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本發(fā)明公開了一種具有雙擺錘的球形機器人及其應(yīng)用。球形外殼裝在球形內(nèi)殼外形成球面滑動，球形內(nèi)殼中安裝有相互垂直的第一固定軸和第二固定軸，第一固定軸主要由分別位于第二固定軸兩側(cè)的兩段軸構(gòu)成，兩段軸同軸，第一固定軸和第二固定軸的軸線交點位于球形內(nèi)殼球心；固定軸一端連接擺錘電機的輸出軸，另一端通過擺錘軸承連接到球形內(nèi)殼壁孔中，擺錘固定連接到固定軸中部。本發(fā)明實現(xiàn)了球形機器人向任意方向滾動，方便易行，穩(wěn)定性高。

突破了人機交互遙操作機器人的力感知、力反饋、力控制三大關(guān)鍵技術(shù)，研制成功人機交互遙操作的關(guān)鍵支撐設(shè)備，填補了國內(nèi)空白。

主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域： 老齡化社會和殘疾人需要家用機器人服務(wù)。當今中國，需要面對的新挑戰(zhàn)是人口的老齡化加劇，以及殘疾人的比重越來越高，未來我們需要投入大量的人力物理財力來陪護老年人和殘疾人的生活起居。面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機器人對提高老人的生活質(zhì)量及緩解國家和社會的壓力具有重要的意義。 面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機器人的主要功能有： （1） 個人助理，包括日程計劃與提醒、面孔記憶與識別、電子設(shè)備操作指導(dǎo)、可視通話、攝影攝像、報告天氣提醒穿衣等。 （2） 娛樂陪伴，包括音視頻顛簸、歌唱舞蹈、表情語音互動交流等。 （3） 安全監(jiān)測，包括人體活動分析及異常檢測、煤氣水電危險監(jiān)測、視頻監(jiān)控等。 （4） 云端計算，包括用戶活動、交互反饋云端存儲、用戶習(xí)慣模式分析及個性化交互推薦、機器人協(xié)作交流等。 特色及先進性： 該成果包括全向移動地盤技術(shù)、機器人控制技術(shù)、3D手勢精確建模識別和學(xué)習(xí)技術(shù)、2D和3D眼動跟蹤和檢測技術(shù)，具備先進的感知能力、視覺理解能力及多媒體交互技術(shù)。 主要技術(shù)指標： 靜態(tài)手勢識別，采用WDTW識別技術(shù)，可以識別任意自定義手勢，最大使用距離為4M，視角為70度（垂直）60度（水平），分辨率為1080p。識別率方面，在CHTG自定義手勢數(shù)據(jù)庫中，對3D連續(xù)手勢識別算法進行了對比驗證，我們的方法和傳統(tǒng)的識別的方法分別取得了85%的正確率以及12.2%的錯誤。 眼動控制采用基于投影空間中交比不變性的眼睛凝視點估計方法，使用距離為100-800mm，使用偏移為200mm（垂直）200mm（水平），控制頻率為30fps。目前眼動控制技術(shù)精精度高達2度。 能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵問題和實施后可取得的效果： 現(xiàn)有研究成果覆蓋了面向居家養(yǎng)老的家政機器人的全部關(guān)鍵技術(shù)，基本具備了產(chǎn)業(yè)化的初步條件，目前正在加緊研制樣機。項目實施后將推出極具競爭力的居家養(yǎng)老家政服務(wù)機器人產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景。

老齡化社會和殘疾人需要家用機器人服務(wù)。當今中國，需要面對的新挑戰(zhàn)是人口的老齡化加劇，以及殘疾人的比重越來越高，未來我們需要投入大量的人力物理財力來陪護老年人和殘疾人的生活起居。面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機器人對提高老人的生活質(zhì)量及緩解國家和社會的壓力具有重要的意義。面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機器人的主要功能有：（1） 個人助理，包括日程計劃與提醒、面孔記憶與識別、電子設(shè)備操作指導(dǎo)、可視通話、攝影攝像、報告天氣提醒穿衣等。（2） 娛樂陪伴，包括音視頻顛簸、歌唱舞蹈、表情語音互動交流等。（3） 安全監(jiān)測，包括人體活動分析及異常檢測、煤氣水電危險監(jiān)測、視頻監(jiān)控等。（4） 云端計算，包括用戶活動、交互反饋云端存儲、用戶習(xí)慣模式分析及個性化交互推薦、機器人協(xié)作交流等。

依托我?！皺C器人視覺感知與控制技術(shù)國家工程實驗室”等重點研究基地，重點開展面向工業(yè)4.0的智慧工廠技術(shù)、生產(chǎn)線自動化生產(chǎn)技術(shù)、智能工業(yè)機器人、高性能伺服電機驅(qū)動技術(shù)等制造業(yè)生產(chǎn)自動化升級改造關(guān)鍵技術(shù)和裝備的研發(fā)。在機器人感知技術(shù)方面實現(xiàn)了傳感器微型化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化，為機器人感知提供系統(tǒng)的解決方案；在機器人控制技術(shù)方面提高了機器人操作精度、可靠性、可重復(fù)性等性能指標，保障機器人能夠完成多任務(wù)、高柔性的靈巧作業(yè)。目前已研發(fā)并應(yīng)用的機器人包括鐵軌表面缺陷檢測機器人、汽車發(fā)動機氣缸鑄件清理機器人、高壓電線巡檢除冰機器人、與瑞森可機器人公司聯(lián)合研制的關(guān)節(jié)臂式機器人等。

智能交互式上肢康復(fù)機器人在機械結(jié)構(gòu)上改進了現(xiàn)有動力型上肢康復(fù)機器人將電機放在運動關(guān)節(jié)處造成的噪聲高、體積大等不足。在系統(tǒng)控制上，設(shè)計了多模態(tài)控制（語音控制、觸摸控制、按鍵控制等）方式，使得控制更加符合人機交互控制需要，同時還設(shè)計了多種訓(xùn)練模式（被動訓(xùn)練、助力訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練等）。醫(yī)、患、機三者交互，實現(xiàn)了醫(yī)生跟患者，醫(yī)生與機器，患者與機器之間的遠程、無線控制。

定位精度高，擰絲頭與鋼材的嚴格位置關(guān)系是保證打捆成功的關(guān)鍵，也是打捆機高性能的具體體現(xiàn)?，F(xiàn)有設(shè)備在垂直與水平兩個方向定位，且系統(tǒng)不穩(wěn)定很難達到正確位置，故定位精度不準確，定位時間長達20秒左右。而本產(chǎn)品用一個自由度來完成兩個方向的定位，并能自動適應(yīng)不同捆徑的鋼捆，大大減少?，F(xiàn)有設(shè)備捆結(jié)角度為270°易造成松捆和散捆，而本產(chǎn)品為720°，就不會出現(xiàn)松捆和散捆等現(xiàn)象。 蓄絲機構(gòu)的蓄絲量取決于導(dǎo)絲槽直徑，從而決定每個打捆周期的送絲的長度，同時該機構(gòu)還負責抽絲動作的完成，現(xiàn)有設(shè)備采用蓄絲輪于蓄絲油缸串聯(lián)機構(gòu)（即立式），安裝在打捆機底部。本產(chǎn)品采用并聯(lián)雙油缸同步推進并置于打捆機上部，全部露在外部，這樣機構(gòu)緊湊，維護方便，造型美觀。在導(dǎo)絲槽上設(shè)計了加強臂，并在其上安裝了成型器，實現(xiàn)了減小抽緊力，提高了打捆質(zhì)量，并節(jié)約了能源。 液壓系統(tǒng)為節(jié)能控制回路，利用蓄能器的能量，使系統(tǒng)在限定的高、低壓間工作，從而減少能量的損失，降低了系統(tǒng)的發(fā)熱量，也降低了泵功率。控制方面使用了基于PLC的雙CPU控制系統(tǒng)，并提出應(yīng)用了直接檢測到閥、傳感器元部件級的設(shè)備監(jiān)控、故障診斷體系，并為打捆機的進一步智能化提供了可靠依據(jù)。 主要性能指標：1. 本產(chǎn)品與國外現(xiàn)有技術(shù)相比較，整機布局的合理性，徹底解決了難于維護和檢修的問題，提高了運行的可靠性；2. 打捆周期：小于10秒；3. 捆結(jié)角度： 720°；4. 蓄絲機構(gòu)：并聯(lián)雙油缸同步推進并置于打捆機上部；5. 液壓系統(tǒng)：節(jié)能控制回路；6. 控制系統(tǒng)：基于PLC的雙CPU控制系統(tǒng)。

內(nèi)容介紹： 該項技術(shù)是以機器人技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，利用機器取代人工從事裝配精 度較高、重復(fù)繁重動作較多、勞動強度較大的成批或大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品裝 配工作。目前該項技術(shù)已成功應(yīng)用于汽車部件、飛機部件等產(chǎn)品的自動化 裝配。 該項技術(shù)解決了設(shè)備自動調(diào)平（沿法線方向）鉆孔，自動在線檢測位 移、壓力、流量等產(chǎn)品技術(shù)指標，具有自動判斷零件特征、自動糾錯措施

發(fā)揮上海交大自動化系在預(yù)測控制多年的積累和優(yōu)勢，開創(chuàng)性地應(yīng)用非馮諾依曼架構(gòu)實現(xiàn)高性價比的電機控制診斷模組，全球范圍內(nèi)首度實現(xiàn)控制器和診斷器的一體化，首度高性能AI芯片應(yīng)用到一體化關(guān)節(jié)，從基于存算一體電控芯片模組打造協(xié)作機械臂及路橋焊接工作站，到實現(xiàn)電機驅(qū)動專用芯片流片