本发明涉及一种基于磁流变技术的仿人机器步态切换控制系统及控制方法，所述控制系统包括多个柔顺控制器，所述柔顺控制器包括磁流变单元、长度调节单元和反馈回路单元。所述步态切换方法将事先规划好的走路(跑步)的末状态和跑步(走路)的初状态插值成连续光滑可导的曲线，同时，在线反复优化计算步态切换瞬间关节的运动轨迹，通过控制柔顺控制器活塞的往复运动，改变机器人杆件的质心位置、速度和加速度，当机器人有向前倾倒的趋势时，使前腿伸长，后腿缩短，机器人质心调后；当机器人有向后倾倒的趋势时，使前腿缩短，后腿伸长，机器人质心调前，控制机器人的稳定性，实现机器人走路、跑步间的自由切换。

一、项目简介 物流业是融合运输、仓储、货代、信息等产业的复合型服务业，是支撑国民经济发展的基础性、战略性产业。加快发展现代物流业，对于促进产业结构调整、转变发展方式、提高国民经济竞争力和建设生态文明具有重要意义。2014年国务院发布实施《物流业中长期发展规划（2014—2020年）》，规划中明确了加强物流信息化建设和推进物流技术装备现代化是未来物流业发展的主要任务。2016年福建省经信委、发改委和商务部联合发布《福建省加快物流业发展实施方案（2016-2020年）》，方案提出了完善物流基础设施、提升物流业信息化和标准化的主要任务。实现仓储物流的信息化和拣选自动化是实现物流信息化和技术装备现代化的重要内容。智能仓储机器人的技术进步已经成为了仓储物流的信息化和拣选自动化的标志。 二、前期研究基础 采用企业与高校共同投资模式，项目组与厦门大学嘉庚学院及厦门市东万晟贸易有限公司联合建立了“现代物流与供应链创新研究中心”。并联合申请了福建省产学研项目“多机器人物流拣选调度智能系统”。 三、应用技术成果 开发了AGV智能小车，完成了车体和控制系统及简易的调度系统。 开发了MES数据采集系统，包括底层硬件采集端，中间层数据处理端，数据展示端。 四、合作企业 厦门市东万晟贸易有限公司是一家民营企业，成立于2000年4月。其股东均为深圳市东华通实业发展有限公司的主要投资人。2002年在泉州设立分公司，2012年已在漳州、龙岩、福州、三明、莆田、南平设立分公司。目前员工总数200多人。产品辐射闽南金三角的厦门、泉州、莆田、漳州地区和闽西的龙岩、三明、南平地区，闽东的福州、宁德地区，终端网络近5000多个，和沃尔玛、麦德龙、福建新华都、永辉、家乐福、大润发等卖场及各婴童渠道有良好的业务合作关系。目前，厦门公司年销售额近10亿多元。厦门翔安区新建的5层物流配送中心约6000多平米。

一、 项目简介下肢功能障碍者由于长时间卧床常常会引起一系列并发症，床和轮椅是其主要的休息和移动工具。本项目针对下肢障碍者的需求研制了智能护理床、智能室内助动系统，有效提高了患者的生活质量和自理能力。智能护理床采用模块化设计，灵活性强，可实现抬背、曲腿、翻身等体位转换功能，并具有生理参数监测、人机交互等功能。智能室内助动系统兼具起居床和可站立轮椅功能，将智能轮椅嵌入到起居床架中并可实现坐、卧、站等不同体位的自由转换，同时解决褥疮等常见问题。二、 项目技术成熟程度在项目研究过程中注重了产品设计的产业化，系统样机在养老院免费示范应用。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）本项目分别获得国家科技支撑计划和国家“863”计划的支持，并均已通过项目验收。申请专利5项，软件著作权1项，作品著作权2项。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）我国约有各类残疾人8300万，老年人1.5亿，拥有庞大的下肢功能障碍群体。促进残疾人事业发展和改善养老环境是一项重要而紧迫的任务。本项目产品可应用于医院、疗养院、社区、康复中心等机构。随着老龄化社会的加深，更多家庭成为潜在用户。目前国内市场尚处于起步阶段，价格适中、使用方便、能提高生活质量的多功能智能护理床和室内型助动系统具有广阔的市场前景。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）本项目产品开发包括：床体机构设计、控制器研发、电机驱动开发、功能组件开发、电源管理等，需要自动化、机械类等相关专业技术人员5至8名。软硬件开发初期投入50万，规模化生产将大幅降低生产成本。样机研制可在实验室完成，量产需配套装配车间。六、 效益分析本项目在国家级科研项目的支持下，对智能护理床和室内型助动系统进行持续研究和技术攻关，已经逐步实现产品化走向市场。根据需求可开发不同功能与价位的产品，功能普通型产品可控制在2万元以内，具有较强的市场竞争力。可有效填补国内市场空白并可行销至亚、欧、非地区等国外市场。七、 合作方式1.合作开发。可根据需求，双方合作完成现有样机功能改进、新型产品研发。2.技术入股。八、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）杨鹏 固定电话：022-60203090 E-mail：yphebut@aliyun.com九、高清成果图片2-3张室内助动系统生理信息检测系统

工业机器人定位精度是机器人技术研究的关键问题，直接影响到机器人的作业精度和应用水平。本项目瞄准机器人动态误差测量中的关键问题，原创性的将级联棱镜多模式跟踪方法引入机器人动态测量中，结合单站双视场三维重建方案，不仅可以实现粗精顺序跟踪、时变跟踪和连续跟踪等动态测量要求，而且能够产生直线形和圆弧形等多种跟踪样式，同时满足大视场、高分辨率成像和大范围、高精度定向的动态多自由度测量要求。研究内容包括：建立级联棱镜粗精耦合跟踪和双视场成像联控的测量方案和数学模型；研究粗精跟踪和双视场成像的参数匹配、模式转换、测量信息提取与图像处理方法；根据测量要求，建立机器人动态误差测量的理论模型、误差模型和实验方案，并实现测量系统的精确标定；通过机器人动态误差的测量实验，为机器人误差测量提供科学依据，同时对测量精度进行评定。本项目提出的单站多模式跟踪测量方法具有独创性和可行性，旨在攻克激光多模式跟踪机器人误差测量系统中的关键问题，开展测量系统的原理样机实验和应用示范研究，有望为机器人动态误差测量提供全新的解决途径，具有重要的应用价值和市场前景。 近二三十年来，激光跟踪技术发展迅速，在机器人测量领域得到广泛应用。据ElectroniCastConsultants发布的市场研究报告，对光电跟踪行业的全球消费量进行了调查分析。2010年，光电跟踪设备的全球消费价值为5.95亿美元，预计未来五年该行业的消费价值将以9.83％的平均年增长率在成长，2016年将达到9.51亿美元，约合人民币58.96亿元。本项目提出的测量系统以其结构紧凑、准确性高、速度快、偏转角度大、动态性能好、环境适应性好等优点，是一种颇具潜力的测量新技术，可以广泛用机器人动态误差测量领域，具有广阔的市场前景。 根据“中国制造2025”规划，我国需要努力提升高端装备的自主创新研发能力，而测量技术是高端装备制造的重要保证。目前，我国高端光学测量设备主要依赖进口，不仅价格昂贵，而且国外对其关键技术严密封锁。国外每台激光跟踪仪的售价高达百万元，严重制约一些我国中小心型企业的购买。因此本项目研发的产品不仅在国内存在巨大的市场空间和发展潜力，而可以推动先进装备制造的产业化进程，对促进我国自主创新具有重要的战略意义。项目研发中的创新技术处于国际先进水平，将极大提升机器人作业的技术含量。合作单位江阴纳尔捷机器人技术有限公司是专业从事机器人技术研发的高新技术企业，是机器人产业联盟第一届理事单位，具有雄厚的科研和技术开发实力。该项目在研究实验阶段，就可以将成果应用到现有产品的开发中；项目完成后除了该公司以外，研究成果还可以应用到其他自动化机器人装备企业的产品开发中。尤其通过产学研结合，将会极大的提升产品的科技含量并缩短产品开发周期，提前实现批量化市场销售，有望为企业带来良好的经济效益。

项目成果/简介:项目针对术前、术中、术后全周期的 MIS-TKA 机器人综合解决方案，突破柔顺 7 自由度机械臂与精细操作 2 自由度末端执行器，个性化虚拟导板以及安全手术操控技术，基于图像配准的增强现实手术导航技术，术中下肢力线定量检测与修正、以及个性化术后评估技术；研制出具有术前规划、术中导航与机器人操控、术后评估、以及安全保障的专科型 MIS-TKA 机器人样机系统，建立 MIS-TKA 机器人手术流程规范与安全、有效性评估体系。项目阶段:已成功研制出脊柱微创手术机器人系统，并开展临床试验效益分析:膝关节损伤是骨科学的主要组成部分，且由于其周围毗邻重要神经、血管，不恰当的手术操作往往会导致严重后果。微创全膝关节置换技术手术创伤小，术后恢复快，深受患者好评。但该技术严重限制 了手术切口，手术视野小、操作空间窄、骨性标志显露差对医生提出了更高的要求。本项目从微创全膝关节置换手术外科临床出发，针对术前、术中、术后三个阶段提出智能化、机器人化手术方案，将微创精准 TKA 手术提升到智能化水平，推动 TKA 机器人手术技术、TKA导航技术、TKA 术前规划和术后评估技术、以及智能化手术系统集成技术的进一步发展，为后续临床验证、产品化奠定坚实的技术基础。

项目针对术前、术中、术后全周期的 MIS-TKA 机器人综合解决方案，突破柔顺 7 自由度机械臂与精细操作 2 自由度末端执行器，个性化虚拟导板以及安全手术操控技术，基于图像配准的增强现实手术导航技术，术中下肢力线定量检测与修正、以及个性化术后评估技术；研制出具有术前规划、术中导航与机器人操控、术后评估、以及安全保障的专科型 MIS-TKA 机器人样机系统，建立 MIS-TKA 机器人手术流程规范与安全、有效性评估体系。

军舰、轮船、航母等大型船只由于海水的腐蚀以及海洋微生物的附着，船舶外壁钢板需要定期除锈，传统的除锈工艺是由人工手持喷枪进行高空作业，工人劳动强度较大，且产生大量粉尘严重污染周边环境。 针对上述问题研制了爬壁式船舶喷砂除锈机器人，设备分为爬壁机器人、喷砂及回收撬装和空压机三部分，爬壁机器人作为喷枪载体，代替人工到高空进行除锈作业。人工在地面操作遥控器操控爬壁机器人，也可以提前设计好路线全自动除锈。除锈后产生的废料和粉尘限制在防尘罩内，经回收管路吸入分离器，分离出的大颗粒砂料落入喷砂罐内重新利用；不可利用的小颗粒粉尘经管道进入滤筒过滤器，灰尘沉入储尘箱，达标后的空气排出。 本设备具有以下优点：无粉尘及噪声污染，绿色环保；磨料可循环利用，节约磨料成本；吸附力强，可进行负角度行走；除锈效率高，是人工除锈的2-3倍；无线遥控，方便安全。

"微创手术是外科发展的必然趋势。微创手术机器人可提升医生手术能力，改善工作模式，提高手术质量，对微创手术发展具有重大意义。 项目在国家科技支撑计划、863计划等支持下，围绕微创手术需求，从基础理论、关键技术、临床应用三个层面开展系统研究，结合机器人学、折展机构理论、可靠性设计方法等原理，在系统设计与优化、可靠性设计与系统集成、检测方法与安全性评价、临床评估与应用研究等方面展开工作，研制成功具有完全自主知识产权的微创手术机器人整机系统，打破了国外的长期技术垄断，实现了高端医疗装备自主创新。"

该项目开发出一种带有智能助力、可穿戴在行走障碍患者下肢进行康复训练或行走助力的机器人设备，主要应用于下肢康复领域，可以实现全支撑真实行走训练方式和在线姿态反馈实时智能引导的全闭环人机交互训练模式，能为各种状态（不同损伤及恢复体况）的患者进行准确合理助力、提供正确步态引导的真实行走式康复训练，使患者运动机能得到更快更好恢复，高效提升行走能力。作为国内首个治疗改善下肢运动障碍的特效智能机器人系统，该产品改变了传统一对一人工或半机械康复训练治疗模式，为患者提供一种广泛适用的下肢康复训练科学手段，极大提升了我国康复学科的技术水平和先进性.

一种欠驱动的仿生四足机器人，属于仿生机器人领域，解决现 有仿生四足机器人腿部的质量和转动惯量过大的问题，同时减小与地 面碰撞产生的能量损失，增加腿的柔顺性。本发明由机身以及前左腿、 前右腿、后左腿、后右腿组件构成，前左腿、前右腿、后左腿和后右 腿组件的结构相同，前左腿、前右腿组件左右对称、分别连接于机身 前部的左右两侧，后左腿、后右腿组件左右对称、分别连接于机身后 部的左右两侧。本发明驱动电机都布置在机身上，减小了腿部的质量 和转动惯量，提高机器人运动速度；通过拉线方式实现膝关节和踝关 节联动，减小了主动电机的数量；腿部拉簧顺应机构和踝关节处扭簧， 可以降低与地面碰撞带来的能量损失，提高能量的利用效率。