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一种自重构模块化机器人设计方法
1. 痛点问题
空间能力指人类利用对形状和空间位置的基本理解、记忆、推理和生成物体间空间关系的一种能力，对科学、技术、工程和数学学科发展具有重要作用。现有针对儿童空间能力提高的训练方式主要包括通过特定的练习或者阅读文档对个人进行训练，以及通过给个人提供注重空间能力发展的课程进行训练。由于测试阶段与训练阶段任务非常相似，这两种训练方式对空间能力的提升十分有限，且不具有通用性，无法通过有效训练，将被训练技能上得到的提高迁移至未经训练技能。
2. 解决方案
模块化机器人可以根据环境和任务的不同自适应的改变自身构型，设计精巧、灵活度大，是一种训练儿童空间能力的理想物理实体。本成果提出了一种模块化机器人内部结构优化方法，自动计算模块内部元件优化的排布方式。算法构建了具有结构强度、空间利用率、装配复杂度三个参数的能量函数，通过模拟退火算法得到能量函数的最小值，即为排布算法的最优解。此外，设计制造了一种自重构机器人单元模块，具有结构简单、成本低廉的优点，降低了安装和拆卸的难度。由该模块组成的模块化机器人能在不同构型间自动转换，并在不同构型下进行运动。
合作需求
寻求与机器人、儿童/青少年教育等行业公司合作，对产品进行推广，普及机器人教育，提升大众对机器人的认知，把机器人作为教学的内容给到学生和老师，为幼儿园、K12甚至高校、研究院输入相关课程解决方案。使用人工智能+互联网+教育的模式，提供机器人设备及线上教学课程，帮助用户提升空间能力，共同推动机器人在少年儿童教育产业的发展。
清华大学
2021-11-23
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
MKRB-Y3激光切割机器人工作站
MKRB-Y3激光切割机器人工作站主要由切割机器人、伺服变位机、光纤激光切割电源、机器人激光割枪系统、安装框架、冷水机系统、集成控制系统等组成。可以24小时连续作业，跟人工作业相比，其效率，质量，稳定性等有很大提高。
三维光纤激光切割机器人系统是一种可对不同度的金属板材进行多角度，多方位柔性切割的先进的激光切割设备，其利用工业机器人灵活和快速的动作性能，根据用户切割加工工件尺寸的大小，通过将机器人进行正装或倒装，并针对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，通过光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割;利用光纤将激光传输到切割头上(光纤激光切割头上配备专用光纤随动装置和光路传输装置)，再利用聚焦系统进行聚焦，可对多种三维金属板材进行多方位的切割。根据金属板材的厚度不同，所选光纤激光器的功率大小也不一样，对不同功率的激光器配备制冷量不同的冷却系统，以保障激光器的正常工作。本套三维光纤激光切割机器人系统作为激光应用技术的高端技术已经越来越广泛地应用干汽车制造行业加汽车零部件、汽车车身、汽车车门框、汽车后备箱，汽车车顶盖等各个方面。本套系统可以代替了传统的加工方式，降低了模具投资，大大缩短了汽车制造商和零部件配套商的开发周期，提高加工效率和切割工件的精度，降低了生产成本，是汽车制造商和零部件配套商提高竞争力的有力工具。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
MKRB-Y4电弧增材制造机器人工作站
机器人打印3D工作站六轴关节机器人，数字化焊接电源，推拉丝焊枪与防碰撞装置、3D离线编程软件、铣削减材系统、移动式煌接除尘器、3D柔性连接平台、控制系统、防碰撞焊枪、移动烟尘净化器、安全围栏等组成一套智能3D增材制作机器人打印工作站，可广泛用于有色金属的3D成型打印及工艺试验。满足教学需求，方便实际应用的高配置型机器人3D接工作站。本工作站按照企业应用要求:标准模快化设计，通过学习机器人工作站结构，配置选型、控制原理，PLC控制原理与编程，以及系统之间的通讯、3D打印工艺分析、工艺评定，工装设计原则、机器人外部轴的添加与联动。安全防护、1/0通讯、程序数据、程序编写、硬件连接、通讯方式设定。掌握机器人编程操作、M参数设定、工装设计基础、变位机选型与通讯。适合中高职、本科院校自动化、焊接及材料成型类相关专业《金属3D打印技术》、《工业机器人与控制技术》、《焊接自动化技术》《自动化技术》《金属3D打印技术》等课程的实训教学，提供机器人的编程、维护、焊接工艺的编制、工作站的项目设计及项目管理全方位实训与工艺试验论证。使用KRL结构模式设置可快速编写打印程序。将零件的三维模型输入到计算机3D打印制造软件中，由软件通过几何层面的分析，确定增材制造的策略，数模分层切片，多种加工策略，包括增材和减材制造的交善时机，并生成多种加策路和加工代码。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
MKRB-Y8机床上下料机器人工作站
该设备是培训数控机床上下料机器人操作技巧的一个工作站，通过它能够了解机床上下料机器人系统的基本构成，学习掌握机器人在机床上下料的基本功能，包括由机器人上下料搬运、原材料仓储、加工在线视觉检测、成品库仓库、通讯、多工装夹具快速切换等功能。该设备由上下料工业机器人、原材料仓库、视觉检测、成品仓库、快换装置等组成。
宁波摩科机器人科技有限公司
2022-11-07
集装箱自动焊接及物流车箱门板焊接生产线
设备名称：集装箱自动焊接及物流车箱门板焊接生产线 设备简介：集装箱自动焊接该线由门板组装点焊台、门板左右瓦楞自动焊接工位（两套）、门板上下横焊焊接工位（一套）组成；各工位通过输送滚轮组及自动控制系统，自动完成门板各条焊缝的焊接及工位转换；实现全线一人操控及管理；门板上四条焊缝属两种焊缝结构，故采用两种跟踪及焊接模式进行施工；该系统已大量用于集装箱及物流车箱生产行业，是相关行业工业自动化升级改造的装备； 可焊接平板对接、圆形筒体对接、方形筒体对接、可用于防盗门、钢带、无塔供水设备、淋水器、增压罐、储气罐的直缝拼板对接的直缝自动焊；可焊碳钢、不锈钢、钛合金、铝合金等材质。 设备参数：跟踪精度：0.05mm；有效行程：1800mm；跟踪模式：激光跟踪动；可接受定制化设计及生产。
青岛汉德焊自动化有限公司
2021-06-16
焊接材料产品技术服务
项目概况 该项技术为焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂）制造企业提供生产关键技术、原辅材料定点采购，并配合设备生产线的选型、设计制造，为焊材生产提供技术服务，也可根据工程使用要求研制特种焊材。 本项目处于国内先进水平，拥有核心技术。 主要特点 普通传统焊条产品，以国内品牌制造厂商的产品焊接工艺性能为比照对象，重点对碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、铜合金焊接用焊条，通过药皮配方优化设计，控制其熔滴过渡类型，在具有优异的力学性能基础上，使其具备最佳工艺性能，产品具有高的性价比，能显著增强产品的市场竞争力。烧结焊剂在消化瑞士奥林康公司产品基础上，立足国内原辅材料开发出氟碱型、硅钙型、铝钛型等各种碱度烧结焊剂，高碱度不锈钢专用焊剂产品、药芯焊丝主要针对钛型药粉配方进行优化设计。 根据各种工况使用条件，研制特种焊接焊条、焊丝、烧结焊剂产品，目前在堆焊及新型材料配套焊材方面已开发了焊条、烧结焊剂多个品种，能够很好地满足各种耐磨、耐蚀、高温等严酷条件的使用要求。 烧结焊剂生产工艺设计，生产设备的选型、设计制造，实现从原材料到最终产品的一条龙服务。技术指标 研制的产品在满足国际国内标准要求的前提下，各种技术指标达到国内外同类产品的先进水平，特种焊材达到国外同类产品的先进技术指标。市场前景 目前国内焊材市场竞争十分激烈，而竞争的焦点即是产品的性价比，同时各种高端焊材产品又在很大程度上依赖于国外进口。充分立足本国的资源进行传统产品的升级改造、高端特种焊材的国产化研制，有很大的前景。目前已与几家焊材企业开展过合作，取得了明显的经济效益和社会效益。
南京工程学院
2021-04-13
磁脉冲焊接技术及装备
成 果 简 介 磁脉冲焊接技术的焊接过程很短，瞬间（30 ～ 100µs）即可完成，且无污染；可使金属材料和非金属材料进行连接或焊接；一般可在常温（即冷态）下进行，且焊接过程无明显的升温，无明显热影 响区，焊接接头强度接近于母材；比爆炸焊安全，且简单易行；能量易精确控制，重复性好，故容易 实现机械化和自动化。此磁脉冲焊接工装简单，无须传压介质，不损伤零件表面，加工能量可参数化 控制， 能实现零件的精密连接装配的优势。在航空、航天及军事工业中，已部分或全部用来代替铆接 或焊接， 成果和效果是显著的。该方法不但能焊接 Al、Cu 及其合金, 而且还可以焊接如低碳钢、不锈钢、Ti 及其合金等的同种和异种金属，还可焊接金属与非金属。
北京工业大学
2021-04-13
低爆速爆炸焊接炸药
本发明公开一种用于金属板材之间爆炸焊接使用的低爆速爆炸焊接炸药及其制法， 它由硝酸铵 66～76 份、复合油相 3～5 份和掺粉剂 21～29 份组成。其中：复合油相由固体 蜡 2.6～4.8 份和十八烷胺盐 0.2～0.4 份组成；掺粉剂由三氧化二铁粉 15.96～23.2 份和硅 藻土粉 5.04～8.9 份组成。其制备方法是：将硝酸铵外加其质量的 8～12％的水加热溶解得 硝酸铵水溶液，在低速搅拌下，分别将复合油相和掺粉剂分散到硝酸铵水溶液中混合，加热 至 105℃～125℃得悬浮混合液，在真空度为-0.07MPa～-0.09Mpa 的真空罐内脱去水份，冷 却过筛后装药，即制得爆速小于 2400m/s 的低爆速爆炸焊接炸药。本发明炸药颗粒流散性好， 便于布药；炸药爆速低，爆炸性能稳定，能满足不同金属材料爆炸焊接用炸药的要求。
安徽理工大学
2021-04-13
焊接工艺仿真软件InteWeld
【技术背景】
焊接工艺仿真软件，主要针对焊接温度场、流场、应力场、变形等问题，利用数值模拟方法找到优化的焊接工艺参数，如焊接电流、焊接电压、焊接速度、层间温度、夹具条件、焊接顺序等，旨在改善产品制造质量，提高产品服役性能。焊接工艺仿真软件是结构设计与生产制造的桥梁，通过焊前模拟计算，优化结构设计与工艺参数，形成“仿真-验证-优化-制造”的生产模式，减少对人工经验的依赖和大量非必要的试错试验，节省材料，缩短研发周期，提升生产效率，降低成本。
【痛点问题】
目前在焊接工艺仿真软件研发方面存在三大痛点：
一、国外专用焊接仿真软件，已渗透到我国国民经济和国防军事的多个领域，存在较大 “卡脖子”风险；
二、焊接模拟仿真技术一直面临精度与效率难以兼顾的难题，尤其是面对大型复杂构件的焊接模拟中，网格数量高达百万级甚至数千万级，即使是国外焊接工艺仿真软件其计算效率亦难以接受，失去了仿真的价值和意义；
三、面对集成电路制造对钎焊和固相焊数字化技术迫切需求，国内外并无相关焊接模拟软件。
【解决方案】
本技术开发的具有完全自主知识产权的国产InteWeld焊接软件，能够高精高效的计算焊接温度场、流场、应力场以及焊接变形，解决了国际上大型焊接结构模拟仿真长期存在的精度与效率难以兼顾的难题，快速优化焊接工艺参数、焊接顺序、工装夹具等工艺参数；还可对近年来新发展的电弧-激光-磁场多场复合焊接技术、真空激光焊接技术以及集成电路发展迫切需求的固相焊、钎焊等技术等实现初步的工艺仿真模拟。可为企业提供一种“结构设计-仿真模拟-验证试验-优化设计-生产制造”的研发生产新模式。
华中科技大学
2021-11-12