产品详细介绍

自从20世纪初发明三相交流输电以来，采用高压和超高压架空输电线是长距离输配电能的主要方式，定期巡检是高压架空输电线路安全稳定的运行的重要保证。鉴于高压输电线路检测工作的重要性和艰苦性，开发一种可以替代或部分替代巡线工人进行巡检作业的新型设备一直是国内外相关研究领域的研究热点之一。 基于长臂猿仿生结构的三臂式高压输电线路巡检作业机器人，在自主工作和地面控制平台远程操作两种工作模式下，能够沿110kV-500kV输电线路相线行驶，可以基本取代传统的线路巡检方式，完成部分或全部巡检的任务。机器人能够以不小于1.2km/h的平均速度自动行驶并跨越直线段上的防震锤、间隔棒等线路设备，在地面控制平台的操控下，具备跨越耐张杆塔功能。 巡检过程中，机器人可记录和保存相对线路的GPS信息，所得图像与数据可存储于机器人本体内并与地面控制平台之间进行无线通信传输。机器人本体搭载不同的巡检设备，采用模块化接口，可方便更换如红外成像仪、可见光云台、激光测距仪等巡检设备。在行驶过程中，机器人可实时监测能耗和动态规划巡检任务，同时具备在线取电装置和充电模块，满足长距离的巡检需求。 机器人主要功能及技术参数 三臂式高压输电线路巡检作业机器人平台系统具有搭载各种作业工具，自动跨越架空线路各种障碍，并能完成相应作业的功能。具体技术参数为： 1、能够在 110kV-500kV 架空输电线路环境下稳定、可靠行走，自动跨越防震锤、悬垂线夹、间隔棒、接续管等障碍物。 ① 自动行驶时，行走速度不低于1.2km/h； ② 采用50AH锂电池供电，持续工作时间≥3.5小时； ③ 机器人本体重量≤40kg，最小尺寸（长×宽×高）1300×530×850mm； ④ 机器人可跨越线路各种障碍，进行带电作业； ⑤ 能够爬坡度不低于 40°的线路，并且满足超高压输电线路安全规程要求。 2、移动作业机器人平台在无线远程监控下，沿架空线路行走与越障。远程监控系统检测距离≥500米。机器人能够将作业信息、路线监测信息（红外录像）、电池监控信息等下传到地面基站。 创新点 本项目研究以双ARM为控制核心、基于仿生结构特征的架空线路移动作业机器人平台。该机器人平台能够在自身携带的控制系统下稳定可靠的在线路上运行，并能自主跨越线路中的各种障碍（线锤、线夹、跳线等），可以完全取代原有的线路作业方式，完成部分或全部线路作业任务。该项目与国内外类似研究相比较具有以下特色和创新点： 1）基于仿生学理论与方法，结合长臂猿骨骼结构的特征与长臂组成及比例参数，提出了一种具有长臂猿骨骼特征的架空线路移动作业机器人悬挂臂结构，实现了机器人平台挂线稳定行走与越障功能。 2）开发研制了一种三臂式全驱动架空线路移动作业机器人平台，该平台爬坡角度大于50°，能够在控制系统的配合下自主协调跨越线路中的防震锤、间隔棒、线夹等障碍，在人工辅助下，能够稳定跨越引流线和绝缘子等跳线障碍。 3）机器人平台控制系统采用双ARM为控制核心，提出了一种双ARM主副热备份互容错启动控制技术。集成了多传感器信息融合容错技术、双备份容错技术和电磁干扰容错技术等多重容错技术，提高了系统的稳定性与可靠性。 4）建立了传感器的信息融合规则和状态检测比对策略，研制了基于规则库的多传感器信息融合专家控制系统，从而提高了控制系统的响应效率和容错可靠性。 5）开发设计了机器人平台智能型在线取电与不间断电源管理系统，实现了机器人平台移动作业的智能充电与自主管理功能。 成果社会效益及应用： 该项目研究以双ARM为控制核心、基于仿生结构特征的架空线路移动作业机器人平台。该机器人平台能够在自身携带的控制系统下稳定可靠地在线路上运行，并能自主跨越线路中的各种障碍（线锤、线夹、跳线等），可以完全取代原有的线路作业方式，完成部分或全部线路作业任务。 该机器人平台能够实现跨越安装于导线上的防震锤、间隔棒、悬垂线夹、修补管等线路设备，具备跨越耐张杆塔功能；控制采用双ARM为控制核心，提出了一种双ARM主副热备份互启动容错控制技术；集成了多传感器信息融合容错技术、双备份容错技术和电磁干扰容错技术等多重容错技术，提高了系统的稳定性与可靠性；建立了传感器的信息融合规则和状态检测比对策略，研制了基于规则库的多传感器信息融合专家控制系统，从而提高了控制系统的响应效率和容错可靠性；开发设计了机器人平台智能型在线取电与不间断电源管理系统，实现了机器人平台移动作业的智能充电与自主管理功能。因此具有很好的推广应用价值。 该成果通过在山东众域电气科技有限公司实施，产生了良好的效果，为其他企业提供了可靠的技术平台和经验。本成果将进一步扩大其使用范围，在架空线路检测与维护作业中发挥更有效的作用。 

一、项目简介 自动导航运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）是装有自动导航装置，能够沿规定的路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。广泛应用于汽车制造、电子、纺织、食品、烟草、物流仓储等行业和领域。 2016年中国AGV市场销售量7350台，市场规模达12.08亿元，同比增长37.7%。2017年中国市场AGV销量有望突破10200台，同比增速超38%。特别是新一代完全柔性的AGV机器人将在各种场景下得到应用，新的AGV增量市场正在酝酿过程中。 当前AGV主要导航方式为有轨导航（固定路径）和无轨导航（柔性路径）。传统有轨导航AGV主要采用有轨导航方式，虽然简单易行、路径跟踪可靠性好，但灵活性和柔性差；新的激光导航方式，在应用时具有更高的柔性，但目前大多数是采用反射板和三角定位原理进行，其灵活性和柔性受到限制。 无轨导航AGV不需要任何场地施工、具备自由路径导航和智能避让能力的AGV，越来越受到行业的重视，是重要发展趋势和研究热点。这种无轨的自主导航系统（自由路径规划和决策）具有更高的引导柔性，能够更高效、灵活地完成物料的搬运任务。随着车间物流和生产流程日益复杂多变，对柔性供送、自主规划决策的新一代AGV需求迫切。 本项目致力于开发面向柔性物料搬运、内部物流的AGV机器人平台，具有效率高，易于操作、使用灵活且安全等特点。项目研究的这种AGV是第三代柔性移动机器人，综合了激光、视觉、惯性定位和自主规划决策技术，是未来的移动解决方案。(智能化工具化)，适应于巡检和商城、宾馆、医院等场所的内部配送。 项目研究全新一代AGV属于自主导航机器人，具备全柔性：无轨导航，不需要场地布设，全软件化，应用更广（内部物流、人机协作等）。具备自主性：自动路径规划、自动避障、自动跟踪、相互协作、自动充电等智能决策。项目研究具有重要的现实意义和市场前景。 二、前期研究基础 研究团队已经开工研究面向柔性物料搬运和物流配送的新一代AGV机器人，服务于需混合导航与自由路径功能的新兴AGV市场，目前研发的这种AGV是第三代高级移动机器人，综合了激光、视觉、惯性导航和自主规划决策与人机交互技术，是未来的移动解决方案(智能化工具化)。累计完成投资150万元，已和厦门万久公司开展省高校产学项合作目(基于视觉与惯性定位的AGV装置研发)，设计完成了AGV机器人样机，正进行驱动系统、导航系统、控制系统可靠性与性能指标的测试。 当前正在的研究工作和目标是，进一步完善AGV基本机型设计，实现激光SLAM、里程/IMU惯性定位、自主路径规划与跟踪；对AGV的RGB-D视觉系统进行开发设计，实现视觉引导与目标识别、跟踪、避让；进行终端控制软件开发，形成产品应用解决方案。 已发表的与项目相关的主要论文SCI论文5篇，EI论文20余篇。主要发明专利有：1. 仲训昱, 田军, 庞聪, 彭侠夫, 曾建平. 基于前倾 2D 激光雷达移动扫描的路面与障碍检测方法. 国家发明专利（受理中）2. 仲训昱. 基于虚拟扫描与测距匹配的 AGV 激光 SLAM 方法. 国家发明专利（申请号：201710504910.7, 受理中）. 3. 仲训昱, 李跃亮, 彭侠夫. 面向智能车自主充电的柔性对接装置. 国家发明专利（申请号： 201710389598.1, 受理中）4. 仲训昱, 王祥, 陈映冰, 彭侠夫. 基于 A*提取引导点的 AGV 路径跟踪与避障协调方法.国家发明专利（申请号： 201710043581.0, 受理中）5. 仲训昱, 李跃亮, 刘嘉伟, 彭侠夫. 一种面向智能车自主充电的柔性对接装 置. 国家实用新型专利, 专利号： 201720606992.1 三、应用技术成果 （一）导航控制系统设计 研究团队开发了一种全柔性自主式AGV机器人, 其导航控制系统如下图所示，特点有： 1）采用这种模块化的系统平台, 搭建激光导航AGV产品, 可实现降低制作成本30%-50%;  2）结合视觉/惯性定位和特殊运动机构, 支持各种场景下的使用、简易且节省人工成本。 （二）地图表示和基于A*提取关键路径点的全局路径规划方法 以AGV半径障碍进行膨胀，建立初始栅格地图；通过风险评估函数对障碍周围节点的风险等级进行评估，获得带有风险区域的安全栅格地图。在安全地图上通过A*算法规划全局路径，在得到的全局路径上提取关键路径点。 （三）基于位-姿交替控制的路径跟踪与避让/运动协调方法研究了局部环境建模与自适应窗口的实时避障方法，同时还研究了基于复合速度障碍法的分布式运动规划算法，在各种移动服务机器人与AGV搬运机器人 相互协调避让的运动规划中等具有很好的应用前景。 机器人以关键路径点为引导点并不断实时切换、更新引导点，进行路径跟踪与障碍避让的协调统一。 （四）基于地图匹配的AGV激光SLAM方法 虚拟扫描与测距匹配法：增量式创建栅格地图，采用虚拟激光雷达扫描与基于测距的快速轮廓匹配。 LATTICE SLAM方法：综合采用了高斯牛顿迭代法、地图匹配表、概率地图和高低两层地图等策略。 （五）AGV系统特色设计 1)双层控制器系统结构，提高可靠性、实时性和灵活性。 2)基于ROS的软件设计，采用NVIDIA 的TK1超级计算平台作为主控计算机。 3)下位机功能模块设计：处理实时性较高的任务，如里程计／IMU推算定位、安全速4)度控制、超声波／防撞条避碰处理等。 5)运动机构及外观设计：两轮差动驱动＋两轮随动”的四轮运动机构，比六轮机构具有更好的地面适应性；采用橡胶轮，减震和静音效果好。 6)自动充电对接装置设计：通过柔性连杆的弯曲形变来实现充电接口和充电接头的柔顺对接。 四、合作企业 厦门万久科技股份有限公司是一家集销售、软件研发、技术服务、加工技术整合为一体的高新技术企业。目前公司的经营范围涉及CNC软件开发及数控系统销售、CNC控制零件销售及专业维修；工艺优化、机台升级与技术改造、工程配电与软件优化、专用机控制系统开发、多轴机的设计与开发、机台精度检测与校正优化服务等。公司是国际知名生产制造企业——富士康的产品供应商和技术服务商。  

项目研究背景： 焊接是机械制造工业中关键的工艺技术之一。焊接自 动化必须借助一定的焊接自动化装备，目前国内外广泛采用机器人。机器 人是一种传统的机构学与近代电子相结合的产物。其综合了计算机科学、 控制论、机构学、信息科学和传感器技术等多个学科。机器人作为一种代 替劳动者完成繁重而危险重复性的工作的自动化设备已被广泛地应用于 汽车、机械、电子、建筑等行业。 技术原理 ：本产品是针对平面弯曲焊缝自动跟踪所开发的一种具有智

项目简介： 发展自主知识产权的北斗卫

XM-D004头面部自主神经分布电动模型   XM-D004头面部自主神经分布电动模型显示头面部副交感神经的传导路、脑干中的动眼神经副核、上泌涎核和下泌涎核，脊髓断面上的灰质侧角等传导通路。   一、显示内容： ■ 副交感部低级中枢 ■ 动眼神经副核 ■ 上泌涎核 ■ 下泌涎核 ■ 脊髓灰质侧角   二、技术参数： ■ 尺寸：49×23×65cm ■ 材质：PVC材料+木框   三、标准配置： ■ XM-D004头面部自主神经分布电动模型：1台 ■ 电源线：1根 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

XM-D009自主神经电动模型   XM-D009自主神经电动模型显示交感神经低级中枢、交感干；交感神经节前和后节纤维的分布规律；副交感神经低级中枢的部位；睫状神经节、翼腭神经节、下颌下神经节、耳神经节等副交感节前纤维的起始和节后纤维的分布；盆内脏神经的分布情况，控制面板上独立的按钮。   一、显示内容： 左边简要显示交感神经与脊神经的关系及交感神经结前纤维发出的部位及其三种方向，右边是主体部分，清晰显示模型的交感神经秘副交感神经的结构特点用其分布。 ■ 演示副交感神经的低级中枢（即脑骶部）： 1、脑干四对副交感神经核（又称结前神经元）自上而下，为动眼神经副核、上泌涎核、下泌涎核、迷走神经背核（可分别闪亮）。 ①、动眼神经副核发出结前纤维，随动眼神经，其中副交感神经纤维进入睫状神经（副交感神经结）结后纤维分布二睫状肌和瞳孔括约肌。 ②、上泌涎核发生结前纤维，随面神经，其中副交感神经纤维至翼腭神经结（副交感神经结），结后纤维支配泪腺、鼻腔口腔粘膜的腺体。另一部分结前纤维至下颌下神经结（副交感神经结）结后纤维公布二下颌下腺和舌下腺。 ③、下泌涎核发出结前纤维随舌咽神经其中的副交感纤维至耳神经结（副交神经结）结后纤维分布于腮腺。 ④、迷走神经背核发出台前纤维，随迷走神经至胸腹腔器壁内或附近至副交感神经结，结后纤维分布于相应的器官。 2、骶部副交感：脊髓骶部第2－4节的副交感神经核发出结前纤维骶神经分出副交感神经纤维加入盆从，随盆丛至脏器附近或脏器壁内副交神经结，结后纤维分布于结肠左曲以下的消化管、盆腔脏器及外阴器。 ■ 演示交感神经低级中枢（即胸腰部）： 1、白交通支入交感干后有三种去向： ①、进入交感干后，终于相应节段的交感神经结。 ②、进入交感干后往上行、或向下行，并终止于上方或下方的神经结。 ③、进入交感干后，不换神经元既穿出交感干终止于椎前神经结（椎前神经结有肠系膜上神经结、肠系膜下神经结、腹腔神经结、主动脉肥腻神经结）。 上述白交通结前纤维入交感干后的三种去向均可发光显示。 2、交感神经结发出的结后纤维有三种去向： ①经灰交通支（结后纤维返回脊神经分布于躯干四肢的血管、汗腺和竖毛肌（31对脊神经均有灰交通联系）。 ②随动脉行走，在动脉外膜处形成神经丛，并随动脉分布至所支配的器官。 ③示交感神经结的结后纤维直接支配到所支配的器官。   二、技术参数： ■ 尺寸：60×24×85cm ■ 材质：PVC材料+木框   三、标准配置： ■ XM-D009自主神经电动模型：1台 ■ 电源线：1根 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

简单介绍： 大小鼠自主活动转轮记录仪是由动物本身自发运动来推动跑轮转动。在这种构型中，笼内动物长期活动的信息，如跑轮转动方向、转数、累计总行程等，能够使用编码器进行长度计记录。此装置由转轮组件、笼体、以及转动方向速度传感器组成，该仪器是研究动物生活节律实验**工具。也可选配投食器，进行运动奖赏实验等。 详情介绍： 技术参数： 1、参数显示方式：5寸液晶触摸屏2、实验数据：实验时间、总距离、总圈数、顺时针圈数，逆时针圈数，单位时间段内的参数3、实验时间范围：000:00（小时:分）4、编码器分辨率：100P/R5、数据保存量：2000组6、数据输出：USB，可导出到U盘7、机箱材质：PVC8、大鼠活动轮规格：直径355X106mm9、小鼠转轮规格：直径150mmX50mm 10、数据记录间隔:1~9999min 11、投食圈数：1~1000圈/次 12、投食量：10~5000ms 13、阈值：0.1~99999分14、设备电源：110V~220V  50HZ

针对大型复杂曲面工件的喷砂/喷涂工艺算法研发和软件开发，采用去示教+在线编程方式，通过前端智能传感装置（主要是低成本激光或立体视觉系统）获取工件数模，然后后端采用自动编程方式优化生成最优的喷涂工作路径，以适合目前喷砂/喷涂工艺所面对的小批量、多品种、非标准产品的生产需要，提高机器人喷涂/喷砂系统的自动化、智能化编程水平。具体技术指标： (1) 研发实现了一种基于激光或立体视觉扫描的喷涂/喷砂工件快速建模方法，实现了对复杂喷涂/喷砂工件表面的在线感知和高精度建模（表面建模精度0.1mm以内），以引导自动编程； (2) 针对大面积、大曲率、多孔洞等复杂工件曲面，研究实现了一种表面分割分层处理的自动化喷涂/喷砂轨迹生成方法，无需进行人工示教，可根据喷枪模型和曲面数模自动生成表面优化作业轨迹，且涂层加工精度在正负10%以内，表面覆盖率在90%以上； (3) 研发了一套面向复杂喷涂/喷砂作业的多机器人在线智能编程系统软件，并进行了初步应用验证，且可对覆盖率、作业时间等喷涂性能进行实时评估，从而为产业化提供了工程基础。