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技術(shù)成熟度：技術(shù)突破 本成套設(shè)備，以電供暖的各個電暖氣為控制對象，以建筑內(nèi)不同房間不同區(qū)域的取暖溫度為控制參數(shù)，自下而上，組成了由單片機現(xiàn)場控制器（控制室單獨使用PLC控制器）、PLC中間層算法控制器、工控機為上位機構(gòu)成監(jiān)控界面的DCS控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)分散控制集中管理的控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)的目的在于替換傳統(tǒng)水暖系統(tǒng)，利用合理科學的軟件算法，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、減排的效果。設(shè)備兼具教學、實驗、科研及實用的功能。 成果技術(shù)特點：本套裝置由四個單片機組成現(xiàn)場控制器，一個PLC組成的控制室控制器，與中間層面的S7-300PLC控制系統(tǒng)，以及頂層監(jiān)控層的工控機裝置，統(tǒng)一安裝到了一個整體的平臺上。此平臺便于實地集中實驗、研究，也有利于集中編程與項目演示。 圖1 設(shè)備實物圖 圖2 為智能控制系統(tǒng)電腦操作界面

本產(chǎn)品屬于嵌入式實時系統(tǒng)應(yīng)用及機器人機電控制領(lǐng)域，高效、敏捷、可靠地構(gòu)建適應(yīng)各行業(yè)需求的控制系統(tǒng)體系，減少（甚至避免）重復(fù)開發(fā)，增強系統(tǒng)中各部件的可重用性；控制軟件的分層體系，可以降低機電系統(tǒng)的設(shè)計難度，同時也要滿足系統(tǒng)對實時性的要求。工業(yè)機器人控制系統(tǒng)對可靠性、實時性、抗干擾能力要求高，而且必須適合工業(yè)現(xiàn)場使用。因此，針對機器人控制器在工業(yè)機器人方面的特殊要求，一個基于μC/OS-Ⅱ內(nèi)核的強實時系統(tǒng)，可以在單一處理器上實現(xiàn)大量的插補運算和譯碼任務(wù)，并且嵌入式的控制器可實現(xiàn)實時高性能的工業(yè)機器人運動規(guī)劃與控制。可用于搬運、焊接、上下料、噴涂等典型機器人產(chǎn)品的集成開發(fā)，滿足產(chǎn)業(yè)化對系統(tǒng)性價比的要求。

項目簡介： 當前，我們面臨資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化的 嚴峻形勢，將新一代信息技術(shù)，包括云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機 器人、虛擬現(xiàn)實與可視化等技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)與自然環(huán)境智能監(jiān)測，對 于建設(shè)生態(tài)文明，保護生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。 以多旋翼無人機、自主全地形車、遙觀測機器人生態(tài)智能監(jiān)測站 等機器人平臺為載體，針對野外廣域動態(tài)環(huán)境下大氣、土壤、水資源、 生物多樣性等生態(tài)與自然環(huán)境要素，進行立體化、網(wǎng)格化、智能化實時監(jiān)測技術(shù)研究。本報告將介紹基于信息物理系統(tǒng)的智能化立體生態(tài) 監(jiān)測體系設(shè)計，智能無人平臺環(huán)境感知、覆蓋、更新與重建，基于視 覺的動態(tài)目標檢測、跟蹤與識別技術(shù)。 應(yīng)用前景分析 通過該項研究成果轉(zhuǎn)化與推廣，可有效提升生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)采 集及分析標校能力，逐步實現(xiàn)長期穩(wěn)定的自主化、網(wǎng)絡(luò)化業(yè)務(wù)運行， 為我國進行生態(tài)系統(tǒng)立體綜合監(jiān)測提供技術(shù)支撐。 

智能巡檢與撿垃圾機器人系統(tǒng)基于搭載的視覺、激光、IMU、編碼器等傳感器進行融合，實現(xiàn)機器人在居民小區(qū)、公園廣場、街道、工業(yè)園區(qū)等典型環(huán)境下的高精度自主定位、建圖與導(dǎo)航，同時基于建立的場景地圖，采用深度學習對場景中的物體進行圖像分割，識別出垃圾及其種類，獲得垃圾的空間位姿信息，控制機器人完成撿垃圾任務(wù)，并進行垃圾的智能分類。智能巡檢與撿垃圾機器人系統(tǒng)不僅具備常規(guī)巡視功能，執(zhí)行巡檢任務(wù)，還具有撿垃圾和智能分類功能。創(chuàng)新性強，技術(shù)水平先進，具有很高的經(jīng)濟和社會效益。

面向數(shù)字人的大規(guī)模生成需求，發(fā)展生成式人工智能理論，探索機器學習方法從數(shù)據(jù)中自動化學習數(shù)字人建模方法，提出了高精度三維人臉重建技術(shù)、表情驅(qū)動數(shù)字人技術(shù)、語音驅(qū)動數(shù)字人技術(shù)三項世界領(lǐng)先的技術(shù)，以低成本、高效率生成可驅(qū)動的高保真數(shù)字人。該技術(shù)能夠極大提升數(shù)字人的生成質(zhì)量與生成效率，支持大規(guī)模高精度的數(shù)字人生成，具有廣泛的應(yīng)用前景。

高性能觸覺傳感器是下一代智能化服務(wù)機器人的核心模塊，是人-機物理接觸、交互協(xié)作的關(guān)鍵信息入口，是學術(shù)前沿熱點和工業(yè)技術(shù)難點，是我國35項 “卡脖子”技術(shù)之一。本團隊基于微納尺度雙電層電容原理，解決了傳統(tǒng)陣列傳感器空間分辨率、信噪比、靈敏度、量程、大測量面積等之間的技術(shù)矛盾，研制了具備大測量面積(單片600 mm × 

本實用新型公開了一種智能取物機器人，所述X滑軌與Y滑軌內(nèi)的一端分別設(shè)有X電機、Y電機，所述X電機、Y電機的主軸上分別連接有X聯(lián)軸器、Y聯(lián)軸器，所述X聯(lián)軸器、Y聯(lián)軸器均連有滾珠絲杠，所述X滑軌一側(cè)固定有單片機，所述X滑軌上的滾珠絲桿螺紋連接有一X滑塊，所述Y滑軌上表面與X滑塊連接，所述Y滑軌上的滾珠絲杠螺紋連接有一Y滑塊，所述Y滑塊上設(shè)有一支撐臂，所述支撐臂下端連接有上支撐板，所述支撐板連接有支撐柱，所述支撐柱另一端連接有下支撐板，在進行取物時，單片機控制X電機與Y電機實現(xiàn)機械臂的移動，然后由攝像頭捕

本項目針對復(fù)雜環(huán)境下的移動式服務(wù)機器人系統(tǒng)，探究高環(huán)境適應(yīng)性的感知與導(dǎo)航控制方法，以及高人機協(xié)調(diào)性的共享控制機制，解決動態(tài)環(huán)境中的魯棒自定位、擁擠受限環(huán)境中的導(dǎo)航規(guī)劃與控制、人機共享控制等難題，為提高服務(wù)機器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主能力提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法。 通過本項目的實施，在服務(wù)機器人的感知與控制方面取得了一系列技術(shù)突破，對于地圖創(chuàng)建、自定位、導(dǎo)航控制和共享控制等問題已取得國際前沿的理論和實驗結(jié)果。 “交龍”智能輪椅入選2010年上海世博會展出，獲得上海世博工作優(yōu)秀個人等榮譽。 “交龍”服務(wù)機器人作為國家863計劃先進制造技術(shù)領(lǐng)域代表性成果入選“十一五”國家重大科技成就展。曾獲國際機器人領(lǐng)域旗艦大會IEEE ICRA 2011服務(wù)機器人最佳論文獎（大陸學者首次）、機器人世界杯亞軍和多屆中國機器人大賽冠軍。國際權(quán)威技術(shù)評估機構(gòu)WTEC和美國國家科學基金會在2012年發(fā)表的技術(shù)評估報告《Human-Robot Interaction》（每5年全球評估一次）報道了本項目的研究成果。

智能焊接機器人：帶有視覺識別和激光掃描系統(tǒng)，能自動識別待焊接特征，通過視覺識別粗略判斷零部件特征，在此基礎(chǔ)上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進行自動特征識別和焊接，提高小批量產(chǎn)品的焊接速度和質(zhì)量。

工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)線 工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)線是以小型的柔性制造系統(tǒng)為載體，主要特點是占地空間小、操作安全、師生容易上手； 工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)線 可作為大專院校、中高職學生自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、機器人專業(yè)、企業(yè)工程師進行機器人、數(shù)控加工、 材料出入倉庫進一體化組建工業(yè)4.0智能無人工廠培訓，提高階段綜合性學習與訓練。 采用了模塊化的設(shè)計，學生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，對原有的生產(chǎn)流程進行創(chuàng)新改造。在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，進一步提高學生的積極性、動手能力和創(chuàng)新思維。 工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)線，是對工業(yè)現(xiàn)場大型設(shè)備進行提煉和濃縮的一款小型智能制造生產(chǎn)線實訓設(shè)備，專門為職業(yè)院校、教育培訓機構(gòu)等而研制的，它適合機械制造及其自動化、機電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計算機控制、自動化控制等相關(guān)專業(yè)的教學和培訓。融合了數(shù)控機床加工、光、電、氣，包含了PLC、機器人、傳感器、氣動、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電機驅(qū)動與控制、計算機等諸多技術(shù)領(lǐng)域，對柔性制 造技術(shù)的工作過程進行研究，監(jiān)控系統(tǒng)、主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個完整的多級計算機控制系統(tǒng)，通過訓練，使學生了解智能制造生產(chǎn)線的基本組成和基本原理，讓學生全面掌握機電一體化技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)和集成技術(shù)，幫助學生從系統(tǒng)整體角度去認識。為信息學院自動化和電氣工程自動化本科及其控制科學與工程研究生均提供了實驗和科研的平臺。 工業(yè)機器人智能制造生產(chǎn)線組成簡介 1、立體倉庫單元    立體倉庫單元的主要功能是為系統(tǒng)提供加工工件原材料和儲存成品件兩大倉儲功能，采用三層貨架儲存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運設(shè)備進行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。 2、環(huán)型流水線單元    環(huán)型流水線單元主要由鋁合金型材基體、環(huán)行傳輸線、自動導(dǎo)向機構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動定位機構(gòu)等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送，不同工位的自動定位，從而大大提高了自動環(huán)形傳輸線的工作效率。3、數(shù)控車床加工中心單元    數(shù)控車床加工中心單元采用小型化，占地小，用于整個工件的軸類部份的加工，采用自動門、自動裝夾、四工位自動刀架、并有工件冷卻加工系統(tǒng)，現(xiàn)實機加工件無人化DNC自動加工，配置伺服電機、工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)，精度高。 4、立式數(shù)控銑床加工單元    立式數(shù)控銑床加工單元采用小型化，占地小，用于整個工件三軸聯(lián)動。可用于雕刻、數(shù)控鉆、數(shù)控銑等加工工藝，采用自動門、自動裝夾等，現(xiàn)實機加工件無人化DNC自動加工，工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)，精度高。 5、六自由度機器人單元    六自由度工業(yè)機器人、抓取機構(gòu)、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運到各數(shù)控加工單元、AGV小車搬運單元及工件視覺檢測單元等。包含旋轉(zhuǎn)（S軸），下臂（L軸）、上臂（U軸）、手腕旋轉(zhuǎn)（R軸）、手腕擺動（B軸）和手腕回轉(zhuǎn)（T軸）,6個關(guān)節(jié)合成實現(xiàn)末端的6自由度動作。 6、四軸坐標機器人    四軸坐標機器人主要負責立體倉庫的原材料入庫與出庫、成品零件的入庫。夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度間成空間直角關(guān)系、多用途的操作機。他能夠搬運物體、操作工具，以完成各種作業(yè)，具有高速性的最大化吞吐量,超長的工作運行時間,節(jié)省地面空間。 7、視覺檢測單元單元    檢測單元的主要功能是對工件的精度、外觀形狀品質(zhì)是否合格，通過攝像頭獲取工件的圖像，由圖像處理器完成工件合格與否的判斷，將不合格工件剔除，將合格的工件傳送至下一單元，而將不合格的工件推送至廢料槽。 8、RFID系統(tǒng)單元    RFID系統(tǒng)單元是一種非接觸式的自動識別系統(tǒng)，它通過射頻無線信號自動識別目標對象，用于對工件材料的信息記錄，加工路徑記錄、產(chǎn)品追溯化管理，由RFID標簽和RFID讀寫器組成，標簽安裝在工件放置的工裝板上-記錄該工裝板上放置零件信息，RFID讀寫器安裝在工裝板經(jīng)過的每一個工位上，當工件到達該工位時系統(tǒng)可通過讀寫器，識別到該工件的運輸及加工途徑。每個傳輸工裝板上都安裝有RFID標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，并將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。 9、AGV小車搬運單元    AGV小車無人搬運車由機器人輸送加工后的零件或從庫房特定庫架抓取零件，AGV智能小車并依據(jù)方位計劃運動途徑，運行至裝卸站,準停，主動將零件放置到裝卸站緩沖區(qū)，由四軸坐標機器人卸貨至立體倉庫成品區(qū)或原材料區(qū)。實現(xiàn)線邊設(shè)備和自動倉儲的自動上下料功能，采用激光通訊傳感器通訊，信號傳輸快捷方便；行走模組采用PLC控制，AGV的PLC通訊，PLC發(fā)送任務(wù)碼給機器人，實現(xiàn)點位控制；主控通訊，AGV整體與主控PLC通訊。 10、PLC工作站單元    采用工業(yè)自動化主流PLC，可隨意擴展，配備觸摸屏、具備物聯(lián)網(wǎng)接口，鋁合金型材構(gòu)成，連接牢固。 11、總控臺     總控平臺主要由單相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態(tài)指示燈、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機，電腦等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。它帶有電源總控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，產(chǎn)線處的有數(shù)據(jù)均可從總控制臺收集獲取，可通過總控調(diào)度分配各個模塊的工作職能。電源系統(tǒng)實施強弱電分開管理，待機休息及檢修時要求強電關(guān)閉，控制、信號燈弱點部分完全獨立運行。 12、零部件周轉(zhuǎn)拖盤     用于原材料及成品件的輸送周轉(zhuǎn)用，配合RFID系統(tǒng)及智能倉庫、環(huán)型流水線中應(yīng)用。實現(xiàn)送料，取料，輸送周轉(zhuǎn)功能；實現(xiàn)智能化工作與管理，并對每個環(huán)節(jié)的時間點、責任人等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行實時采集，匯集到統(tǒng)一的信息平臺，最大限度的提高存儲貨物的能力。