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自從20世紀初發明三相交流輸電以來，采用高壓和超高壓架空輸電線是長距離輸配電能的主要方式，定期巡檢是高壓架空輸電線路安全穩定的運行的重要保證。鑒于高壓輸電線路檢測工作的重要性和艱苦性，開發一種可以替代或部分替代巡線工人進行巡檢作業的新型設備一直是國內外相關研究領域的研究熱點之一。 基于長臂猿仿生結構的三臂式高壓輸電線路巡檢作業機器人，在自主工作和地面控制平臺遠程操作兩種工作模式下，能夠沿110kV-500kV輸電線路相線行駛，可以基本取代傳統的線路巡檢方式，完成部分或全部巡檢的任務。機器人能夠以不小于1.2km/h的平均速度自動行駛并跨越直線段上的防震錘、間隔棒等線路設備，在地面控制平臺的操控下，具備跨越耐張桿塔功能。 巡檢過程中，機器人可記錄和保存相對線路的GPS信息，所得圖像與數據可存儲于機器人本體內并與地面控制平臺之間進行無線通信傳輸。機器人本體搭載不同的巡檢設備，采用模塊化接口，可方便更換如紅外成像儀、可見光云臺、激光測距儀等巡檢設備。在行駛過程中，機器人可實時監測能耗和動態規劃巡檢任務，同時具備在線取電裝置和充電模塊，滿足長距離的巡檢需求。 機器人主要功能及技術參數 三臂式高壓輸電線路巡檢作業機器人平臺系統具有搭載各種作業工具，自動跨越架空線路各種障礙，并能完成相應作業的功能。具體技術參數為： 1、能夠在 110kV-500kV 架空輸電線路環境下穩定、可靠行走，自動跨越防震錘、懸垂線夾、間隔棒、接續管等障礙物。 ① 自動行駛時，行走速度不低于1.2km/h； ② 采用50AH鋰電池供電，持續工作時間≥3.5小時； ③ 機器人本體重量≤40kg，最小尺寸（長×寬×高）1300×530×850mm； ④ 機器人可跨越線路各種障礙，進行帶電作業； ⑤ 能夠爬坡度不低于 40°的線路，并且滿足超高壓輸電線路安全規程要求。 2、移動作業機器人平臺在無線遠程監控下，沿架空線路行走與越障。遠程監控系統檢測距離≥500米。機器人能夠將作業信息、路線監測信息（紅外錄像）、電池監控信息等下傳到地面基站。 創新點 本項目研究以雙ARM為控制核心、基于仿生結構特征的架空線路移動作業機器人平臺。該機器人平臺能夠在自身攜帶的控制系統下穩定可靠的在線路上運行，并能自主跨越線路中的各種障礙（線錘、線夾、跳線等），可以完全取代原有的線路作業方式，完成部分或全部線路作業任務。該項目與國內外類似研究相比較具有以下特色和創新點： 1）基于仿生學理論與方法，結合長臂猿骨骼結構的特征與長臂組成及比例參數，提出了一種具有長臂猿骨骼特征的架空線路移動作業機器人懸掛臂結構，實現了機器人平臺掛線穩定行走與越障功能。 2）開發研制了一種三臂式全驅動架空線路移動作業機器人平臺，該平臺爬坡角度大于50°，能夠在控制系統的配合下自主協調跨越線路中的防震錘、間隔棒、線夾等障礙，在人工輔助下，能夠穩定跨越引流線和絕緣子等跳線障礙。 3）機器人平臺控制系統采用雙ARM為控制核心，提出了一種雙ARM主副熱備份互容錯啟動控制技術。集成了多傳感器信息融合容錯技術、雙備份容錯技術和電磁干擾容錯技術等多重容錯技術，提高了系統的穩定性與可靠性。 4）建立了傳感器的信息融合規則和狀態檢測比對策略，研制了基于規則庫的多傳感器信息融合專家控制系統，從而提高了控制系統的響應效率和容錯可靠性。 5）開發設計了機器人平臺智能型在線取電與不間斷電源管理系統，實現了機器人平臺移動作業的智能充電與自主管理功能。 成果社會效益及應用： 該項目研究以雙ARM為控制核心、基于仿生結構特征的架空線路移動作業機器人平臺。該機器人平臺能夠在自身攜帶的控制系統下穩定可靠地在線路上運行，并能自主跨越線路中的各種障礙（線錘、線夾、跳線等），可以完全取代原有的線路作業方式，完成部分或全部線路作業任務。 該機器人平臺能夠實現跨越安裝于導線上的防震錘、間隔棒、懸垂線夾、修補管等線路設備，具備跨越耐張桿塔功能；控制采用雙ARM為控制核心，提出了一種雙ARM主副熱備份互啟動容錯控制技術；集成了多傳感器信息融合容錯技術、雙備份容錯技術和電磁干擾容錯技術等多重容錯技術，提高了系統的穩定性與可靠性；建立了傳感器的信息融合規則和狀態檢測比對策略，研制了基于規則庫的多傳感器信息融合專家控制系統，從而提高了控制系統的響應效率和容錯可靠性；開發設計了機器人平臺智能型在線取電與不間斷電源管理系統，實現了機器人平臺移動作業的智能充電與自主管理功能。因此具有很好的推廣應用價值。 該成果通過在山東眾域電氣科技有限公司實施，產生了良好的效果，為其他企業提供了可靠的技術平臺和經驗。本成果將進一步擴大其使用范圍，在架空線路檢測與維護作業中發揮更有效的作用。 

一、工業機器人參數要求 采用自主品牌的LGL-604型六自由度工業機器人系統，由機器人本體、機器人控制器、示教單元、輸入輸出信號轉換器和抓取機構組成。（1）機器人本體由六自由度關節組成，固定在型材實訓桌上，具有6個自由度，串聯關節型工業機器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝（2）第1軸工作范圍：≧+170°/-170°，最大旋轉速度≧370°/s，臂展≧198mm，功率≧200W。（3）第2軸工作范圍：≧+110°/-110°，最大旋轉速度≧400°/s，臂展≧141.25mm，功率≧400W。（4）第3軸工作范圍：≧+40°/-220°，最大旋轉速度≧430°/s，臂展≧260mm，功率≧200W。（5）第4軸工作范圍：≧+180°/-180°，最大旋轉速度≧300°/s，臂展≧25mm，功率≧100W。（6）第5軸工作范圍：≧+125°/-125°，最大旋轉速度≧600°/s，臂展≧280mm，功率≧100W。（7）第6軸工作范圍：+360°/-360°，最大旋轉速度≧600，臂展≧86.5mm，功率≧100W。（8）最大臂展：≧600mm（9）有效負載：≧5kg （10）整機重量：≧23.50KG （11）防護等級：≧IP65 （12）重復定位精度：≧±0.05mm 二、實訓臺及相關配件： 1、整個平臺為立式結構，主要框架和工作面采用工業鋁型材搭建，電器柜可以安裝工控機、IO口擴展板、電磁閥安裝位置、變頻器安裝位置、PLC安裝位置，電氣接線部分為抽屜式結構，便于接線，預留擴展區域，便于設備的擴展。工作平臺為可以靈活安裝各功能模塊的導槽式或矩陣螺絲孔式。尺寸：≥1200mm×1000mm×900mm；材料：鋁合金+鋼板；平臺面板為多用途可擴展設 計方式，擴展靈活；采用氣動夾具：最大負載能力：≥3kg；最大抓取范圍：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；帶安裝機架。 2、觸摸屏：≥7英寸；液晶顯示屏分辨率：≥800×480；組態：嵌入式組態；提供與PLC通訊相配套的端口線和工控機連接的端口線。 3、物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金屬材質；數量：≥10個。 4、PLC：集成≥16路輸入和≥16路輸出IO口；內置≥64K大容量的RAM存儲；內置高速處理≥0.065μS/基本指令；控制規模：≥32 I/O點；內置獨立≥3軸100kHz定位功能：提供相關電氣連接線與附屬器件。 5、氣源氣路：采用無油靜音氣泵或集中氣源供氣；配有調壓過濾器、氣路等氣動元件；排氣壓力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。 三、主要功能板塊： 1、分揀搬運：配備圓形、三角形、方形等物料模板；機器人可精準完成各種形狀物料分揀搬運；可擴充配置視覺組件，選配視覺條件下可完成全自動分揀（含顏色、位置、坐標、角度等識別）。 2、碼垛：碼垛是模擬工業場合的自動搬運碼垛功能設計，可以自動記錄碼垛位置和高度，具有重復精度高，自動計算旋轉角度等功能；工業機器人工具盤上安裝了氣動吸盤；包含一個輸送帶，采用步進電機驅動；電機速度可以進行調節；可以實現將模擬物料送到輸送帶上進行定向傳送；具有傳感器能夠檢測模擬物料是否到達指定位置。 3、運動軌跡模塊：TCP練習區主要作為工業機器人的基礎學習環節，能動態直觀的體現出TCP示教的重要性和示教的精度，能夠自由更換示教尖端；可實現TCP標定練習，提供TCP標定用錐形教學塊；可實現基本軌跡編程練習，提供三角形、方形教學軌跡；可實現復雜軌跡編程練習，提供曲線教學軌跡； 4、流水線模塊：流水線應用場景與工廠實際物流情況相似，可進行機器人點位示教編程與調試，可根據學習內容不同而設置不同挑選形式，可根據工件不同采用不同的夾取夾具。 5、立體倉庫：存儲自動裝配工件；倉位數量：≥3列3層9個；倉位承重：≥2Kg；倉位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件種類：≥3種9個；工件模塊包括自動裝配母件、子件等。 6、視覺智能檢測線：主要是配合工業機器人做智能檢測工件角度缺陷及自動對位等以及工業機器人視覺學習開發使用；工業相機，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光譜：彩色； 支持自定義AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工業鏡頭，百萬像素相機； 配套同軸光源，光源大小≥80mm×80mm；準環形光源，直徑≥70mm，照射角度≥90度，帶模擬控制器；配套同軸光源及光源控制器：發光窗口≥50mm*50mm含調光控制電源；機器視覺兼視覺開發環境。 7、快換單元：由4種夾具組成，配合機器人使用作搬運、涂膠、焊接、碼垛等用途。配置快換公頭1個、快換母頭4個、搬運夾具2套、涂膠夾具1套、焊接工具1套、電磁閥3個，并標準固定機構，移動式底板。 8、模擬變位機：變位機夾具可以和工業機器人進行模擬焊接、拋光打磨、噴涂等協同作業；變位機行程≥±45°；氣缸行程≥30mm；自動夾具采用導桿氣缸驅動，配置漫反射光電傳感器。變位機采用行星齒輪減速配套市場主流伺服電機控制。 9、工業機器人末端安裝電磁吸盤，可匹配多種夾具。同時至少配備4種工裝夾具，夾具有專門的工具架安放，每個夾具的負重至少在3kg以上。按照實訓項目的要求可分別配合工業機器人完成物料夾取、軌跡模擬、打磨拋光、寫字繪圖等工作。 10、實驗室智能電源管理系統 實訓室總體智能電源管理系統由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統。投標時現場演示以下10.1-10.4項功能視頻。 主要功能： 10.1上電系統自測 （1）主電路及控制電路上電后對線路系統進行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對地漏電；輸出負載過流的檢測，任一故障存在電源輸出斷開。 （2）故障內容有相應文字顯示。 （3）對故障進行語音報警。 10.2運行檢測保護 （1）輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現將自動跳閘，實施保護。 （2）對故障進行語音報警。 （3）保護閥值可進行現場設置。 10.3漏電功能測試 （1）按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘。 （2）重新進行上電進入自己檢測狀態，文字顯示“開機檢測中....”，無故障情況下，實訓室智能電源管理系統恢復供電。 10.4過壓保護 （1）運行中，出現輸入過壓，實訓室智能電源管理系統將跳閘。 （2）對應的“過壓相”進行文字顯示。 （3）語音播報“線路過壓，請注意”。 10.5過流保護 （1）運行中，三相電源中任一相出現過流，實訓室智能電源管理系統將跳閘。 （2）對應的“過流相”進行文字提示。 （3）語音播報“線路過流，請注意” 10.6漏電保護 （1）運行中，三相中任一相出現漏電，實訓室智能電源管理系統將跳閘。 （2）對“漏電”進行文字顯示。 （3）語音播報“線路漏電，請注意”。 10.7電源監控 （1）可對各相電壓進行數值顯示及曲線顯示，顯示精度±5V （2）可對各相電流進行數值顯示及曲線顯示，顯示精度±0.1A （3）高壓保護電壓設置： ①設置范圍<300V，輸入1A; ②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S （4）欠壓保護電壓設置： ①設置范圍：>154V，輸入單位1V ②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S (5)過流保護電流設置： ①設置范圍：<20A,輸入單位0.01A; ②動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S 四、實訓平臺可完成的實訓項目 （1）工業機器人現場編程與實訓操作 （2）PLC與工業機器人的通訊技術實訓 （3）PLC對工業機器人的電氣集成控制應用 （4）工業機器人模擬軌跡實訓 （5）工業機器人圖形識別實訓 （6）工業機器人搬運與碼垛工藝的應用 （7）工業機器人平焊、立焊、曲面焊接工藝的實訓 （8）工業機器人復雜裝配體的組裝實訓 （9）工業機器人打磨拋光工藝的實訓 （10）工業機器人多用途快換裝置的自由切換和匹配實訓 （11）PLC基本功能實訓（軟硬件結構、基本指令、接線、編程下載等） （12）觸摸屏的編程與應用 （13）氣動控制元件的安裝與調試 （14）機器人末端夾具的結構設計認知； （15）機器視覺檢測以及與工業機器人、PLC的協調控制運用 （16）PLC控制伺服電機驅動小型變位機實訓

一、概述        LG-RMD05型 工業機器人碼垛工作站適用于本科、高職院校機器人相關專業開設的《機器人機械系統》、《機器人控制技術》、《機器人視覺與傳感技術》、《工業機器人應用與編程》、《現場總線技術及其應用》《可編程控制技術》、《電氣及PLC控制技術》等課程。 二、技術性能1、輸入電源：3/N/PE   AC 380V±10%   50Hz；2、工作環境：溫度–10℃～+40℃，相對濕度＜85%（25℃），海拔＜4000m；3、裝置容量：＜3KVA； 4、供氣氣源：配備空壓機一臺，三聯件一套。 5、外形尺寸：2400mm×4000mm×1680mm；6、安全保護：具有漏電壓、漏電流、過載保護裝置，安全符合國家標準。 三、配置及參數 系統主要由 1 臺六軸工業機器人、1 個機器人吸盤夾具、1臺PLC S7-1200 CPU1214、1 個機器人工作臺、1條滾筒輸送線、1個電控裝置等組成，此工位實現搬運，碼垛。工業機器人含國產六軸工業機器人本體；控制柜：獨立控制柜、配套控制器；示教器；實訓模塊：機器人吸盤夾具模塊、滾筒輸送機模塊、棧板碼垛模塊，紙箱搬運放置模塊組成。電氣控制電路板模塊：包含漏電保護器、熔斷器、按鈕、中間繼電器等電氣控制元件。 四、實訓項目1、工業機器人實訓(1) 工業機器人的分類及應用;(2) 工業機器人的組成;(3) 工業機器人的坐標系;(4) 工業機器人的基本規格;(5) 工業機器人工作空間;(6) 工業機器人電氣控制柜;(7) 示教器基本功能與操作;(8) 工業機器人操作安全注意事項;(9) 手動操作工業機器人;(10) 工業機器人的手動運行界面;(11) 工業機器人的基本操作;(12) 碼垛機器人的編程與操作;(13) 碼垛機器人工作流程;(14) 碼垛機器人搬運工藝分析;(15) 碼垛運動規劃和示教前的準備;(16) 碼垛示教編程;(17) 工業機器人操作能力、保養能力；(18) 工業機器人初、中級編程。2、工業控制實訓(1) 工裝夾具設計能力、虛擬仿真等實戰能力；(2) 氣動手爪的控制；(3) 氣動、電氣（包含傳感器）、機電綜合運用能力；(4) 機器人高級編程（變位機通信）、碼垛工藝、整體工作站集成等能力；(5) 碼垛搬運的機械傳動與調試。3、碼垛實訓(1) 工業控制PLC編程；(2) 碼垛搬運的自動化控制；(3) 碼垛工業機器人的控制。

               LG-IRF06型工業機器人分揀實訓平臺由鋁合金導軌式實訓臺、典型的機電一體化設備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產設備實訓模塊、接線端子排和各種傳感器、計算機等組成。整體結構采用開放式和拆裝式，實訓裝置用于機械部件組裝，可根據現有的機械部件組裝生產設備，也可添加機械部件組裝其他生產設備，使整個裝置能夠靈活的按教學或競賽要求組裝具有生產功能的機電一體化設備。模塊采用標準結構和抽屜式模塊放置架，互換性強；按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設備需完全符合電工電子全國職業技能大賽所要求，同時還要求具有可拓展功能，可以組成更加大型的生產模擬系統，以配合各個用戶學校不同層次，不同專業的教學及培訓要求。一、技術參數1、交流電源：三相五線 AC 380V±10%  50 Hz。2、溫度：-10～40 ℃；環境濕度：≤90%（25℃）。3、安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。二、設備結構1、實訓裝置臺架為鋁合金導軌式，實訓考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子牌連接電路相結合，既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。2、鋁合金導軌式實訓臺：可以安裝送料機構、工業機器人、傳輸分揀機構、實訓模塊及PLC主機等可以放置在拉出式的支架上。3、觸摸屏：MCGS7022EX,模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鐵質噴塑板。4、PLC模塊及變頻器模塊：三菱FX3U-32MR；變頻器：FR-D720S 0、4KW；模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。5、電源模塊：三相電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，熔斷器3只，單相電源插座2個，安全插座5個。6、按鈕模塊：24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只。7、一體化接線排：接線排殼體上兩側相對設置有一初級接線區（接線端子）和一次級接線區（安全插座）；接線端子與對應的安全插座通過導電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設有固定用的螺孔，可以固定在實訓桌上。8、螺旋上料機構：工件庫1件，物料推出機構1件，接近開關1只，減速電機1只，主要完成將工件庫中的工件依次推出。9、工業機器人本體         采用六自由度工業機器人系統，由機器人本體、機器人控制器、示教單元、輸入輸出信號轉換器和抓取機構組成。 （1）機器人本體由六自由度關節組成，固定在型材實訓桌上，具有6個自由度，串聯關節型工業機器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝（2）第1軸工作范圍：≧+170°/-170°，最大旋轉速度≧370°/s，臂展≧198mm，功率≧200W。（3）第2軸工作范圍：≧+110°/-110°，最大旋轉速度≧400°/s，臂展≧141.25mm，功率≧400W。（4）第3軸工作范圍：≧+40°/-220°，最大旋轉速度≧430°/s，臂展≧260mm，功率≧200W。（5）第4軸工作范圍：≧+180°/-180°，最大旋轉速度≧300°/s，臂展≧25mm，功率≧100W。（6）第5軸工作范圍：≧+125°/-125°，最大旋轉速度≧600°/s，臂展≧280mm，功率≧100W。（7）第6軸工作范圍：+360°/-360°，最大旋轉速度≧600，臂展≧86.5mm，功率≧100W。（8）最大臂展：≧600mm（9）有效負載：≧5kg （10）整機重量：≧23.50KG （11）防護等級：≧IP65 （12）重復定位精度：≧±0.05mm 10、物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機驅動，在傳送帶端點處設計有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個出料槽，對應位置有電感傳感器、光纖傳感器等，同時正對料槽位置裝有推料氣缸，共計三個氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMC。 三、配置清單 序號 名稱 主要元件或型號、規格 數量 1 實訓桌 1190×800×840 mm桌臺采用的是30*60的鋁型材 1張 2 觸摸屏模塊 昆侖通態7022EX 1塊 3 PLC實訓模塊 三菱FX3U-32MR 1塊 4 變頻器模塊 三菱FR-D720S 0.4KW 1塊 5 電源模塊 三相電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，單相電源插座2個； 1塊 6 按鈕模塊 24 V/6 A兩組5V/6 A一組；急停按鈕1只，轉換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只； 1套 7 物料傳送機部件 三相交流減速電機（AC380V/AC220V，輸出轉速130r/min）1臺，送料盤1個，光電開關1只； 1套 8 工業機器人 國產6軸、3公斤 1套 9 皮帶輸送機部件 三相減速電機（380 V，輸出轉速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條； 1套 10 物件分揀部件 單出桿氣缸3只，金屬傳感器1只，光傳感器2只，磁性開關3只，物件導槽3個，單控電磁換向閥3只 1套 11 接線端子模塊 接線端子和安全插座 1塊 12 物料 金屬2個，尼龍黑白各2個 6個 13 安全插線 　 1套 14 氣管 Φ4\Φ6，氣管為藍色，每臺配有足量氣管 1套 15 PLC編程線纜 　 1條 16 觸摸屏與計算機通信線 　 1條 17 觸摸屏與PLC通信線 　 1條 18 配套工具 　 1套 19 產品配套U盤 　 1套 20 靜音空氣壓縮機 0Mpa-0.8Mpa，氣泵噪音≦65分貝，符合國家標準 整個教室一套 21 三相電機 180W 1臺 四、部分實訓項目1、氣動系統的安裝與調試（1）氣動方向控制回路的安裝。   （2）氣動速度控制回路的安裝。（3）氣動順序控制回路的安裝。     （4）氣動機械手的安裝。（5）氣動系統氣路的連接。       （6）磁性開關的位置調整。（7）氣動系統調試。        （8）擺動控制回路的安裝。2、變頻器的安裝與調試（1）變頻器與交流電機主電路的連接。 （2）變頻器面板的參數設置與操作。（3）變頻器面板控制交流電機調速。（4）通過變頻器外部端子控制電機啟停。3、機電設備的安裝與調試（1）傳動裝置同軸度的調整。    （2）皮帶輸送機的安裝與調整。（3）搬運機械手設備安裝與調試。  （4）物件分揀設備的安裝與調試。（5）送料設備的安裝與調試。  （6）自動生產線設備安裝與調試。4、電氣控制電路的安裝與PLC編程（1）電動機正反轉控制電路的連接與程序編寫。（2）電動機調速控制電路的連接與程序編寫。（3）皮帶輸送檢測程序編寫。          （4）氣動順序動作控制程序編寫。（5）氣動機械手控制程序編寫。        （6）機電一體化設備控制程序編寫。（7）自動生產線控制程序編寫。5、自動控制系統的安裝與調試（1）多種傳感器的安裝與調試。     （2）皮帶輸送檢測的自動控制。（3）機械手的自動控制。       （4）機電一體化的自動控制。（5）PLC控制系統的安裝與調試。    （6）自動生產線的安裝與調試。6、觸摸屏基本控制及設置（1）觸摸屏的接線和基本參數設置。（2）基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習。（3）PLC、觸摸屏與變頻器通信控制。7、可用于考核或技能競賽，可考察的職業能力（1）機械構件的裝配與調整能力。         （2）機電設備的安裝與調試能力。（3）電路安裝能力。          （4）氣動系統的安裝與調試能力。（5）機電一體化設備的控制程序的編寫能力。 （6）自動控制系統的安裝與調試能力。 8、四軸機械手實訓 （1）工業機器人現場編程與實訓操作 （2）PLC與工業機器人的通訊技術實訓 （3）PLC對工業機器人的電氣集成控制應用 （4）工業機器人搬運工藝的應用 （5）傳送帶和機器人協作控制的實訓

針對高粉塵、強腐蝕、易結疤的惡劣工業環境，研究具有防塵、抗腐蝕、防結疤功能的機器人機構，并基于光機電一體化技術和機器視覺技術實現對顆粒物料進行自動取樣和非接觸動態在線檢測，降低技術人員在惡劣環境下工作的時間長度，同時提高粒度檢測的準確性和穩定性。  工作流程： （1）機械臂取料：從生產線上進行取樣； （2）物料傳送：對采集樣本進行打散、干燥、運輸； （3）粒度檢測：基于機器視覺實現樣本的非接觸檢測 （4）返還樣本：將檢測后的樣本返還至生產線； 性能指標： （1）總體重量: 1000 kg； （2）取樣行程: 1~2 m； 取樣速度: 2-5 kg/min; 工作時間：24 h/天； （4）檢測范圍：直徑 0.5-25 mm （5）重復精度：<2%  主要特點與功能： （1）采用仿生外骨骼、驅動器遠置、自清潔機構實現機器人的防塵、防結疤； （2）通過雙CCD提高檢測精度與速度； （3）基于視覺伺服實現采樣和檢測速度的自動控制； （4）建立粒度檢測數據庫，實現檢測結果的實現顯示和歷史數據的遠程查詢；（5）實時數據與生產控制DCS系統連接，將檢測數據用于生產造粒參數控制      

隨著社會經濟的發展，醫院、車站、機場等大型場所的規模和數量不斷擴大，其保安巡邏 自動化需求將日趨迫切。目前依賴于人力巡邏或CCD定位監控已不能滿足夜間保安的要求， 采用保安巡邏機器人實行定時、定點監控巡邏與不間斷流動巡邏結合將是目前最佳的解決方 案。 為了實現保安巡邏的各項功能，使系統在總體性能上滿足實時性、可靠性和方便性的要 求。遠程操作計算機遠離移動機器人的工作現場，操作者通過這臺計算機實現對機器人的遠程 操作控制，其實現的功能有：網絡通信、視頻的解壓縮和顯示、非視覺傳感器信息的可視化顯 示、移動機器人工作狀態的顯示和接收操作者通過控制設備對移動機器人下達的控制命令。 移動機器人平臺由移動機器人信息處理及操作系統、道路識別系統、視頻采集系統、非視 覺傳感器信息采集系統和伺服驅動系統組成，其中移動機器人上位機系統實現的功能有：網絡 通信、視頻信息壓縮、視頻信息識別、非視覺傳感器信息的處理、移動機器人的運動規劃和運 動控制。本項目創新點如下： (1) 基于區域矢量化道路識別 對車道線進行區域矢量化，并對獲取的車道線進行數學分析及建模，用以后續的自動導航 控制。 (2) 基于多信息融合的自動導航 本巡邏機器人自動導航系統采用多信息融合，結合視覺信息和GPS定位。視覺信息用來識 別車道線進行導航，而GPS可以提供必要的導航信息，對視覺信息的不足進行補充。 (3) 巡邏機器人組網及遠程控制 巡邏機器人控制系統接入無線網絡，可以通過控制端PC對機器人發送指令，使其按所發 送的指令自動到達指定站點。機器人之間應該也能夠互相通信，這樣才能夠及時的避免沖撞以 及交換信息。

華南理工大學焊接裝備團隊經過多年艱苦努力，成功開發出面向復雜水下空間環境的機器人水下焊接制造系統，在水下機器人移動平臺、水下機器人焊接電源、潛水送絲裝置、微型排水裝置、水下視覺檢測、工藝過程計算模擬、質量評價等關鍵核心技術取得了突破。研制的機器人水下焊接系統已在中廣核等進行示范應用，可應用于強核輻射環境水下焊接與在役修復，水下焊接制造過程穩定，焊縫成形美觀，焊接接頭質量優良。通過產學研用合作，部分核心技術已在國內焊接設備上市公司等進行技術轉化。 相關研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發明42件），軟件著作權登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術之一（第28項）進行了重點報道，人民網、新華網、中國新聞網等主流媒體都做了相關報道。 黨中央、國務院高度重視海洋經濟發展，作出了建設海洋強國的重大戰略部署。機器人水下焊接制造技術不僅可以滿足海洋資源開發裝備現場制造、在役修復的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權裝備在惡劣環境下的自動化維保能力，也能夠應用于核電站強核輻射環境應急事故緊急修復處理。水下機器人焊接制造技術是科技日報重點報道的35項卡脖子技術之一。總體技術方案電站現場機器人水下焊接實驗知識產權類型:發明專利技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

發明專利CN201610351466.5

圍繞以機器人代替巡視人員完成室外變電站設備日常檢查的巡檢工作新模 式，重點突破巡檢機器人的自主導航、半自主導航、網絡環境下的人機交互控制、 非接觸式設備檢測等關鍵技術，研制變電站巡檢機器人系統，完成集成演示并實 現示范應用，引領特種智能機器人技術發展，為少人值班、無人值班變電站的安 全運行提供技術保障。技術關鍵1） 巡檢機器人的定位、導航算法、巡檢機器人的定位：導航算法是巡檢機器人實現自主運動的核心技術，可提 高機器人的智能。2） 自動返回充電技術：自動返回充電技術是提高機器人工作效率，保證其自主工作的關鍵。3） 網絡環境下的機器人遙控技術 應用前景：：隨著國民經濟的快速發展，我國超高壓、高壓變電站的數量還將在相當長的 一段時間內保持快速增長。變電站對變電站巡檢機器人的需求量將不斷增大，推 廣應用前景更廣闊。變電站巡檢機器人目前在500KV變電站已有推廣應用，隨 著變電站巡檢機器人性能提高、功能完善、價格下降，有望進一步擴大在500KV 及以下變電站推廣應用。

圍繞以機器人代替巡視人員完成室外變電站設備日常檢查的巡檢工作新模 式，重點突破巡檢機器人的自主導航、半自主導航、網絡環境下的人機交互控制、 非接觸式設備檢測等關鍵技術，研制變電站巡檢機器人系統，完成集成演示并實 現示范應用，引領特種智能機器人技術發展，為少人值班、無人值班變電站的安 全運行提供技術保障。 技術關鍵 1） 巡檢機器人的定位、導航算法 巡檢機器人的定位、導航算法是巡檢機器人實現自主運動的核心技術，可提 高機器人的智能。 2） 自動返回充電技術自動返回充電技術是提高機器人工作效率，保證其自主工作的關鍵。 3） 網絡環境下的機器人遙控技術 應用前景： 隨著國民經濟的快速發展，我國超高壓、高壓變電站的數量還將在相當長的 一段時間內保持快速增長。變電站對變電站巡檢機器人的需求量將不斷增大，推 廣應用前景更廣闊。變電站巡檢機器人目前在500KV變電站已有推廣應用，隨 著變電站巡檢機器人性能提高、功能完善、價格下降，有望進一步擴大在500KV 及以下變電站推廣應用。市場及經濟效益分析： 預期經濟、社會效益： 在無人值班變電站中，用機器人代替人工進行日常的設備巡視，可以大大提 高變電站運行的自動化水平，達到減人增效的目的，具有顯著的經濟效益。以nokv的無人值班變電站為例，從定量的數據進行分析。根據重慶市電力 公司《變電站運行管理規范》的規定，無人值班變電站操作隊原則上實行三班 人員一班制，其所轄llOkV變電站為5-7個時，每班至少應配備6人，其中值班 員不少于3人，以人均薪酬3萬元/年計算，一年的人工薪酬至少54 (3X6X3) 萬元，操作隊工作用車的路油費約3萬元/年，其它辦公耗材等費用約1萬元/年， 共58萬元/年，平均下來，一個llOkV變電站基本費用(此處主要是計算操作隊費 用，不包括設備調試、檢修等其它生產費用)為8. 3?11. 6萬元/年。根據其主要 配置的不同，變電站巡檢機器人的成本價也有所不同，大約在50萬元左右，因 此，在llOkV無人值班變電站應用自動巡檢機器人代替人工進行設備巡視可在 4?6年內收回成本。同樣計算，若是在220kV及以上變電站應用自動巡檢機器人 代替人工，可望在4年內收回成本。此后，只需花費相對較少的費用對機器人進 行日常維護即可，與目前采用的人工巡視方式相比較而言，具有一次投資長期受 益的明顯優勢和經濟效益。社會效益 采用變電站巡檢機器人代替人員對設備進行巡視，可以提高巡檢作業的水平, 提高工作效率和質量，幫助工作人員實時掌握變電站情況，及時發現潛在事故苗 頭，避免事故，提高變電站安全運行水平；降低了巡檢作業的危險，確保人生安 全和身體健康，保證了變電站的安全生 產。