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工業(yè)機器人定位精度是機器人技術研究的關鍵問題，直接影響到機器人的作業(yè)精度和應用水平。本項目瞄準機器人動態(tài)誤差測量中的關鍵問題，原創(chuàng)性的將級聯(lián)棱鏡多模式跟蹤方法引入機器人動態(tài)測量中，結合單站雙視場三維重建方案，不僅可以實現粗精順序跟蹤、時變跟蹤和連續(xù)跟蹤等動態(tài)測量要求，而且能夠產生直線形和圓弧形等多種跟蹤樣式，同時滿足大視場、高分辨率成像和大范圍、高精度定向的動態(tài)多自由度測量要求。研究內容包括：建立級聯(lián)棱鏡粗精耦合跟蹤和雙視場成像聯(lián)控的測量方案和數學模型；研究粗精跟蹤和雙視場成像的參數匹配、模式轉換、測量信息提取與圖像處理方法；根據測量要求，建立機器人動態(tài)誤差測量的理論模型、誤差模型和實驗方案，并實現測量系統(tǒng)的精確標定；通過機器人動態(tài)誤差的測量實驗，為機器人誤差測量提供科學依據，同時對測量精度進行評定。本項目提出的單站多模式跟蹤測量方法具有獨創(chuàng)性和可行性，旨在攻克激光多模式跟蹤機器人誤差測量系統(tǒng)中的關鍵問題，開展測量系統(tǒng)的原理樣機實驗和應用示范研究，有望為機器人動態(tài)誤差測量提供全新的解決途徑，具有重要的應用價值和市場前景。 近二三十年來，激光跟蹤技術發(fā)展迅速，在機器人測量領域得到廣泛應用。據ElectroniCastConsultants發(fā)布的市場研究報告，對光電跟蹤行業(yè)的全球消費量進行了調查分析。2010年，光電跟蹤設備的全球消費價值為5.95億美元，預計未來五年該行業(yè)的消費價值將以9.83％的平均年增長率在成長，2016年將達到9.51億美元，約合人民幣58.96億元。本項目提出的測量系統(tǒng)以其結構緊湊、準確性高、速度快、偏轉角度大、動態(tài)性能好、環(huán)境適應性好等優(yōu)點，是一種頗具潛力的測量新技術，可以廣泛用機器人動態(tài)誤差測量領域，具有廣闊的市場前景。 根據“中國制造2025”規(guī)劃，我國需要努力提升高端裝備的自主創(chuàng)新研發(fā)能力，而測量技術是高端裝備制造的重要保證。目前，我國高端光學測量設備主要依賴進口，不僅價格昂貴，而且國外對其關鍵技術嚴密封鎖。國外每臺激光跟蹤儀的售價高達百萬元，嚴重制約一些我國中小心型企業(yè)的購買。因此本項目研發(fā)的產品不僅在國內存在巨大的市場空間和發(fā)展?jié)摿Γ梢酝苿酉冗M裝備制造的產業(yè)化進程，對促進我國自主創(chuàng)新具有重要的戰(zhàn)略意義。項目研發(fā)中的創(chuàng)新技術處于國際先進水平，將極大提升機器人作業(yè)的技術含量。合作單位江陰納爾捷機器人技術有限公司是專業(yè)從事機器人技術研發(fā)的高新技術企業(yè)，是機器人產業(yè)聯(lián)盟第一屆理事單位，具有雄厚的科研和技術開發(fā)實力。該項目在研究實驗階段，就可以將成果應用到現有產品的開發(fā)中；項目完成后除了該公司以外，研究成果還可以應用到其他自動化機器人裝備企業(yè)的產品開發(fā)中。尤其通過產學研結合，將會極大的提升產品的科技含量并縮短產品開發(fā)周期，提前實現批量化市場銷售，有望為企業(yè)帶來良好的經濟效益。

項目成果/簡介:項目針對術前、術中、術后全周期的 MIS-TKA 機器人綜合解決方案，突破柔順 7 自由度機械臂與精細操作 2 自由度末端執(zhí)行器，個性化虛擬導板以及安全手術操控技術，基于圖像配準的增強現實手術導航技術，術中下肢力線定量檢測與修正、以及個性化術后評估技術；研制出具有術前規(guī)劃、術中導航與機器人操控、術后評估、以及安全保障的專科型 MIS-TKA 機器人樣機系統(tǒng)，建立 MIS-TKA 機器人手術流程規(guī)范與安全、有效性評估體系。項目階段:已成功研制出脊柱微創(chuàng)手術機器人系統(tǒng)，并開展臨床試驗效益分析:膝關節(jié)損傷是骨科學的主要組成部分，且由于其周圍毗鄰重要神經、血管，不恰當的手術操作往往會導致嚴重后果。微創(chuàng)全膝關節(jié)置換技術手術創(chuàng)傷小，術后恢復快，深受患者好評。但該技術嚴重限制 了手術切口，手術視野小、操作空間窄、骨性標志顯露差對醫(yī)生提出了更高的要求。本項目從微創(chuàng)全膝關節(jié)置換手術外科臨床出發(fā)，針對術前、術中、術后三個階段提出智能化、機器人化手術方案，將微創(chuàng)精準 TKA 手術提升到智能化水平，推動 TKA 機器人手術技術、TKA導航技術、TKA 術前規(guī)劃和術后評估技術、以及智能化手術系統(tǒng)集成技術的進一步發(fā)展，為后續(xù)臨床驗證、產品化奠定堅實的技術基礎。

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

該項目通過產學研用的創(chuàng)新合作，已研制出水下機器人焊接與增材制造系統(tǒng)，可應用于核乏燃料池、核構件池、核島等強輻射環(huán)境水下焊接與增材修復，也可以應用于海洋資源開發(fā)裝備以及海洋維權裝備的遠程遙操作水下自動焊接與增材修復。自動化程度高，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，接頭力學性能好。該套技術裝備已于2016年通過中廣核研究員組織的現場驗收。該技術成果被科技日報以35項“卡脖子技術”專題進行了深度報道（第28項），入選劉亞東主編的《是什么卡住了我們的脖子》一書。