以及难以检测、定位井下生命体等问题。为此，本团队充分利用六足机器人高稳定性和多地形适应性的优势，应用激光雷达、深度相机和其他辅助传感器，设计仿生六足煤矿救援机器人，结合SLAM、A*、ROS等先进技术，实现矿井灾后局部复杂环境的三维地图构建、地形障碍物识别以及机器人自主路径规划。机器人所获信息实时无线传输至上位机，帮助救援人员快速制定科学有效的救援方案。

奥威亚以自主技术创新为核心驱动力，领衔教育信息化音视频算法的技术前沿，布局人工智能领域深度学习处理和分析技术。

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.

（专利号：ZL 201510552708.2） 简介：本发明提供一种起重机箱形主梁三自由度移动焊接机器人，属于机器人焊接技术领域。该焊接机器人包括底座、纵向移动机构、焊枪升降机构、焊枪旋转机构、焊接设备及电缆卷筒等，焊接设备包括送丝机、焊机、气瓶座、二氧化碳气瓶，焊枪旋转机构通过升降台安装在焊枪升降机构上，齿轮齿条传动与直线导轨副相配合实现长位移移动的精确定位，通过三台伺服电机联合控制焊枪位姿实现长距离平面曲线连续光滑平角焊缝的自动焊接。本发明所提供的焊接机器人具有结构简单、传动链短、位置准确、工作可靠、焊接质量稳定等技术特点。

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

一种用于自由场应力测试的土压力传感器标定方法，该方法从构造与土压力传感器使用环境一致的土介质应力状态出发，考虑了土压力传感器自身几何尺寸、与土介质的相互作用以及环圈仪标定试验设备边界等因素的影响，基于环圈仪侧壁和加载板等边界条件与土压力传感器本身引起的土介质应力场改变范围互不叠加原则确定环圈仪直径和高度等关键参数，在此基础之上制备环圈仪进行标定试验，实现了土压力传感器在土介质中精确标定的同时兼顾了试验的工作效率。

本发明公开了一种适用于纳米材料操控的多自由度纳米操作台，包括底座、Z 向位移台、XY 向位移台和纳米操作臂，其中 Z 向位移台沿着竖直方向设置在底座上，包括彼此连接的固定部件和安装有 Z 向直线驱动电机的移动部件；XY 向位移台沿着水平方向设置在 Z 向位移台的移动部件上，并包括彼此并联滑动连接的第一至第三并联部件，其中第一并联部件上安装有 Y 向直线驱动电机，第二并联部件上安装有 X 向直线驱动电机，第三并联部件上安装有旋转运动驱动电机和纳米操作臂。本发明通过对驱动电机与位移台的高精度控制以及主要

本发明公开了一种两自由度隔振与精密定位的复合主动隔振器， 该隔振器包括基础平台(10)和负载平台(30)，该隔振器还包括隔振单 元，其设置在所述基础平台(10)和负载平台(30)之间，所述隔振单元包括沿第一方向设置的空气弹簧(20)和第一音圈电机(25a)，所述隔振单 元还包括沿第二方向设置的可调刚度片弹簧和第二音圈电机(25b)，该 隔振器还包括定位单元，其设置在所述隔振单元的外侧，所述定位单 元包括沿第一方向设置的比例压力阀(26)，所述定位单元还包括沿第二 方向的第二音圈电机(25b)。本发明

1、有限元分析机械结构的强度、刚度、变形程度等，并根据分析结果又针对性的优化改进设计；2、动力学分析机械机械运动机构的速度、加速度、力等，针对分析结果对运动机构优化改进；3、整机动力学分析和运动学分析

本技术成果涉及呼吸生理医学研究领域，研发了一种模拟人肺自 主呼吸运动的装置及控制方法。本装置包括模拟肺腔、弹簧、牵拉 绳、流量传感器、显示触摸屏、电机驱动器、直流伺服电机及控制电 路等组成。其中由显示触摸屏输入吸呼比、呼吸频率、潮气量和肺活 量等呼吸生理参数，流量传感器检测通过模拟肺腔换气口的气流量， 微控制器根据设定的呼吸参数及检测到的流量信号触发电机控制信 号，进而电机控制牵拉绳的收线与放线动作，最后控制模拟肺腔的呼 吸运动。