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成果簡介從時間角度分析， 產(chǎn)品在從原料到最終成品的整個生產(chǎn)過程中， 加工等工序過程在產(chǎn)品的生產(chǎn)周期內(nèi)僅占 10%~20%的時間， 而搬運、 儲存等物流過程占到整個生產(chǎn)周期的 80%~90%左右的時間。 從生產(chǎn)成本角度分析， 物料搬運費用約占總費用的 20%左右； 從安全角度分析， 有 40%左右的生產(chǎn)事故發(fā)生在物料搬運過程中， 且采用人工搬運產(chǎn)品時， 由于人為因素而造成的產(chǎn)品磕碰問題也直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。 因此， 采用碼垛機器人代替人工搬運操作在現(xiàn)代企業(yè)物流管理中的地位日益凸顯， 碼垛

隨著經(jīng)濟發(fā)展，生活水平的提高，越來越多的人重視家庭自動清潔，我們經(jīng)過大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)樓房住戶的外窗清潔普遍存在一些清潔危險或者夠不到的問題。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 學號 胡文奎 機器人產(chǎn)業(yè)學院 2020.9 20439119 蔣磊磊 機器人產(chǎn)業(yè)學院 2020.9 20401314 盛小龍 機器人產(chǎn)業(yè)學院 2020.9 20463122 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務/職稱 研究方向 張繼 計算機與人工智能學院 職稱副教授 計算機視覺，人工智能，機器人 潘兵 機器人及智能裝備 學科副教授 機器人及智能裝備設計，數(shù)字化建模與仿真，知識產(chǎn)權保護 四、項目簡介 隨著經(jīng)濟發(fā)展，生活水平的提高，越來越多的人重視家庭自動清潔，我們經(jīng)過大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)樓房住戶的外窗清潔普遍存在一些清潔危險或者夠不到的問題。且市面上的相關競品都有一些不能跨窗清潔，情節(jié)效率不高等問題。最終我們的項目定位為可跨越式智能擦窗機器人。

功能:在機場幫助乘客攜帶行李導引到指定區(qū)域或者跟隨人行走，速度每秒 1.5 米。

測流機器人： 以軌道測流小車為運輸載體，集合安裝雷達式流速儀或轉(zhuǎn)子式流速儀，測量同一斷面不同位置和水深的流速，結合水位值，根據(jù)相應計算公式得出明渠流量。

成果與項目的背景及主要用途： 為了追求噴涂過程更大的靈活性和更高的效率，從 20 世紀 90 年代起汽車工業(yè)開始引入機器人來代替噴涂機械，同時開始使用機器人進行內(nèi)表面的自動噴涂。與傳統(tǒng)的機械噴涂相比，采用機器人噴涂有 2 個突出的優(yōu)點：可以減少大約30%～40%的噴槍數(shù)量；提高了噴槍運動的速度。為了適應高速噴涂，在內(nèi)表面噴涂和第 2 層金屬漆噴涂時都要采用高速旋轉(zhuǎn)噴槍。 現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展帶來汽車型號的迅速變化和車體設計的不斷調(diào)整，只有采用機器人才能適應這種頻繁變化的生產(chǎn)要求。機器人的作用是控制噴槍，使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離（一般為 200mm）。為了實現(xiàn)這一任務，工程師采用專門的軟件對噴涂對象的三維模型進行處理，確定噴槍的移動路徑和相應的噴涂參數(shù)。然后將這些數(shù)據(jù)傳輸給機器人控制器，在整個噴涂過程中控制機器人的動作。一般來說，只有在比較復雜的和要求非常精確的噴涂過程才需要這樣的處理。 在環(huán)保意識日益增強的今天，人們稱環(huán)保效果好的涂裝廠為“綠色工廠”，技術陳舊的涂裝廠為“褐色工廠”。無論是新建綠色工廠還是改造褐色工廠，建立機器人全自動噴涂生產(chǎn)線都是十分必要的。在新建工廠時，合理使用資金是最重要的原則，因此降低噴涂生產(chǎn)線的投入是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。而對于那些需要改造的工廠來說，如何將機器人合理引入到現(xiàn)有的涂裝生產(chǎn)線，以及由此而產(chǎn)生的費用則是關鍵性的問題。. 技術原理與工藝流程簡介： 現(xiàn)有自動噴涂機大多存在控制精度不夠、柔性低、噴涂軌跡單一化、浪費油漆等缺點，已經(jīng)不能適應當前汽車生產(chǎn)的柔性化和訂單生產(chǎn)模式，嚴重制約了當前汽車工業(yè)的發(fā)展。該技術利用高靈活度的三自由度機器人手腕，具有軌跡靈活，可完成車身內(nèi)表面和外表面的噴涂任務，仿形噴涂軌跡精確，提高了涂膜的均勻性，降低過噴涂量和清洗溶劑的用量，提高材料的利用率。柔性大，工作范圍大，可實現(xiàn)多品種車型的混線生產(chǎn)，如轎車、旅行車、皮卡等車身混線生產(chǎn)。易操作和維護，可離線編程，大大縮短現(xiàn)場調(diào)試時間；模塊化的設計可實現(xiàn)快速安裝和更換元器件，極大地縮短維修時間。設備利用率高，往復式自動噴涂機利用率一般僅為40%~60%，而噴涂機器人的利用率可達 90%~95%。 應用領域：汽車車身涂裝等大型復雜噴涂作業(yè) 技術轉(zhuǎn)化條件：機器人相關制造業(yè)公司，1000 平米廠房、工作站及相關軟件。 合作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

成果與項目的背景及主要用途： 隨著與信息技術和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展融合，工業(yè)機器人已由僅完成單項、重復性操作任務的機械手逐步發(fā)展成為具有快速可重構、多功能、智能化等特征的作業(yè)單元及大型自動化生產(chǎn)線，并隨著技術的進步和市場的需求將在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸開始全面推廣。 技術原理與工藝流程簡介： 四軸高速機器人采用 4-R(2-SS)型并聯(lián)機構,其機械本體結構,包括固定平臺、私服驅(qū)動機構、支鏈和動平臺四部分組成。四條支鏈結構相同且軸對稱均勻布置,其功能是用于傳遞驅(qū)動機構和動平臺間的運動。各零件的連接方式：主動臂 1 上端連接驅(qū)動機構的精密減速器輸出法蘭軸,使主動臂的旋轉(zhuǎn)角度與精密減速器輸出法蘭同步；另一端通過兩個球關節(jié) 6分別連接兩個相互平行的從動臂 7,從動臂 7 兩端帶有球關節(jié)連接件 2，與球關節(jié)6 之間通過從動臂連接銷 3 和銷端螺母 4 固定連接,相對應的銷端螺母 4 上掛有從動臂拉賛 5；所述支鏈主動臂采用工字型結構,以增強主動臂強度;所述支鏈從動臂采用管型結構,材質(zhì)為碳纖維高分子材料。四自由度高速并聯(lián)機器人支鏈傳遞運動的實現(xiàn)：當精密減速器被伺服電機的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時,連接在精密減速器輸出法蘭上的主動臂 1 也被驅(qū)動進行同步旋轉(zhuǎn)；由從動臂 7 和球關節(jié) 6 組成的平行四邊形機構將主動臂 1 末端的擺動傳遞給動平臺。 性能參數(shù)如下： 工作空間: ￠1000mm×150mm，-180°~180°￠700mm×100mm， -180°~180° 加 速 度: 100~200m/s2 抓取頻次: 120-180picks/min 定位精度: ±0.2mm/±1° 重復精度: ±0.1mm/±0.5° 應用領域： 食品、醫(yī)藥、電子、新能源等行業(yè)中高速智能分選與包裝 合作方式及條件：具體面議

成果與項目的背景及主要用途： 機器人碼垛機是一類綜合了機械制造、電子信息、計算機技術、人工智能科學等多門學科于一身的高新產(chǎn)品，主要應用于工業(yè)生產(chǎn)過程中執(zhí)行大批量的物料、工件等的搬運以及碼垛、拆垛等任務。 技術原理與工藝流程簡介： （1）運動控制功能 該碼垛機器人整機主要由腰部、大臂、前臂和腕部四個關節(jié)組成，即若實現(xiàn)其在操作空間內(nèi)的運動控制，必須同時控制關節(jié)空間中的腰部和腕部的回轉(zhuǎn)運動、大臂的前后運動以及前臂的上下運動。在該碼垛機器人中，上述四個運動均通過伺服電機來提供驅(qū)動。另外，末端執(zhí)行器的抓放箱動作由擋板、側(cè)板、壓板、推板和抽桿完成，這些動作均由氣缸提供驅(qū)動。 （2）人機交互功能 人機交互界面是操作人員與計算機之間交換信息的媒介和對話窗口，是控制功能的重要組成部分。通過人機交互界面，操作人員可以對機器人設定一些參數(shù)進行修改，從而使機器人可以用于不同產(chǎn)品的碼垛過程。 （3）網(wǎng)絡通信功能 對于控制系統(tǒng)與上位機、觸摸屏及周邊設備的信息交換與命令傳遞，需要由網(wǎng)絡通信功能實現(xiàn)。 （4）輔助功能 碼垛機器人在現(xiàn)場工作時要求控制系統(tǒng)具有照明、散熱、防護等功能，并且由于其對周圍的安全性要求非常高，所以為了保證可靠性，系統(tǒng)應有限位保護、過流保護、過載保護、安全報警等功能，當發(fā)生故障的時候可通過急停按鈕及時切斷電源。 （5）性能參數(shù)如下： 各軸運動范圍:1 軸: -165°~165° 2 軸: - 40°~ 90° 3 軸: - 30°~ 70° 4 軸: -180°~180° 工作半徑: 1500/750 負載能力: 80kg/30kg 抓取頻次: >=300picks/hour 重復精度: ±2mm 應用領域： 普遍用于糧油、飼料、建材、醫(yī)藥、電子等行業(yè)中箱/袋類產(chǎn)品碼垛 合作方式及條件：具體面議 

產(chǎn)品詳細介紹 一、機器人技術產(chǎn)業(yè)應用方向介紹     隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人應用領域也隨之不斷擴展和深化。工業(yè)機器人已成為一種高新技術產(chǎn)業(yè)，正為工業(yè)自動化發(fā)揮著巨大作用。 機器人學是一門綜合性的新興學科，它是綜合了機械工程技術、電子工程技術、信息傳感器技術、控制理論、機構學、人工智能學、仿生學等多學科而形成的高新技術。在國外工業(yè)機器人技術日趨成熟，其已經(jīng)成為一種標準設備而在工業(yè)自動化行業(yè)廣泛應用，它代表了機電一體化的最高成就。 隨著科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人技術的發(fā)展水平也成為一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。工業(yè)機器人是機器人學的一個分支，工業(yè)機器人已成為柔性制造系統(tǒng)（FMS)、自動化工廠（FA)、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的自動化工具。 (一)工業(yè)機器人 圖表 工業(yè)機器人未來發(fā)展方向 我國未來工業(yè)機器人（300024）技術發(fā)展的重點有： 一，危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人：主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人； 二，醫(yī)用機器人：主要有腦外科手術輔助機器人，遙控操作輔助正骨等； 三，仿生機器人：主要有移動機器人，網(wǎng)絡遙控操作機器人等。 其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成，中投顧問在《2016-2020年中國機器人產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預測報告》中指出，我國工業(yè)機器人行業(yè)要認識到以下幾點情況：第一，工業(yè)機器人技術是我國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑，政府要對國產(chǎn)工業(yè)機器人有更多的政策與經(jīng)濟支持，參考國外先進經(jīng)驗，加大技術投入與改造；第二，在國家的科技發(fā)展計劃中，應該繼續(xù)對智能機器人研究開發(fā)與應用給予大力支持，形成產(chǎn)品和自動化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面；第三，部分國產(chǎn)工業(yè)機器人已經(jīng)與國外相當，企業(yè)采購工業(yè)機器人時不要盲目進口，應該綜合評估，立足國產(chǎn)。 (二)服務機器人 服務機器人技術越來越向智能機器技術與系統(tǒng)方向發(fā)展，其應用領域向助老助殘、家用服務、特種服務等方面擴展，在學科發(fā)展上與生機電理論與技術、納米制造、生物制造等學科進行交叉創(chuàng)新，研究的科學問題包含新材料、新感知、新控制和新認知等方面。而涉及服務機器人的需求與創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)、服務及安全之間的辯證關系依然是其發(fā)展的核心原動力與約束力。 研究服務機器人產(chǎn)業(yè)基礎框架與核心技術，發(fā)展服務機器人戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對促進我國機器人自主創(chuàng)新體系的建立，適應“機器人進入千家萬戶”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，將產(chǎn)生深遠的影響。同時對應對我國老齡化社會、建設和諧社會等，具有重要的戰(zhàn)略性、前瞻性和引導性。 二、機器人市場前景展望及職業(yè)院校開設機器人專業(yè)的重要意義     《機器人產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》草案已基本制度完成。《規(guī)劃》提出了今后五年中國機器人產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向，工信部將重點推進工業(yè)機器人在輪胎、陶瓷等原材料行業(yè)，民爆等危險作業(yè)行業(yè)，鍛造鑄造等金屬工業(yè)行業(yè)以及國防軍工領域的推廣應用；《規(guī)劃》也對服務機器人行業(yè)發(fā)展進行了頂層設計，家庭輔助類機器人以更高的性價比解放人類雙手。     推動工業(yè)機器人變大變強      中國已經(jīng)連續(xù)兩年成為世界第一大機器人市場，但產(chǎn)業(yè)大而不強。如何促進機器人市場的健康有序發(fā)展是管理層非常關注的問題。     以工業(yè)機器人為例，目前我國精密減速機、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動器等機器人核心零部件大部分依賴進口，而這些零部件占到整體生產(chǎn)成本70%以上。     其中，精密減速器75%的份額被日本壟斷，國內(nèi)高價購買占到生產(chǎn)成本的45%，而在日本僅為25%，我國采購核心零部件的成本就已經(jīng)高于國外同款機器人的整體售價，在高端機器人市場上根本無法與國外品牌競爭。     服務機器人千億市場待開拓     近年來，工業(yè)機器人發(fā)展速度較快，但服務機器人相對弱勢。因此，《規(guī)劃》對服務機器人行業(yè)發(fā)展進行了頂層設計。    《規(guī)劃》提出了市場主導、質(zhì)量為先、強化基礎、創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展原則，實現(xiàn)在助老助殘領域、消費服務領域、醫(yī)療領域等重點領域的示范應用，并開展核心零部件攻關、前沿共性技術研發(fā)、醫(yī)療康復機器人應用等重點工作。     目前，家務輔助機器人每年以超過10%的增長速度出現(xiàn)在生活中，把個人從繁重的家務勞動中解放出來，家庭機器人將成為繼計算機之后的又一個科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展浪潮。    家庭輔助類機器人以更高的性價比解放人類雙手，保守估計市場空間將超千億元。隨著云機器人技術獲得重大突破，小型家庭用輔助機器人將大幅度降低生產(chǎn)成本，將在2020年之前形成至少累計416億美元的新興市場。     服務機器人一般需結合特定市場進行開發(fā)，所以從這點上來說，本土企業(yè)更容易結合特定的環(huán)境和文化進行開發(fā)，占據(jù)良好的市場定位，從而保持一定的競爭優(yōu)勢。     2016-2020年中國機器人銷量預測     2013年，中國工業(yè)機器人銷量為3.69萬臺；2014年達到5.7萬臺，同比增長了55%。 綜合以上因素，中投顧問在《2016-2020年中國機器人產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預測報告》預計，2016年中國工業(yè)機器人銷量將達到9.35萬臺，未來五年(2016-2020)行業(yè)年均復合增長率約為30.12%，2020年中國工業(yè)機器人銷量將達到26.8萬臺。     因此，中高職院校開設工業(yè)機器人相關專業(yè)恰逢其時，對學校專業(yè)升級和改造至關重要。  圖表 中投顧問對2016-2020年中國工業(yè)機器人銷量預測             

人工智能機器人實訓平臺采用先進的實感技術，搭載高精度激光雷達、高清攝像頭和紅外傳感器，可以實現(xiàn)人臉掃描，微秒識別；環(huán)境認知，物體識別；動作捕捉，即時反饋；手勢認知，人性互動等功能，同時可完成自主建圖，自主導航避障、自主充電等續(xù)航問題。擁有25套基礎表情動作和486類情感語言表達，能實現(xiàn)語音、動作、手勢、表情、觸控、感應等多模態(tài)交互，以及多語種和國內(nèi)多方言互動。通過對人工智能機器人進行仿生模塊化的拆解裝配，可以實現(xiàn)聲控識別、自然語言理解、人臉識別、情緒識別等多模塊人工智能技術實訓，培養(yǎng)智能機器人開發(fā)及應用能力。

“高清數(shù)字人虛擬解剖系統(tǒng)”是一套采用數(shù)字化三維重建技術虛擬人體結構的解剖系統(tǒng)，主要特點有高精度虛擬人體、真實結構真人比例、觸屏交互操作、平臥視角觀察、中英雙語系統(tǒng)。通過將超高精度人體斷層序列圖像技術處理，達到超高精度、超大數(shù)據(jù)人體結構的實時繪制。解剖臺的觸控操作可實現(xiàn)不同方位和層次人體結構的任意角度剖切、觀察，將人體解剖學、局部解剖學、斷層解剖學的知識融合起來 , 采用虛擬切刀進行連續(xù)性展示 , 并通過構建虛擬解剖組合模型 , 幫助觀察者建立三維空間結構觀念。