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大型水动力装备在位机器人加工关键技术及其应用
重大装备是制造强国战略的重点，水轮机、舰船推进器等大型水动力装备是重中之重。随着对单机容量和能量转换效率需求持续增长，大型水动力装备重量尺寸大、加工空间受限、精度一致性要求高等特征的出现，给加工方式带来了新的要求与挑战。“数控加工”存在结构与位置形式固定、加工覆盖区域有限、可达性低等问题；“人工加工”虽具备灵活性，但存在劳动强度大、工作环境恶劣、加工精度一致性差等问题。
机器人在位加工具有大行程、高柔性和快响应等优点，可有效解决现有大型水动力装备“数控加工”和“人工加工”存在的受限空间复杂曲面加工区域小、柔性差、响应慢和精度一致性差等问题。但亟待突破受限空间加工轨迹规划、多阶模态加工过程控制、敏捷加工可重构装备等关键难题，以实现大型水动力装备在位高精高效敏捷加工。
本成果从受限空间高精加工轨迹规划、多阶模态高效加工过程控制、人机协同敏捷加工工艺装备三个方面开展研究，提出了机器人“加工刚度-力致误差”评价指标，发明了基于排斥势场的轨迹规划方法，研发了机器人加工多约束规划、视觉跟踪测量与误差在线补偿等软硬件模块，提出了“颤振稳定性-切触面积”高效加工优化新方法，研发了加工余量、切削负载自适应调控系统，提出了“操作经验知识迁移-知识驱动可制造性分析”工艺规划新技术，发明了国际首台（套）大型水动力装备在位机器人加工可重构装备，研发了大型水动力装备机器人化全流程加工产线，实现多种水轮机转轮和推进器叶片加工效率提升30%以上，水轮机局部加工精度最高可达±0.1mm。
图1 机器人加工软件
图2 大型水轮机转轮的机器人在位修复加工系统
图3 大型舰船用螺旋桨机器人在位加工系统
华中科技大学
2023-04-19
核电机器人关键技术与智能装备研发及应用
本成果针对不同核电环境内的任务，设计研发了个性化的专用机器人系统，解决核反应堆顶盖上螺栓拉伸量的实时测量、蒸汽发生器内一次侧堵板的自动安装及高放射性核废物的体积最小化回收等多种任务，解放危险环境中的操作人员，提高了操作安全性。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
为保证核电站正常、安全地运作，可利用机器人取代操作人员定期对核设施内部的设备进行检查、维修，以避免设备故障、老化等现象出现。针对不同核电环境内的任务，设计研发了个性化的专用机器人系统，解决核反应堆顶盖上螺栓拉伸量的实时测量、蒸汽发生器内一次侧堵板的自动安装及高放射性核废物的体积最小化回收等多种任务，解放危险环境中的操作人员，提高了操作安全性。
成果一：整体螺栓拉伸机拉伸量自动测量装置实现了对反应堆压力容器顶盖主螺栓拉伸量及残余拉伸量的远程自动测量，降低了人员所受辐射剂量，提高了系统整体工作效率。
成果二：蒸汽发生器一次侧堵板操作机器人完成核电站蒸汽发生器一次侧堵板的安装、紧固、自动充气密封和拆除，利用定位装置可360°旋转的螺栓紧固机械手、力矩反馈传感系统和视频监控系统实现智能定位、自动路径规划、螺栓拧紧力矩的自判断、气压密封和过程监控。
成果三：建立了首套核反应堆探测器组件自主回收作业机器人系统，并进行了误差建模、系统标定、精度测试与实验验证，验证了系统的可靠性和有效性。
主要性能指标包括重复定位精度、视觉定位精度、具备轨迹跟踪、视觉伺服控制、力感知、目标精确测量功能。
北京理工大学
2022-08-17
气动人工肌肉在仿生机器人中的应用技术
Ø 气动人工肌肉驱动器具有较强的柔性及仿生性，其高功率/质量比的特点使之在仿人机器人技术领域中具有无可比拟的优势。对气动人工肌肉的静、动态特性深入进行了建模与实验研究，进行了气动人工肌肉驱动的关节特性分析及位置控制研究。分别研制出气动人工肌肉驱动的仿人灵巧手，以及十四自由度双臂机器人，通过简单的材料制作出性能优异的气动人工肌肉，辅之模糊自适应控制、协调控制等高精度气动伺服控制技术，实现了灵巧手基于数据手套的主从抓持操作、机械臂自动驾驶方向盘等动作。该研究为气动人工肌肉的广泛应用奠定了坚实的
北京理工大学
2021-04-14
江苏汇博机器人技术股份有限公司
江苏汇博机器人技术股份有限公司
2022-05-24
监考机器人
主要技术要点（创新点） ： 该机属教室用设备，能替代人力完成考场中的各项考务工作。 考生入场时进行身份识别、金属探测、实现智能门禁。 考试过程中走位分发试卷、信号屏蔽、视频监控、音响播放、时间显示。 考试结束时准时回收试卷。 日常可变形为讲桌并用于考勤和收纳作业。利用电气控制实现了智能化、自动化。该成果来源于大学生机械创新设计大赛项目，荣获第六届全国大学生机械创新设计大赛国家一等奖，获权国家实用新型专利 1 项。其新颖创意引发社会强烈热议，中央、省、市电视台分别来校拍摄采访，中新社、新华社播发通稿宣传报道，中央电视台、广播电台、多省电视台、央视微博、新华日报、新西兰报等数百家国内外主流媒体纷纷报道宣传。尤其是得到了国务院副总理及教育部部长的关注和批示，并委派国家教育部考试中心领导来校考察指导，给我校师生带来极大鼓舞和支持。
江西理工大学
2021-05-04
园丁机器人
物业园艺协作机器人是集智能机器人、可见光和多源信息融合技术于一体的移动式社区智能工作设备。ATY在运行过程中，可对社区草坪、灌木等愿意设施进行自动修剪和维护。
电子科技大学
2021-04-10
园丁机器人
物业园艺协作机器人是集智能机器人、可见光和多源信息融合技术于一体的移动式社区智能工作设备。ATY在运行过程中，可对社区草坪、灌木等愿意设施进行自动修剪和维护。
电子科技大学
2021-04-10
安保机器人
社区安保机器人是社区智能化建设的一项重要工程，通过在社区安放智能巡检机器人，对社区环境进行监控，能较大程度上减少社区保安人员的工作，并且避免了人为的工作懈怠以及巡检遗漏问题，对社区的安防建设有着重要的作用。安保机器人一般应具有运动功能、监控功能、身份识别功能、交互功能和安保功能，随应用场合的不同，其功能也略有区别。
电子科技大学
2021-04-10
安保机器人
社区安保机器人是社区智能化建设的一项重要工程，通过在社区安放智能巡检机器人，对社区环境进行监控，能较大程度上减少社区保安人员的工作，并且避免了人为的工作懈怠以及巡检遗漏问题，对社区的安防建设有着重要的作用。安保机器人一般应具有运动功能、监控功能、身份识别功能、交互功能和安保功能，随应用场合的不同，其功能也略有区别。
电子科技大学
2021-04-10
健身机器人
在手臂、腿上佩戴轻巧酷炫的传感器装备，在电子屏幕上就可以拥有最贴心的健身私教，做错动作时还会出现运动损伤预警。东北大学机械工程与自动化学院博士生龚佳乐及其团队研发的一款健身机器人，在家就可拥有健身私教，告别 " 肥宅 "。" 健身者佩戴上火柴盒大小的轻巧酷炫的传感器装备，交互式的电子屏幕上便出现一个虚拟机器人，不仅动作实时同步，还能测评运动时的身体姿态和运动数据动，做错动作时还会出现运损伤预警。一套动作做下来，人工智能便生成运动评测报表 "。龚佳乐介绍，这套动态体能评估系统可以做健身家教，不仅是健身好帮手，也可以矫正不良体态，用于专业体育训练。将人体动作分析智能化 用一年时间研发成功龚佳乐说决定研发动态体能评估系统，初衷是将人体动作分析智能化，也是偶然的机会了解到国内体育客户市场对这样的交互式人体运动分析系统有需求，而市场上并没有解决方案，通过大量的市场调查，让他们对这个项目有了更大的信心。于是，在 2019 年，龚佳乐团队巨顶在动作捕捉技术上寻找突破口，在技术领域加入了 5G 运用，纳入了全套人体的信息采集和方案分析，大大提高了动作捕捉系统的应用性和实用性。" 我们研发了人体运动分析系统，可通过收集人们走路的形态分析人体健康情况，定位误差仅为 3 毫米，角度误差为 0.5 度，为医学科研提供了技术支持。由此延伸出来的人体动态体能评估系统则通过捕捉穿戴者的动作行为，分析其动作的标准度和运动量，可以帮助健身教练评估运动者的体能，为健身提供科学合理建议 "。龚佳乐说，团队通过升级了一款全自动评估系统，实现了代替教练辅助人们自主训练。健身机器人已在东北和华东地区应用同时，龚佳乐还带领团队拓宽市场，将动作捕捉技术应用至科研、体育、医疗、影视、生产安全以及人工智能多个领域，与全国 30 多家企业和高校建立合作。现在，公司营业收入年增长率达 300%，核心团队成员也从 5 人增加到 15 人。而对于团队的未来，龚佳乐也有着清晰的规划。" 完成了产品的研发，今年我们将把重点转到市场领域，未来我们的技术目标是做综合性人体信息采集与分析系统，让更多人体验到科技带来的便利。我想利用这段线上办公的时间打好公司基础，摸清商业脉络，3 — 5 年内成立几家分公司，将我们的产品推广到千家万户。"
东北大学
2021-04-10