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本發(fā)明公開(kāi)了一種基于六維力傳感器和雙目視覺(jué)的機(jī)器人打磨裝置及打磨方法，打磨裝置包括機(jī)械臂、傳感器固定座、六維力傳感器、工業(yè)相機(jī)、柔性連接件、電機(jī)固定座、打磨電機(jī)和雙軸加速度傳感器；六維力傳感器通過(guò)傳感器固定座與機(jī)械臂的末端關(guān)節(jié)固定連接；六維力傳感器通過(guò)柔性連接件與電機(jī)固定座柔性連接，打磨電機(jī)安裝在電機(jī)固定座上；工業(yè)相機(jī)對(duì)稱設(shè)在柔性連接件的兩側(cè)；雙軸加速度傳感器分別設(shè)在機(jī)械臂的末端關(guān)節(jié)和打磨電機(jī)上。打磨方法包括步驟1，深度點(diǎn)云圖生成；步驟2，打磨時(shí)機(jī)控制；步驟3，PI控制打磨和步驟4，機(jī)械臂位置補(bǔ)償。本發(fā)明簡(jiǎn)單穩(wěn)定，易于控制，打磨效果好，效率高；同時(shí)，還能補(bǔ)償打磨過(guò)程中的位置偏移，提高加工質(zhì)量。

工業(yè)機(jī)器人定位精度是機(jī)器人技術(shù)研究的關(guān)鍵問(wèn)題，直接影響到機(jī)器人的作業(yè)精度和應(yīng)用水平。本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差測(cè)量中的關(guān)鍵問(wèn)題，原創(chuàng)性的將級(jí)聯(lián)棱鏡多模式跟蹤方法引入機(jī)器人動(dòng)態(tài)測(cè)量中，結(jié)合單站雙視場(chǎng)三維重建方案，不僅可以實(shí)現(xiàn)粗精順序跟蹤、時(shí)變跟蹤和連續(xù)跟蹤等動(dòng)態(tài)測(cè)量要求，而且能夠產(chǎn)生直線形和圓弧形等多種跟蹤樣式，同時(shí)滿足大視場(chǎng)、高分辨率成像和大范圍、高精度定向的動(dòng)態(tài)多自由度測(cè)量要求。研究?jī)?nèi)容包括：建立級(jí)聯(lián)棱鏡粗精耦合跟蹤和雙視場(chǎng)成像聯(lián)控的測(cè)量方案和數(shù)學(xué)模型；研究粗精跟蹤和雙視場(chǎng)成像的參數(shù)匹配、模式轉(zhuǎn)換、測(cè)量信息提取與圖像處理方法；根據(jù)測(cè)量要求，建立機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差測(cè)量的理論模型、誤差模型和實(shí)驗(yàn)方案，并實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)的精確標(biāo)定；通過(guò)機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，為機(jī)器人誤差測(cè)量提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行評(píng)定。本項(xiàng)目提出的單站多模式跟蹤測(cè)量方法具有獨(dú)創(chuàng)性和可行性，旨在攻克激光多模式跟蹤機(jī)器人誤差測(cè)量系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題，開(kāi)展測(cè)量系統(tǒng)的原理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用示范研究，有望為機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差測(cè)量提供全新的解決途徑，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。 近二三十年來(lái)，激光跟蹤技術(shù)發(fā)展迅速，在機(jī)器人測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。據(jù)ElectroniCastConsultants發(fā)布的市場(chǎng)研究報(bào)告，對(duì)光電跟蹤行業(yè)的全球消費(fèi)量進(jìn)行了調(diào)查分析。2010年，光電跟蹤設(shè)備的全球消費(fèi)價(jià)值為5.95億美元，預(yù)計(jì)未來(lái)五年該行業(yè)的消費(fèi)價(jià)值將以9.83％的平均年增長(zhǎng)率在成長(zhǎng)，2016年將達(dá)到9.51億美元，約合人民幣58.96億元。本項(xiàng)目提出的測(cè)量系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)緊湊、準(zhǔn)確性高、速度快、偏轉(zhuǎn)角度大、動(dòng)態(tài)性能好、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種頗具潛力的測(cè)量新技術(shù)，可以廣泛用機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差測(cè)量領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 根據(jù)“中國(guó)制造2025”規(guī)劃，我國(guó)需要努力提升高端裝備的自主創(chuàng)新研發(fā)能力，而測(cè)量技術(shù)是高端裝備制造的重要保證。目前，我國(guó)高端光學(xué)測(cè)量設(shè)備主要依賴進(jìn)口，不僅價(jià)格昂貴，而且國(guó)外對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)嚴(yán)密封鎖。國(guó)外每臺(tái)激光跟蹤儀的售價(jià)高達(dá)百萬(wàn)元，嚴(yán)重制約一些我國(guó)中小心型企業(yè)的購(gòu)買。因此本項(xiàng)目研發(fā)的產(chǎn)品不僅在國(guó)內(nèi)存在巨大的市場(chǎng)空間和發(fā)展?jié)摿Γ梢酝苿?dòng)先進(jìn)裝備制造的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，對(duì)促進(jìn)我國(guó)自主創(chuàng)新具有重要的戰(zhàn)略意義。項(xiàng)目研發(fā)中的創(chuàng)新技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平，將極大提升機(jī)器人作業(yè)的技術(shù)含量。合作單位江陰納爾捷機(jī)器人技術(shù)有限公司是專業(yè)從事機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟第一屆理事單位，具有雄厚的科研和技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)力。該項(xiàng)目在研究實(shí)驗(yàn)階段，就可以將成果應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中；項(xiàng)目完成后除了該公司以外，研究成果還可以應(yīng)用到其他自動(dòng)化機(jī)器人裝備企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中。尤其通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，將會(huì)極大的提升產(chǎn)品的科技含量并縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提前實(shí)現(xiàn)批量化市場(chǎng)銷售，有望為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:項(xiàng)目針對(duì)術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后全周期的 MIS-TKA 機(jī)器人綜合解決方案，突破柔順 7 自由度機(jī)械臂與精細(xì)操作 2 自由度末端執(zhí)行器，個(gè)性化虛擬導(dǎo)板以及安全手術(shù)操控技術(shù)，基于圖像配準(zhǔn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，術(shù)中下肢力線定量檢測(cè)與修正、以及個(gè)性化術(shù)后評(píng)估技術(shù)；研制出具有術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中導(dǎo)航與機(jī)器人操控、術(shù)后評(píng)估、以及安全保障的專科型 MIS-TKA 機(jī)器人樣機(jī)系統(tǒng)，建立 MIS-TKA 機(jī)器人手術(shù)流程規(guī)范與安全、有效性評(píng)估體系。項(xiàng)目階段:已成功研制出脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，并開(kāi)展臨床試驗(yàn)效益分析:膝關(guān)節(jié)損傷是骨科學(xué)的主要組成部分，且由于其周圍毗鄰重要神經(jīng)、血管，不恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)操作往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。微創(chuàng)全膝關(guān)節(jié)置換技術(shù)手術(shù)創(chuàng)傷小，術(shù)后恢復(fù)快，深受患者好評(píng)。但該技術(shù)嚴(yán)重限制 了手術(shù)切口，手術(shù)視野小、操作空間窄、骨性標(biāo)志顯露差對(duì)醫(yī)生提出了更高的要求。本項(xiàng)目從微創(chuàng)全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)外科臨床出發(fā)，針對(duì)術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后三個(gè)階段提出智能化、機(jī)器人化手術(shù)方案，將微創(chuàng)精準(zhǔn) TKA 手術(shù)提升到智能化水平，推動(dòng) TKA 機(jī)器人手術(shù)技術(shù)、TKA導(dǎo)航技術(shù)、TKA 術(shù)前規(guī)劃和術(shù)后評(píng)估技術(shù)、以及智能化手術(shù)系統(tǒng)集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為后續(xù)臨床驗(yàn)證、產(chǎn)品化奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

山西大同大學(xué)AI+同大創(chuàng)客中心參與研制的履帶式智能消殺戰(zhàn)“疫”機(jī)器人——“雷神1號(hào)”和輪式智能消殺戰(zhàn)“疫”機(jī)器人——“火神1號(hào)”已下線，樣機(jī)已在山東地區(qū)投入使用。

該項(xiàng)目通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用的創(chuàng)新合作，已研制出水下機(jī)器人焊接與增材制造系統(tǒng)，可應(yīng)用于核乏燃料池、核構(gòu)件池、核島等強(qiáng)輻射環(huán)境水下焊接與增材修復(fù)，也可以應(yīng)用于海洋資源開(kāi)發(fā)裝備以及海洋維權(quán)裝備的遠(yuǎn)程遙操作水下自動(dòng)焊接與增材修復(fù)。自動(dòng)化程度高，水下電弧穩(wěn)定性，在水深壓力作用下仍具備非常優(yōu)異的蓋面搭橋能力，獲得的焊縫成形美觀，接頭力學(xué)性能好。該套技術(shù)裝備已于2016年通過(guò)中廣核研究員組織的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。該技術(shù)成果被科技日?qǐng)?bào)以35項(xiàng)“卡脖子技術(shù)”專題進(jìn)行了深度報(bào)道（第28項(xiàng)），入選劉亞?wèn)|主編的《是什么卡住了我們的脖子》一書(shū)。