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  在國家自然科學基金、863計劃的資助下,面向生物醫(yī)學工程的微操作機器人系統(tǒng),在系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、顯微圖像處理與深度辨識、超微量定量注射等方面取得了數(shù)項原創(chuàng)性研究成果,獲天津市技術(shù)發(fā)明一等獎和國家技術(shù)發(fā)明二等獎。該系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)獲得多項專利成果,ZL200510016296.7:基于顯微圖像處理的微操作工具深度信息提取方法及裝置,Z1200410018840.7:微量注射自動控制統(tǒng),ZL031299245:全數(shù)字細分型高精度步進電機控制器,zL97121702.5:用于生物醫(yī)學工程的微操作機器人.    在國家863計劃重點項目資助下,該微操作機器人系統(tǒng)已經(jīng)進入生命科學領(lǐng)域的示范性應用和產(chǎn)業(yè)化階段,主要應用領(lǐng)域包括顯微注射、顯微切割、病理分析等。    基于微操作機器人的數(shù)字切片掃描系統(tǒng),是針對生物醫(yī)學切片數(shù)字化這一應用目標所構(gòu)建的自動化微操作系統(tǒng)。通過掃描拼接的方式,將物理切片掃描生成數(shù)字圖像,可獲得原始切片在各種倍數(shù)物鏡下的所有信息,通過計算機進行顯示和操作,模擬真實顯微鏡下的觀察過程。數(shù)字切片突破了顯微鏡視野范圍限制,使用戶以更全面地觀察切片而不丟失細節(jié);易于檢索和快速瀏覽;便于存儲和網(wǎng)絡(luò)信息交流,特別適合于醫(yī)學的遠程診斷和會診,以及實驗教學;可整合資源、節(jié)省資金,對于一些難以取得的切片,可通過數(shù)字化實現(xiàn)共享,而不用擔心由于切片破碎、褪色造成的問題。    該系統(tǒng)的主要技術(shù)特點包括:    微米級運動精度的手自一體的電控顯微鏡載物平臺;    高度并行的數(shù)字切片掃描策略,20分鐘內(nèi)完成1厘米x1厘米大小的數(shù)字切片生成;    海量影像數(shù)據(jù)存儲和檢索策略,可實現(xiàn)切片的平滑瀏覽、無級放縮;    便捷、高效、友好的操作模式設(shè)計,系統(tǒng)具有很強的易用性    該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能指標:    1.電動載物平臺規(guī)格參數(shù):      行程:86mmx86mm      重復定位精度:±2um      最小步距:10um      最大運動速度:2000um/s      最小運動速度:1.4um/s      平整度:5um      測角精度:±2arc/s   2.數(shù)字切片掃描軟件性能及特點:      采用連通區(qū)域優(yōu)先的融合軌跡規(guī)劃算法,圖像融合效果佳;      攝像參數(shù)靈活可控,白平衡、曝光、對焦,可采用軟件托管的自動控制同時支持手動設(shè)置;      支持預設(shè)攝像參數(shù),并可按物鏡倍數(shù)進行分組預設(shè),更換物鏡后,可直接調(diào)用相應的預設(shè)參數(shù);      精確控制微動平臺運動定位,重復定位精度達到±2μm;   3.數(shù)字切片瀏覽軟件性能及特點:      可對超大圖像進行快速加載,并可流暢瀏覽數(shù)字切片。      可拖動瀏覽,可使圖像跟隨鼠標移動;      實時標記局部圖像的相對位置,實現(xiàn)縮略圖輔助定位;      圖像逐級放縮,不損失畫質(zhì);      可對自選的局部標定區(qū)域進行測量,測量精度±0.3μm;    物理切片的數(shù)字化,開啟了針對病理信息數(shù)字化處理的大門,借助于顯微圖蒙處理技術(shù),可以廣泛地應用在病理分析、遠程醫(yī)療診斷、科研教學等諸多以切片為研究目標的在生物醫(yī)學領(lǐng)域。    我國,隨著數(shù)字化切片在醫(yī)學與生命科學領(lǐng)域的日益普及,顯微切片自動掃描系統(tǒng)的需求量將逐年擴大。目前,該系統(tǒng)樣機已經(jīng)研制成功,正在進入市場營銷階段。國內(nèi)外物醫(yī)學領(lǐng)域同類產(chǎn)品,主要面向大型醫(yī)療機構(gòu)和研究所,一般價格都在40萬元人民幣以上。基于微操作機器人的數(shù)字切片掃描系統(tǒng),由于具有全部自主知識產(chǎn)權(quán),可以大幅度降低成本,有效打開中低端市場的主導產(chǎn)品。    本項目可極大地降低數(shù)字化切片技術(shù)的應用門檻，使此項技術(shù)在基層醫(yī)療單位得到更好的推廣應用，促進我國病理切片數(shù)字化管理和共享利用水平的提高，有效提升醫(yī)療診斷的服務水平，可生產(chǎn)良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

穿戴式肘關(guān)節(jié)外骨骼康復機器人是一種便攜式可穿戴的肘關(guān)節(jié)康復訓練裝置，主要針對的人群是偏癱患者，尤其以腦卒中患者并發(fā)的偏癱后遺癥人群為主。本裝置擁有三種訓練模式：被動訓練，主動助力訓練以及對側(cè)訓練。患者穿戴本裝置后，可根據(jù)自身情況進行不同訓練。且裝置具有良好的仿生性能，根據(jù)不同患者的不同情況，可選擇不同的控制模式（語音控制，肌電控制，移動終端控制），以滿足患者各種訓練需求。

系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過帶有短距離通信功能的健康數(shù)據(jù)釆集設(shè)備 釆集用戶健康數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理、查詢、導出，系統(tǒng) 通過對健康數(shù)據(jù)的分析展示健康狀況，形成健康檔案，發(fā)送健康報告， 為用戶提供合理的反饋和建議。本系統(tǒng)可以與其他醫(yī)用檢測設(shè)備聯(lián)合使 用。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)釆集設(shè)備通過移動終端或者傳統(tǒng)Internet上傳數(shù)據(jù)到服務 器，用戶可以通過WEB進行遠程訪問。

本發(fā)明涉及游泳池水質(zhì)自動化清潔過濾技術(shù)。本發(fā)明公開了一種游泳池全方位清潔過濾機器人，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)提高機器人的清潔過濾效率，降低能源消耗。本發(fā)明的技術(shù)方案是，游泳池全方位清潔過濾機器人，包括外殼、電動水泵、控制模塊、電池、過濾器、多通道旋轉(zhuǎn)開關(guān)、儲水倉、儲氣罐、電磁閥、出水口、舵片、舵機、水通道、水面入水口、水底入水口。本發(fā)明的游泳池全方位清潔過濾機器人，通過儲氣罐中的壓縮空氣控制儲水倉的水量，機器人可以漂浮在游泳池水面或沉入水中進行水質(zhì)清潔過濾。由于采用電池供電為機器人提供動力，去掉了電纜連接，機器人行動根據(jù)靈活自如。機器人處于水面時，可以通過遙控指令進行操作或根據(jù)內(nèi)部編程進行操作。

成果完成年份：2011年7月 成果簡介：隨著科技的日漸發(fā)達以及中國結(jié)需求量的日益增加，純手工的制作效率遠達不到要求，這就大大增加了中國結(jié)的制作成本。同時，其在手工制作中不可避免的差異性更限制了其不能快速發(fā)展，由此，一個能完全代替人力或者部分代替人力的機器便應運而生。同時，機器所具有的一致性、無差別性以及其高精度也決定了其更適合在這個傳統(tǒng)觀念上的純手工領(lǐng)域發(fā)展。因此，研究并實現(xiàn)一個能基本完成中國結(jié)編織工作的機器人是十分必要的。也對提高中國傳統(tǒng)文化的普及度和增加其科技含量有重要意義

車間級數(shù)字化技術(shù)是指制造工藝、數(shù)字化、智能控制以及機器人等技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一類工程應用技術(shù)，俗稱“制造工藝+互聯(lián)網(wǎng)”，是以信息的離散化表述、傳感、傳遞、建模處理、存儲、執(zhí)行和集成等信息科學理論及方法為基礎(chǔ)的集成技術(shù)，向下拓展是建設(shè)智能化加工單元，向下拓展是建設(shè)智慧型企業(yè)。本解決方案主要針對焊接、成形，兼顧機械數(shù)控加工的數(shù)字化制造車間而設(shè)計的整套軟、硬件系統(tǒng)。本項目創(chuàng)新開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的車間級數(shù)字化產(chǎn)品，其理念是：焊接裝備單元智能化、技術(shù)與管理網(wǎng)絡(luò)化、工藝設(shè)計專家化、任務下達自動化、生產(chǎn)過程

2014年3月，天津大學自主研發(fā)的微創(chuàng)外科手術(shù)機器人系統(tǒng)“妙手S”在中南大學湘雅三醫(yī)院成功為三位患者進行了胃穿孔修補術(shù)和闌尾切除術(shù)，標志著該研究成果正式進入臨床試驗階段。 “妙手S”手術(shù)機器人突破了人手的極限，機械手臂可以360度自由旋轉(zhuǎn)、擺動，手術(shù)操作更為精細、準確。進入人體內(nèi)部的探視鏡頭突破了人眼的極限，可以將手術(shù)視野放大數(shù)倍甚至數(shù)十倍，先進的三維成像技術(shù)使手術(shù)定位更為精確。機器手臂的虛擬力觸覺反饋能力能夠?qū)⑹中g(shù)過程中患者的觸覺傳遞給操作醫(yī)生，隨時調(diào)整、制定精確的手術(shù)方案。醫(yī)生只

自主設(shè)計巡檢機器人機械結(jié)構(gòu)：• 穩(wěn)定性好（機器人重心和軌道重心較為重合）• 柔性貼合軌道（軌道內(nèi)側(cè)有8組彈性導向機構(gòu)輔助導向）• 可快速拆卸（在軌道任意處可將機器人拆分為兩部分）• 可擴展性（上方平臺充分預留空間，可根據(jù)應用場景更換搭載設(shè)備） 客戶端采用Web可視化工具IOT Studio進行上位機開發(fā)。上位機界面接入視頻信息以及巡檢機器人狀態(tài)信息，并且可以下發(fā)控制信息，實現(xiàn)了用戶與機器人的遠程交互功能，后期可根據(jù)需求進行擴展，可在界面接入數(shù)據(jù)庫存放檢測信息以及對多臺巡檢機器人進行監(jiān)控。

工業(yè)機器人是智能制造的核心單元之一，但是我國國產(chǎn)工業(yè)機器人及其核心零部件多年來一直受制于人，華南理工大學和廣州數(shù)控設(shè)備有限公司合作于2006年開展了工業(yè)機器人的研究和開發(fā)，于2008年8月份研制了第一臺自己的機器人樣機，經(jīng)過多年的產(chǎn)學研合作，通過攻克一系列機器人關(guān)鍵技術(shù)，研究和開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化工業(yè)機器人，并通過與廣州數(shù)控設(shè)備有限公司的長期合作實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)公司年產(chǎn)銷自主產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機器人1000臺套，實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值近2億元，帶動相關(guān)智能制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值10億元。使得廣州數(shù)控設(shè)備有限公司

系統(tǒng)地研發(fā)和掌握了智能自主機器人高精度運動控制、環(huán)境感知與地圖構(gòu)建、多視角目標識別與跟蹤、自主定位、導航和路徑規(guī)劃、儀表智能識別以及自動報警、高效人機交互等核心技術(shù)和整套系統(tǒng)集成能力。 一、項目分類 重大科學前沿創(chuàng)新 二、成果簡介 系統(tǒng)地研發(fā)和掌握了智能自主機器人高精度運動控制、環(huán)境感知與地圖構(gòu)建、多視角目標識別與跟蹤、自主定位、導航和路徑規(guī)劃、儀表智能識別以及自動報警、高效人機交互等核心技術(shù)和整套系統(tǒng)集成能力。主持研制的鐵路牽引變電站巡檢機器人實現(xiàn)工程化，在西成客專成功、北京地鐵試運行并輻射到地鐵牽引供電、動力發(fā)電等設(shè)施的安全監(jiān)控與運營維護和智慧農(nóng)業(yè)應用。鐵路變電所智能機器人巡檢系統(tǒng)主要由智能巡檢機器人、鐵路變電所智能機器人監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)的智能處理和機器人充電房等部分組成，具備完全的自主知識產(chǎn)權(quán);具有與鐵路牽引供電SCADA系統(tǒng)無縫連接功能，是引領(lǐng)無人值守牽引變電站新模式的核心裝備之一，該機器人系統(tǒng)解決了鐵路變電站巡檢自動化程度低，人工勞動強度大的問題，同時譜系化該機器人可為城市軌道變電站巡檢提供新模式。