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項目成果/簡介: 經(jīng)過多年的努力，國內(nèi)AUV研究已取得長足進展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等問題，難以應對復雜海底環(huán)境，不能滿足我們對高效率作業(yè)和長期自主性的迫切需求。為解決上述關鍵問題，中國海洋大學致力于研發(fā)面向長航程深海觀測任務的具有數(shù)據(jù)驅(qū)動能力的新一代AUV系統(tǒng)。在結合自主導航系統(tǒng)精確定位與高性能的運動控制基礎上，根據(jù)AUV調(diào)查任務需求，通過對海量高維觀測數(shù)據(jù)的關鍵特征實行快速分析，賦予AUV系統(tǒng)對航行路徑的智能決策能力，極大提升了海洋調(diào)查任務實施的質(zhì)量與效率。 “旗魚”系列AUV是具備高智能性、自主性、靈活性的自主式水下機器人，在海洋科學研究、資源調(diào)查、應急搜救等民用領域，以及情報偵測、探雷滅雷、戰(zhàn)場支援等軍事領域發(fā)揮著關鍵作用。旗魚系列AUV具備如下優(yōu)點： （1）易操作，具有圖形化的任務界面使得任務規(guī)劃過程簡單快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配備專用布放回收吊鉤，用戶可以使用簡易回收桿手動使?jié)撈髋c母船吊放機構建立連接； （3）大航程，可選高配置電池艙，續(xù)航力可增加50%； （4）高航速，水動力學優(yōu)化設計，航速最高可達5節(jié)； （5）高可靠性，聲學跟蹤功能、AUV纏繞物切斷與自主擺脫、冗余自救設計、硬件軟件設計和測試等，確保系統(tǒng)高可靠性； （6）模塊化設計，系統(tǒng)包含基本配置與用戶自定義配置，可根據(jù)任務要求更換模塊化任務艙段。項目階段:小試、中試階段效益分析:民用市場：未來5年，AUV年需求量5~10倍的增長，集中在海洋漁業(yè)、港口安防、近海能源設施無人值守、海洋工程服務、海洋觀測網(wǎng)等。軍用市場：隨著新式作戰(zhàn)模式的確立，將有爆發(fā)時發(fā)展，未來海上戰(zhàn)爭逐漸走向無人化，各種海洋機器人武器系統(tǒng)將大量裝備。潛在合作單位：青島澎湃海洋探索技術有限公司、青島海力旭機電科技有限公司、青島華通軍工投資有限公司、杭州騰海科技有限公司等。知識產(chǎn)權類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權知識產(chǎn)權編號:ZL200810237864.X 201510789501.7技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內(nèi)領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

經(jīng)過多年的努力，國內(nèi)AUV研究已取得長足進展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等問題，難以應對復雜海底環(huán)境，不能滿足我們對高效率作業(yè)和長期自主性的迫切需求。為解決上述關鍵問題，中國海洋大學致力于研發(fā)面向長航程深海觀測任務的具有數(shù)據(jù)驅(qū)動能力的新一代AUV系統(tǒng)。在結合自主導航系統(tǒng)精確定位與高性能的運動控制基礎上，根據(jù)AUV調(diào)查任務需求，通過對海量高維觀測數(shù)據(jù)的關鍵特征實行快速分析，賦予AUV系統(tǒng)對航行路徑的智能決策能力，極大提升了海洋調(diào)查任務實施的質(zhì)量與效率。 “旗魚”系列AUV是具備高智能性、自主性、靈活性的自主式水下機器人，在海洋科學研究、資源調(diào)查、應急搜救等民用領域，以及情報偵測、探雷滅雷、戰(zhàn)場支援等軍事領域發(fā)揮著關鍵作用。旗魚系列AUV具備如下優(yōu)點： （1）易操作，具有圖形化的任務界面使得任務規(guī)劃過程簡單快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配備專用布放回收吊鉤，用戶可以使用簡易回收桿手動使?jié)撈髋c母船吊放機構建立連接； （3）大航程，可選高配置電池艙，續(xù)航力可增加50%； （4）高航速，水動力學優(yōu)化設計，航速最高可達5節(jié)； （5）高可靠性，聲學跟蹤功能、AUV纏繞物切斷與自主擺脫、冗余自救設計、硬件軟件設計和測試等，確保系統(tǒng)高可靠性； （6）模塊化設計，系統(tǒng)包含基本配置與用戶自定義配置，可根據(jù)任務要求更換模塊化任務艙段。

成果介紹機器人關節(jié)驅(qū)動方式主要有氣動、電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動三種。其中，液壓驅(qū)動具有功率密度高的特點。近年來，隨著電液伺服技術的發(fā)展，電液驅(qū)動裝置逐漸向著高壓化、微型化方向發(fā)展，越來越多地 應用于機器人中，較為著名的有美國波士頓動力公司開發(fā)的機器人系列，但目前旋轉(zhuǎn)電液驅(qū)動關節(jié)還沒有實現(xiàn)商業(yè)化。技術創(chuàng)新點及參數(shù)以7075-T651系鋁合金為主體材料，總質(zhì)量約為1.5kg、容積約為62ml；額定壓強為10MPa。在額定壓強下，輸出扭矩可達75N·m，工作帶寬5.6Hz（能夠滿足一般足式機器人的步行要求）；密封良好，無外泄漏。采用該驅(qū)動關節(jié)研制了兩足步行樣機，實驗結果表明，關節(jié)跟蹤精度高、運動平穩(wěn)，能夠滿足機器人關節(jié)驅(qū)動要求

包含：2.1內(nèi)空插座，DIP14IC插座，74LS04，74LS08，74LS32，直插式色環(huán)電阻，高亮¢5mm紅色發(fā)光二極管，高亮¢5mm綠色發(fā)光二極管，K2A46臺階插座等。教學功能：完成邏輯關系的概念的引入、三人表決器的原理講解和對數(shù)字電路的簡單設計。教學應用：1、利用此示教板在講解邏輯門時作案例，引入邏輯關系這個概念。2、利用此示教板對三人表決器的原理講解。3、通過對如何設計三人表決器的講解，來歸納利用集成電路對數(shù)字電路進行簡單的設計的方法。

焊接機器人實訓考核工作站是按照教育部1+X焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級證書中的試點、考核站點標準要求，研發(fā)設計的多功能智能焊接工作站，工作站符合相關建設標準和具有自主知識產(chǎn)權。 WR-KH01型焊接機器人編程與維護實訓考核工作站為初級工作站，主要由焊接機器人單元、焊接電源單元、焊槍單元、周邊設備單元(柔性工作臺)、安全防護單元、焊接任務單元、離線編程單元、教學資源單元、考評系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成一套的智能焊接實訓考核工作站。每個單元由多個模塊組成，實操與離線仿真結合面涵蓋機器人焊接工藝方法和實際應用案例。能根據(jù)任務要求，完成焊接機器人系統(tǒng)的選型、配置;完成系統(tǒng)安裝調(diào)試，編程操作;根據(jù)維護手冊完成設備維護保養(yǎng)。 實訓考核工作站遵循全功能化、全模塊化、全信息化、近工業(yè)化的智能焊接機器人系統(tǒng)，主要用干教育部1+X焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級的師資培訓，考評員培訓，1+X職能技能等級證書取證的實操培訓與考評;同時也可進行工業(yè)機器人基礎培訓，應用培訓技能訓練技能競賽等，話合中職，高職應用型本科院校1+X證書的培訓老評以及相關專業(yè)課程的實訓教學，適合社培機構技能人才培養(yǎng)培訓。

焊接機器人實訓考核工作站是按照教育部1+X焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級證書中的試點、考核站點標準要求，研發(fā)設計的多功能智能焊接工作站，工作站符合相關建設標準和具有自主知識產(chǎn)權。WR-KH02型焊接機器人編程與維護實訓考核工作站為中級工作站，主要由焊接機器人單元，焊接電源單元、焊槍單元，周邊設備單元(伺服變位機)、智能焊接機技術、安全防護單元、焊接任務單元、離線編程單元、教學資源單元 考評系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成一套的智能焊接實訓考核工作站。每個單元由多個模塊組成，實操與離線仿真結合面涵蓋機器人焊接工藝方法和實際應用案例。能按任務要求，完成焊接機器人系統(tǒng)的離線編程、高級編程、外部軸添加、工藝調(diào)控、焊縫檢測、設備聯(lián)調(diào)及根據(jù)維護手冊完成設備故障預判處理和故障處理。實訓考核工作站遵循全功能化、全模塊化、全信息化、近工業(yè)化的智能焊接機器人系統(tǒng)，主要用干教育部1+X焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級的師資培訓，考評員培訓，1+X職能技能等級證書取證的實操培訓與考評;同時也可進行工業(yè)機器人基礎培訓，應用培訓技能訓練技能競賽等，話合中職，高職應用型本科院校1+X證書的培訓老評以及相關專業(yè)課程的實訓教學，適合社培機構技能人才培養(yǎng)培訓。

       設備名稱：集裝箱自動焊接及物流車箱門板焊接生產(chǎn)線       設備簡介：集裝箱自動焊接該線由門板組裝點焊臺、門板左右瓦楞自動焊接工位（兩套）、門板上下橫焊焊接工位（一套）組成；各工位通過輸送滾輪組及自動控制系統(tǒng)，自動完成門板各條焊縫的焊接及工位轉(zhuǎn)換；實現(xiàn)全線一人操控及管理；門板上四條焊縫屬兩種焊縫結構，故采用兩種跟蹤及焊接模式進行施工；該系統(tǒng)已大量用于集裝箱及物流車箱生產(chǎn)行業(yè)，是相關行業(yè)工業(yè)自動化升級改造的裝備； 可焊接平板對接、圓形筒體對接、方形筒體對接、可用于防盜門、鋼帶、無塔供水設備、淋水器、增壓罐、儲氣罐的直縫拼板對接的直縫自動焊；可焊碳鋼、不銹鋼、鈦合金、鋁合金等材質(zhì)。       設備參數(shù)：跟蹤精度：0.05mm；有效行程：1800mm；跟蹤模式：激光跟蹤動；可接受定制化設計及生產(chǎn)。

項目概況    該項技術為焊接材料（包括焊條、焊絲、焊劑）制造企業(yè)提供生產(chǎn)關鍵技術、原輔材料定點采購，并配合設備生產(chǎn)線的選型、設計制造，為焊材生產(chǎn)提供技術服務，也可根據(jù)工程使用要求研制特種焊材。 本項目處于國內(nèi)先進水平，擁有核心技術。 主要特點 普通傳統(tǒng)焊條產(chǎn)品，以國內(nèi)品牌制造廠商的產(chǎn)品焊接工藝性能為比照對象，重點對碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅合金焊接用焊條，通過藥皮配方優(yōu)化設計，控制其熔滴過渡類型，在具有優(yōu)異的力學性能基礎上，使其具備最佳工藝性能，產(chǎn)品具有高的性價比，能顯著增強產(chǎn)品的市場競爭力。燒結焊劑在消化瑞士奧林康公司產(chǎn)品基礎上，立足國內(nèi)原輔材料開發(fā)出氟堿型、硅鈣型、鋁鈦型等各種堿度燒結焊劑，高堿度不銹鋼專用焊劑產(chǎn)品、藥芯焊絲主要針對鈦型藥粉配方進行優(yōu)化設計。 根據(jù)各種工況使用條件，研制特種焊接焊條、焊絲、燒結焊劑產(chǎn)品，目前在堆焊及新型材料配套焊材方面已開發(fā)了焊條、燒結焊劑多個品種，能夠很好地滿足各種耐磨、耐蝕、高溫等嚴酷條件的使用要求。 燒結焊劑生產(chǎn)工藝設計，生產(chǎn)設備的選型、設計制造，實現(xiàn)從原材料到最終產(chǎn)品的一條龍服務。技術指標 研制的產(chǎn)品在滿足國際國內(nèi)標準要求的前提下，各種技術指標達到國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進水平，特種焊材達到國外同類產(chǎn)品的先進技術指標。市場前景 目前國內(nèi)焊材市場競爭十分激烈，而競爭的焦點即是產(chǎn)品的性價比，同時各種高端焊材產(chǎn)品又在很大程度上依賴于國外進口。充分立足本國的資源進行傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級改造、高端特種焊材的國產(chǎn)化研制，有很大的前景。目前已與幾家焊材企業(yè)開展過合作，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

成 果 簡 介 磁脈沖焊接技術的焊接過程很短，瞬間（30 ～ 100μs）即可完成，且無污染；可使金屬材料和非金屬材料進行連接或焊接；一般可在常溫（即冷態(tài)）下進行，且焊接過程無明顯的升溫，無明顯熱影  響區(qū)，焊接接頭強度接近于母材；比爆炸焊安全，且簡單易行；能量易精確控制，重復性好，故容易   實現(xiàn)機械化和自動化。此磁脈沖焊接工裝簡單，無須傳壓介質(zhì)，不損傷零件表面，加工能量可參數(shù)化 控制， 能實現(xiàn)零件的精密連接裝配的優(yōu)勢。在航空、航天及軍事工業(yè)中，已部分或全部用來代替鉚接   或焊接， 成果和效果是顯著的。該方法不但能焊接 Al、Cu 及其合金, 而且還可以焊接如低碳鋼、不銹鋼、Ti 及其合金等的同種和異種金屬，還可焊接金屬與非金屬。