四足机器人具有良好的运动灵活性和环境适应性,是机器人研究领域的热点。随着研究的深入和对机器人运动性能需求的提高,四足机器人研究领域分化出以高速运动为目标的研究分支。生物学研究显示,跳跃步态是四足动物典型的高速对称步态,且多种动物在高速速度中存在脊柱大幅地参与运动,而相应的脊柱型四足机器人的理论及运动控制研究却鲜见报道。当前研究大多孤立了脊柱环节,鲜有整机的建模研究以及运动控制方法研究。在该方向的研究势必推动仿生工程和机器人运动控制等方面的发展,此外,以其高速运动的特点,在军事侦察、救震救灾和未来生活等领域也将具有广阔的应用前景。首先,本文以分析猎豹的运动特性入手,建立了脊柱型四足机器人七杆模型,以及构建了ASLIP动力学模型,使用拉格朗日方程推导了其跳跃运动的动力学方程;迭代运算动力学微分方程,使用庞加莱映射方法搜索了机器人七杆模型基于ASLIP跳跃运动的不动点,结果显示不动点在固定能量层级下呈区域性分布;不动点的对比结果显示基于ASLIP模型的运动比基于SLIP模型的运动能适应更高的稳态运动速度,并作了触地力、脊柱角和稳定性等特性分析。为脊柱型四足机器人跳跃运动提供了动力学模型和理论基础。然后,根据机器人模型各关节主动力作用于控制量的广义力计算结果,研究了前向速度、弹跳高度、机身俯仰角

本发明公开了一种基于六维力传感器和双目视觉的机器人打磨装置及打磨方法，打磨装置包括机械臂、传感器固定座、六维力传感器、工业相机、柔性连接件、电机固定座、打磨电机和双轴加速度传感器；六维力传感器通过传感器固定座与机械臂的末端关节固定连接；六维力传感器通过柔性连接件与电机固定座柔性连接，打磨电机安装在电机固定座上；工业相机对称设在柔性连接件的两侧；双轴加速度传感器分别设在机械臂的末端关节和打磨电机上。打磨方法包括步骤1，深度点云图生成；步骤2，打磨时机控制；步骤3，PI控制打磨和步骤4，机械臂位置补偿。本发明简单稳定，易于控制，打磨效果好，效率高；同时，还能补偿打磨过程中的位置偏移，提高加工质量。

项目成果/简介:四足机器人具有良好的运动灵活性和环境适应性,是机器人研究领域的热点。随着研究的深入和对机器人运动性能需求的提高,四足机器人研究领域分化出以高速运动为目标的研究分支。生物学研究显示,跳跃步态是四足动物典型的高速对称步态,且多种动物在高速速度中存在脊柱大幅地参与运动,而相应的脊柱型四足机器人的理论及运动控制研究却鲜见报道。当前研究大多孤立了脊柱环节,鲜有整机的建模研究以及运动控制方法研究。在

本发明公开了一种六自由度串联机器人运动学反解的求解方法， 该方法包括:读入连杆参数建立机器人连杆坐标系模型;已知连杆末 端关节位置，建立关节位置约束方程;根据各关节位置约束方程，确 定各关节位置;建立机器人各关节坐标系的姿态约束方程;将之前求 得的关节位置坐标解分别代入姿态约束方程中，根据姿态约束方程， 求解各组关节变量中间值;对关节变量中间值进行分析处理，选取最 佳关节变量解。本发明采用空间几何理论将机器人运动学反解中位置 和姿态进行分离求解，大大降低了几何法运动学反解运算的复杂性， 并能够应用于

一、产品概述 1、本设备以工业机器人与机器视觉为核心，将机械、气动、运动控制、变频调速、PLC控制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，实现对不同物料进行快速的检测、组装。为了方便实训教学，系统进行了专门的设计，可以完成各类机器人单项训练和综合性项目训练，可完成各类机器人单项训练和综合性项目训练。可以进行六轴机器人示教、定位、抓取、装配、入库等训练， 2、包含六自由度工业机器人、智能视觉检测系统、PLC控制系统及一套供料、输送、装配、仓储机构，可以实现对工件分拣、检测、搬运、装配、存储等操作。 3、该平台各组件均安装在型材桌面上，机械结构、电气控制回路、执行机构相对独立，采用工业标准件设计。通过此平台可以进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、智能视觉流程编辑、工业机器人编程与调试应用等多方面训练，适合职业院校、技工学校自动化类相关专业《工业机器人与控制技术》、《自动化技术》等课程的实训教学，适合自动化技术人员进行工程训练及技能比赛。 二、技术性能 输入电源：单相～220V±10% 50Hz 工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃）  海拔＜4000m 装置容量：＜1.5kVA 实训平台尺寸：1500mm×880mm×1400mm 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准 三、设备结构与组成       该实训平台由ABB IRB910SC型四轴工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器（PLC）系统、供料单元、输送单元、供料废料暂存单元、加工废料暂存单元、工件组装单元、仓库单元、各类工件、型材实训桌、型材电脑桌等组成。    1、ABB IRB910SC型四轴工业机器人系统     由机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成，装备气动手爪、可对工件进行搬运、装配、拆解等操作。 （1）机器人本体由四自由度关节组成，固定在型材实训桌上，具有4个自由度。 （2）最大的工作半径为450mm （3）最大负载6kg （4）机器人示教单元有液晶显示屏、使能按钮、急停按钮、操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑、程序编辑等操作。 2、欧姆龙智能视觉检测系统       配备一套欧姆龙FZ-350智能视觉系统，由视觉控制器、白色光源、视觉相机及监视显示器等组成。用于检测工件的特性，如数字、颜色、形状等，还可以对装配效果进行实时检测操作。通过I/O电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检测结果和检测数据进行传输。 3、西门子可编程控制器单元       配备西门子S7-1200 CPU1214C AC/DC/RLY可编程控制器，自带以太网通讯模块、数字量扩展模块控制机器人、电机、气缸等执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输等任务。     4、RFID数据传输系统     采用西门子RFID数据传输系统，安装在环线输送单元的左端圆弧处，电子标签已埋在工件内部，检测距离为40mm。当工件从环线输送单元经过左端圆弧处时，RFID检测系统可以准确地读取工件内的标签信息，如编号、颜色、高度等信息，该信息通过工业现场数据总线传输给PLC，用来实现工件的分拣操作。 5、供料单元  由料斗、回转台、导料机构、工件滑道、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、直流减速电机组成，主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位。 6、输送单元       包含一套交流调速系统，由三菱D720变频器、三相交流电机、传送带、光纤传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件。 7、工件组装单元 由工件光纤传感器、加工台、气缸、小物料等组成，安装在传送带上，用于装配工件。 8、仓库单元 由铝型材和机玻璃组成3×3库体组成 9、废品暂存仓 安装在型材实训桌上，分别对供料异常物料暂存，对加工异常物料暂存。 10、触摸屏 7寸，是一套以先进的Cortex-A8 CPU为核心（主频600MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。 四、实训项目 1.机器视觉系统的原理、使用和调试 2.六轴工业机器人系统的原理、使用和调试 3.六轴工业机器人坐标系统和机器视觉坐标系统标定及相互转换 4.工业机器人与机器视觉系统综合应用的安装与调试 5.机器视觉系统模板设置、编程与调试 6.通过示教单元手动调试工业机器人 7.通过示教单元设置、修改各控制点坐标 8.通过示教单元编写、修改工业机器人程序 9.机器人追踪坐标整定 10.工业机器人系统的软件二次开发编程 11.智能视觉图像输入编辑与调试 12.智能视觉结果给出编辑与调试 13.智能视觉颜色比对测量 14.智能视觉编号比对测量 15.智能视觉尺寸比对测量 16.智能视觉角度测量 17.智能视觉系统与工业机器人综合应用 18.PLC程序编程与调试 19.智能视觉系统与工业机器人综合应用 20.变频器与交流电机主电路的连接 21.变频器面板的参数设置与操作 22.变频器面板控制交流电机调速 23.通过变频器外部端子控制电机启停 24.气动方向控制回路的安装 25.气动速度控制回路的安装 26.气动顺序控制回路的安装 27.气动系统气路的连接 28.磁性开关的位置调整 29.气动系统调试 30.RFID数据读写编程与调试

焊接机器人实训考核工作站是按照教育部1+X焊接机器人编程与维护职业技能等级证书中的试点、考核站点标准要求，研发设计的多功能智能焊接工作站，工作站符合相关建设标准和具有自主知识产权。 WR-KH01型焊接机器人编程与维护实训考核工作站为初级工作站，主要由焊接机器人单元、焊接电源单元、焊枪单元、周边设备单元(柔性工作台)、安全防护单元、焊接任务单元、离线编程单元、教学资源单元、考评系统、监控系统等组成一套的智能焊接实训考核工作站。每个单元由多个模块组成，实操与离线仿真结合面涵盖机器人焊接工艺方法和实际应用案例。能根据任务要求，完成焊接机器人系统的选型、配置;完成系统安装调试，编程操作;根据维护手册完成设备维护保养。 实训考核工作站遵循全功能化、全模块化、全信息化、近工业化的智能焊接机器人系统，主要用干教育部1+X焊接机器人编程与维护职业技能等级的师资培训，考评员培训，1+X职能技能等级证书取证的实操培训与考评;同时也可进行工业机器人基础培训，应用培训技能训练技能竞赛等，话合中职，高职应用型本科院校1+X证书的培训老评以及相关专业课程的实训教学，适合社培机构技能人才培养培训。

焊接机器人实训考核工作站是按照教育部1+X焊接机器人编程与维护职业技能等级证书中的试点、考核站点标准要求，研发设计的多功能智能焊接工作站，工作站符合相关建设标准和具有自主知识产权。WR-KH02型焊接机器人编程与维护实训考核工作站为中级工作站，主要由焊接机器人单元，焊接电源单元、焊枪单元，周边设备单元(伺服变位机)、智能焊接机技术、安全防护单元、焊接任务单元、离线编程单元、教学资源单元 考评系统、监控系统等组成一套的智能焊接实训考核工作站。每个单元由多个模块组成，实操与离线仿真结合面涵盖机器人焊接工艺方法和实际应用案例。能按任务要求，完成焊接机器人系统的离线编程、高级编程、外部轴添加、工艺调控、焊缝检测、设备联调及根据维护手册完成设备故障预判处理和故障处理。实训考核工作站遵循全功能化、全模块化、全信息化、近工业化的智能焊接机器人系统，主要用干教育部1+X焊接机器人编程与维护职业技能等级的师资培训，考评员培训，1+X职能技能等级证书取证的实操培训与考评;同时也可进行工业机器人基础培训，应用培训技能训练技能竞赛等，话合中职，高职应用型本科院校1+X证书的培训老评以及相关专业课程的实训教学，适合社培机构技能人才培养培训。

清洁生产审核项目 南开大学清洁生产研究中心自2005年成立以来，进行各类审核60余项，包括化工、电力、石油天然气、电镀、冶金、食品饮料、建材、服务等多个行业，审核企业除了天津本地企业之外，还包括河北、山东、上海、重庆、内蒙、吉林等遍布全国多个省份。其中化工类审核14项，石油、天然气及石油化工类审核11项，电力审核11项。同时深入开展清洁生产工艺与技术的研发，着重于清洁生产工艺技术改造提高生产效率，达到节能降耗，减污增效的目的。 在进行清洁

一、清洁生产审核项目 南开大学清洁生产研究中心自 2005 年成立以来，进行各类审核60 余项，包括化工、电力、石油天然气、电镀、冶金、食品饮料、建材、服务等多个行业，审核企业除了天津本地企业之外，还包括河北、山东、上海、重庆、内蒙、吉林等遍布全国多个省份。其中化工类审核 14 项，石油、天然气及石油化工类审核 11 项，电力审核 11 项。 同时深入开展清洁生产工艺与技术的研发，着重于清洁生产工艺技术改造提高生产效率，达到节能降耗，减污增效的目的。在进行清洁生产审核的同时，通过现场考察和实测，审核数据和生产工艺，查阅大量的国内外技术资料，深入研究各行业的理论和技术工艺，细致地查找问题，科学地分析原因，通过翔实的物料衡算，经科学理论论证，查找清洁生产机会、污染物去向及产生的原因；通过大量的实验和理论研究，制定一些解决问题的清洁生产方案；并通过论证推荐可行方案。企业通过推荐方案的实施，使企业实现技术进步，获得显著的经济效益和环境效益。近几年主要承担的清洁生产审核项目遍布全国各地达 60 余项。 二、能源审计项目 多年来该中心一直从事节能减排技术、节能审计和能源评估工作研究，培养了一批节能与清洁生产专业技术人员，积累一些节能减排的研究成果，2009年由天津市节能推荐为天津市节能审计单位之一。 几年来，承担国家和地方以及企业项目 14 项；承担能源审计和用能评估项目 20 余项；涉及重点行业有石油化工、电镀、冶金、煤炭、电力、建筑、与机械设备等行业，根据审核出的技术难题，深入开展技术研发，达到节能、降耗、减污、增效的目的。近几年主要承担的能源审计项目达 20 余项 三、合理用能评估项目 2010 年，本中心在全国 120 家申报单位中脱颖而出获得了国家节能中心成员单位资格，被国家节能中心列为推荐合理用能评估单位，多次参加评审国家的能评报告。近几年主要承担的合理用能评估项目 10 余项。 四、能源评估项目 该中心将能源评估、能源审计与节能技术研发相结合，能源管理制度与循环经济、清洁生产相结合，通过清洁生产审核发现的问题，为企业解决节能减排技术难题，开发节能减排技术，形成了具有综合创新技术能力的节能与清洁生产研究的综合平台。近几年通过清洁生产审核进行的能源评估项目达 20 余项。 五、节能与清洁生产技术研发成果（举例） 1、过程节能--碱性玫瑰精染料节能型清洁生产新工艺 针对产品收率低，碳利用率低的问题，我们提出了新工艺进行生产性试验，用 98%间氨基苯磺酸替代 58%间氨基苯磺酸钠溶液，通过新工艺改造产品收率提高到 77%，（改造前为 67.1%）。 针对废渣问题，我们研制了两段和两相式热裂解工艺技术及设备，将气化可燃气体回用于生产锅炉替代煤炭使用。 节能效果与经济效益分析：以该行业中等规模公司为例，公司产品产量为碱性玫瑰精等产品 700 吨/年计算，玫瑰精产品收率提高 10%，每年增加 70 吨产量，每吨按 3 万元/吨计算，新创产值 210 万元；按现有 1 吨产品产生 1 吨废渣计算，每吨废渣处理费用 3500 元/吨计算，废渣减量至原来总量的 10%左右，每年减少处理费用 231.5 万元；废渣热值为 29KJ/Kg,与标煤热值相当，年节约标煤 449t 吨，按 700元/吨计，节约燃料费用 31.43 万元。两项合计 262.93 万元。年节约煤，减少废渣的产生排放量 662 吨/年，废水排放减少 18793 吨/年，碳排放 762 吨/年。每年增加经济效益 472.93 万元。