成果描述：针对亚洲人群自然膝关节的解剖结构特点和运动学数据，实现了符合国内人群的人工膝关节的设计，为我国人工膝关节制造提供依据；提出了基于包络原理的人工膝关节匹配关节面的创新设计方法，实现了人工膝关节匹配关节面的参数化设计，在改变参数的基础上可进一步实现系列化设计和个性化设计；同时，可拓展应用于人体其它关节部位的参数化设计。市场前景分析：当前，美国大约每年有30万患者接受人工膝关节置换；在欧洲和亚洲发达地区，每年需做人工膝关节置换手术的患者约占人口的千分之一；而我国现在每年有超过3万患者接受人工膝关节置换。随着人们观念转变和生活要求的提高，以及医疗保险的改善，可以预测不远的将来我国每年至少有30万患者接受人工膝关节置换，再加上部分亚洲市场，每年亚洲国家有潜在50万患者选择人工膝关节置换。如果我们所设计的产品占领亚洲市场的1/4，每套产品按1元万记，估计产值为12亿。此项目研制开发适合于亚洲人群特点的人工膝关节假体，具有更适合亚洲人膝关节解剖特点和高屈曲度功能要求，其市场应用前景非常广阔。 根据人体自然膝关节的特点，开发适合于亚洲人群，尤其应用于中国人群的人工膝关节，符合我国当前骨科医疗领域的实际情况，对于我国外科医疗技术的进步无疑具有重要的现实意义，项目成功实施后可以有效地改善患者的生活水平，创造更大的经济效益。与同类成果相比的优势分析：国内领先。

作为计算机视觉和模式识别领域中最为成功的应用之一，生物特征识别技术一直受到学术界和业界非常高的重视，生物特征识别技术应用领域非常广泛，比如法律执行部门、军事、政府部门、金融服务、游戏产业、医疗产业、高科技与电信产业、工业制造、零售业、旅游和运输业等。

本发明公开了一种基于射频识别的人机交互系统及方法，人机 交互系统包括交互屏、协调器、读写器、卡套以及主机，交互屏由依 次连接的触摸屏、显示屏和射频天线层构成；协调器与天线层连接， 读写器与协调器连接；卡套包括指套以及位于指套中且携带有信息的 卡片，主机与读写器和交互屏连接，用于控制交互屏准确定位触点位 置、控制触点位置附近的天线开启、控制读写器检测卡套中卡片的信 息以及将触点和卡片信息绑定。本发明通过触摸屏感知用户触

1.痛点问题 协作机器人与人类共享工作空间，通过直接（即物理上）或间接地与人类交互共同开展操作任务。相比传统工业机器人，协作机器人有更高的安全性和更易于编程的特点，能够通过人类示教部署于各种不同的任务并灵活地与人类配合。随着传统工业机器人带来的效率提升趋于饱和，能够安全配合人类的协作机器人能够进一步提高制造业的生产效率，带来可观的经济效益。然而，现有的协作机器人存在以下两大痛点问题。 问题一：安全和效率之间的权衡一直是人机交互中未系统解决的开放性问题。当存在人机直接接触时，为了保证人的安全，现有的协作机器人是通过中止正在进行的任务、顺从人的干预以保证安全；然而，不论人是有意地干预（即工人直接抓取机械臂来引导其任务）还是无意地接触机器人，都将造成机器人暂停手头工作；直到人类停止干预，机器人才能继续执行它的任务。虽然这种人机协作方式能够保证机器人与工人合作的安全，但因为机器人需要在不同的工作模式之间切换，其工作效率将会受到影响。 问题二：如何提高人的示教效率为协作机器人的另一大痛点问题。协同机器人多用于能够灵活拆装的生产线，以适应新的任务，因此新任务的编程效率很大程度上决定了工作效率。基于人类示教的编程方式具有自然、本能的优势，能够直接传递人类的操作技巧与经验。其中，将示教轨迹参数化为可以编辑修改、适应不同任务的形式是提高效率的核心问题。该示教轨迹不光应该包含机器人末端的运动数据，而且应该包含同时调整的冗余关节运动数据，从而同时完成末端主任务与关节避障任务，以适应工作环境。现有的示教方式未能结合离线示教与在线介入，因此无法适用于需要同时记录机器人末端和关节的示教任务。 2.解决方案 本项成果基于增强现实-触觉感知技术，开发了混合交互接口与人机互补操作算法，以解决上述痛点问题。 ①对于问题一，本项成果提出了自适应视觉控制与零空间阻尼控制的协作框架：在有限视场、未校正相机、关节奇异的情况下，保证了机器人在整个工作空间内的全局稳定性；在不影响机器人末端任务的前提下，允许人类专家随时、安全地介入以改变机器人关节姿态，以应对环境动态变化或突发事件，从而实现了安全与效率并重的人机协作方式。 ②对于问题二，本项成果构建了增强现实-触觉感知的混合接口，让人类专家可以在任务和冗余联合空间进行双手演示，同时记录机器人末端与机器人关节的数据。示教轨迹基于DMP方法进行参数化，能够根据不同任务所需的末端位置、关节角度、运动速度进行自适应调整，在保证末端任务精度的同时完成关节的避障任务。 技术核心： ①基于增强现实-触觉感知的混合交互接口; ②用于双手示教的机器人轨迹学习方法; ③自适应全局稳定控制算法。 预期产品：用于人机互补协同操作的设备与软件 3.合作需求 1)资金需求：本项成果开发的人机互补协作平台，在硬件与软件研发阶段需要资金投入，需约250-500万元人民币； 2)孵化资源：公司研发所需办公及研发场地、实验室、分析与测试实验室等； 3)团队：协作平台开发团队、商务开发与合作团队、财务、法务等支持团队； 4)生产制造企业合作：提供人机协同操作的场景与需求，开展工厂真实环境的测试与部署； 5)基础研究合作：与协作机器人、增强现实、触觉感知方向的国内外基础研究团队合作，开发新的交互设备与算法。

本实用新型公开了一种基于釜底压力测量的多相搅拌釜搅拌器气泛转速测量装置。包括釜体以及置于釜体内的挡板、搅拌器和气体分布器，釜体内壁设有挡板，釜体内的搅拌器经转速测量仪和电机的输出轴连接，电机与控制柜连接；釜体底部安装有压力变送器，搅拌器正下方的釜体内设有气体分布器，空气压缩机依次经稳压阀、转子流量计和开关阀后与气体分布器连接，压力变送器和数字显示仪表连接。本实用新型装置使得测量条件降低低，不受外界因素干扰，能适应各种恶劣的测量环境，测量误差小，具有较好的适应性。

本技术从原理上区别于传统的位移(包括线位移和角位移)测量，它是利用多个小范围高精度传感器进行大范围位移测量，而其大范围位移测量的精度仅取决于小范围高精度传感器的精度，即本技术是将小范围测量的高精度沿展至整个大范围位移测量，从而使位移测量系统的相对测量精度得以极大地提高（例如：小范围r的测量误差为△r，其相对测量误差为△r/r，若测量范围为L，其中L可是r的数倍，数十倍，甚至上千倍， 应用本技术，则大范围L的测量误差仍为△r，甚至更小，其相对误差减小至△r/L）。 与光栅、磁栅、感应同步器等位移测量技术的比较 无论是光栅，磁栅，还是感应同步器位移测量装置，其测量精度的提高主要取决于它的感测目标（光栅和磁栅的的各个栅线，感应同步器的绕组）的均匀分布位置精度（各个栅线及各绕组在测量范围全程的间距均布精度）的提高。而在较大的测量范围内实现感测目标高均布位置精度的难度较大，往往造成成本很高，对环境要求也十分苛刻，甚至无法实现。本技术由于测量原理上的不同，并不要求感测目标的均匀分布，因此，其位移测量精度不受此限制，仅与所用传感器本身的精度有关。 本技术附有的几大优点： 低成本高精度、测量范围大。 用于本技术的传感器可为现有的线位移或角位移传感器产品，因此传感器的选择范围非常广泛，且因传感技术的成熟而使本技术具有良好的稳定性。 本技术利用传感器进行位移测量，影响传感器精度的因素主要有温度等，但本技术的测量精度只与传感器在测量时间内受温度等因素的影响有关，而测量时间一般较短，温度等因素的影响则可忽略不计，因而就本技术而言，温度等因素对测量的影响微乎其微。 本技术无零漂问题。因为传感器所在的任何位置均可作为本技术测量装置的起始零点，对传感器而言没有回零问题，故测量装置无零漂问题 。 本技术无任何理论上的误差，因而其测量精度可随传感器精度地提高而不断 地提高。 本技术可进行静态或动态测量；接触或非接触测量；等分及连续测量。

铁路导轨轮廓测量仪用于铁路导轨轮廓测量。由于火车轮子和导轨的高速摩擦，铁路导轨会受到磨损，当磨损达到一定的程度时，会使火车运行稳定性变差甚至危及火车运行安全。因此铁路维护中一项重要任务是测量铁路导轨的磨损情况，以便及时更换磨损严重的导轨。本设备的任务是自动测量导轨磨损程度。 本设备采用激光锁定成像专利技术，使用机器视觉和线结构激光，测量导轨轮廓，并和理论轮廓线进行比较，获得磨损情况的定量数据。根据铁道部标准，对磨耗进行分类，设备测量的精度≤±0.1mm，每秒钟可测量25组磨耗数据，设备可对测量地点进行定位，以便回溯数据所对应的铁路地理位置。设备一次充电测量时间12小时，满足大于一个工作日要求。 和国外技术比较，本设备的独特优点是不怕强光干扰，可在太阳光日照射下野外正常测量。同时本设备具有自动测量的所有优点，例如自动生成测量报告、数据统计、长时间数据存贮等。本设备具有两项发明专利权。一项已获得专利权，一项已经申报发明专利。 本设备有大量用户需求，每个工务段需1台（每个工务段大约负责30~50公里铁路维护），高铁尤其需要。也可以用于城市地铁导轨测量。本设备外形是手推车，但所使用的技术很容易扩展到轨检车、火车等设备上。本技术国内独家。本设备已有国家铁总等国内销售代理。寻求投资入股，寻求国内外市场开拓。

铁路导轨轮廓测量仪用于铁路导轨轮廓测量。由于火车轮子和导轨的高速摩擦，铁路导轨会受到磨损，当磨损达到一定的程度时，会使火车运行稳定性变差甚至危及火车运行安全。因此铁路维护中一项重要任务是测量铁路导轨的磨损情况，以便及时更换磨损严重的导轨。本设备的任务是自动测量导轨磨损程度。

便携关节式坐标测量机由旋转关节和连接杆件组成，是一种柔性精密坐标测量系统。相比于传统正交坐标测量机体积庞大、价格昂贵、对环境要求高、不利于携带、搬迁、不便于在生产现场进行在线测量、一般只能应用于精密测量室的缺点，该坐标测量系统具有测量范围大、灵活、轻便、易于搬运等优点，可广泛应用于航空、航天、汽车制造、模具检测、逆向工程等领域。融入加工生产线，为企业进行复杂制造过程的规划、运作、控制和优化提供技术保障。便携关节式坐标测量机在国内的市场全部被国外公司占领。该类产品市场较大，价格昂贵（每台售价40-100万元人民币）。目前我国对关节类坐标测量机的年需求超过20亿元，随着制造业的升级，汽车制造业、机械制造、模具加工、高端装备等领域对关节类坐标测量系统提出更广泛的应用需求。 项目组在4项国家自然科学基金和国家重大科学仪器设备开发专项（2013年立项）支持下，经过15年攻关，攻克关节式坐标测量机多参数建模、快速标定方法、关节位置误差补偿、数据处理与通讯、扫描测量与逆向工程及结构设计和加工工艺等关键技术，研制出具有自主知识产权的四代便携关节式坐标测量机，技术成熟度7级以上。加强工程化研发，建立质量保障体系。掌握全部关节式坐标测量机理论支撑体系，制造超过10台工程化关节式坐标测量机。目前已经拥有全部生产工艺文件和可靠性保障手段，已经实现3台测量机的销售。为实现国产仪器的替代奠定了基础。图1为测量机的设计外观图，图2是项目研发的不同测量范围的多款测量仪器。 项目成果已经进行了小批量市场应用推广。成果拥有全套关节式坐标测量机理论支撑体系和核心技术、同时进行了必要的可靠性试验、掌握项目成果工程化必须的工艺文件和辅助支撑条件。小批量市场推广应用单位包括JAC江淮汽车、奇瑞汽车、上海力信测控技术有限公司、国家大科学工程EAST核聚变大型装置高精密测试、上海光源精密测量等。主要实现对汽车制造公司模具、焊接夹具、人机工程测量、盾构机关键尺寸测试、飞机钣金件和舱门关键零部件测量等领域。