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     微型智能制造生產(chǎn)線教學(xué)設(shè)備平臺采用了模塊化的設(shè)計(jì)，學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，對原有的生產(chǎn)流程進(jìn)行創(chuàng)新改造。在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，進(jìn)一步提高學(xué)生的積極性、動手能力和創(chuàng)新思維。 智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)方案特點(diǎn) 智能制造生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺，是對工業(yè)現(xiàn)場大型設(shè)備進(jìn)行提煉和濃縮的一款小型智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)設(shè)備，專門為職業(yè)院校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而研制的，它適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、自動化控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。融合了數(shù)控機(jī)床加工、光、電、氣，包含了PLC、機(jī)器人、傳感器、氣動、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電機(jī)驅(qū)動與控制、計(jì)算機(jī)等諸多技術(shù)領(lǐng)域，對柔性制 造技術(shù)的工作過程進(jìn)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過訓(xùn)練，使學(xué)生了解智能制造生產(chǎn)線的基本組成和基本原理，讓學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)和集成技術(shù)，幫助學(xué)生從系統(tǒng)整體角度去認(rèn)識。為信息學(xué)院自動化和電氣工程自動化本科及其控制科學(xué)與工程研究生均提供了實(shí)驗(yàn)和科研的平臺。 系統(tǒng)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(yùn)設(shè)備進(jìn)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(jī)構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動定位機(jī)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(shí)機(jī)加工件無人化DNC自動加工，配置伺服電機(jī)、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(shí)機(jī)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(jī)器人單元    六自由度工業(yè)機(jī)器人、抓取機(jī)構(gòu)、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運(yùn)到各數(shù)控加工單元、AGV小車搬運(yùn)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(shí)現(xiàn)末端的6自由度動作。 6、四軸坐標(biāo)機(jī)器人    四軸坐標(biāo)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)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(yùn)動自由度間成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。他能夠搬運(yùn)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(yùn)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(biāo)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(biāo)簽和RFID讀寫器組成，標(biāo)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(dāng)工件到達(dá)該工位時系統(tǒng)可通過讀寫器，識別到該工件的運(yùn)輸及加工途徑。每個傳輸工裝板上都安裝有RFID標(biāo)簽，在每個加工工位物料都需要進(jìn)行識讀操作，并將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器，實(shí)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(yùn)單元    AGV小車無人搬運(yùn)車由機(jī)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(jì)劃運(yùn)動途徑，運(yùn)行至裝卸站,準(zhǔn)停，主動將零件放置到裝卸站緩沖區(qū)，由四軸坐標(biāo)機(jī)器人卸貨至立體倉庫成品區(qū)或原材料區(qū)。實(shí)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(jī)器人，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)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(kuò)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(jī)、狀態(tài)指示燈、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機(jī)，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(yùn)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(shí)施強(qiáng)弱電分開管理，待機(jī)休息及檢修時要求強(qiáng)電關(guān)閉，控制、信號燈弱點(diǎn)部分完全獨(dú)立運(yùn)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(shí)現(xiàn)送料，取料，輸送周轉(zhuǎn)功能；實(shí)現(xiàn)智能化工作與管理，并對每個環(huán)節(jié)的時間點(diǎn)、責(zé)任人等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)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。

上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院俞凱教授聯(lián)合蘇州思必馳信息科技有限公司開發(fā)了“疫情防控機(jī)器人”。依托語音識別、合成、理解和對話管理等人工智能（AI）技術(shù)，結(jié)合新研發(fā)的疫情排查對話邏輯和話術(shù)，機(jī)器人根據(jù)設(shè)定向社區(qū)居民主動宣教疫情防控知識，遇不適居民還會提醒就醫(yī)。 2020年1月27日起，“疫情防控機(jī)器人”供社區(qū)和有關(guān)部門免費(fèi)使用，已為江蘇、山東、重慶、湖北、北京、浙江、四川、湖南、上海等多地提供服務(wù)，對話機(jī)器人自動接通10余萬戶，訪問結(jié)果直接生成數(shù)據(jù)報(bào)表供社區(qū)。

智能疫情防控機(jī)器人由上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院俞凱教授聯(lián)合蘇州思必馳信息科技有限公司開發(fā)。依托語音識別、合成、理解和對話管理等人工智能（AI）技術(shù)，結(jié)合新研發(fā)的疫情排查對話邏輯和話術(shù)，機(jī)器人根據(jù)設(shè)定向社區(qū)居民主動宣教疫情防控知識，遇不適居民還會提醒就醫(yī)。 1月27日起，“疫情防控機(jī)器人”供社區(qū)和有關(guān)部門免費(fèi)使用，已為江蘇、山東、重慶、湖北、北京、浙江、四川、湖南、上海等多地提供服務(wù)，對話機(jī)器人自動接通10余萬戶，訪問結(jié)果直接生成數(shù)據(jù)報(bào)表供社區(qū)。

研究領(lǐng)域1.嵌入式計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)。2.智能移動機(jī)器人系統(tǒng)。3.物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。                           科研成果及簡介1.嵌入式計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)：主要應(yīng)用于便攜式儀器儀表、智能傳感器、嵌入式控制器等。2.智能移動機(jī)器人：包括輪式和履帶式驅(qū)動、智能控制移動機(jī)械手。主要應(yīng)用于危險(xiǎn)場合下的自主作業(yè)，可以完成移動機(jī)械手的三維虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)和仿真，加工調(diào)試，感知-決策-執(zhí)行智能控制系統(tǒng)。3.ZIBGEE無線自組網(wǎng)傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)、基于GPRS的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。                             獲獎與專利發(fā)明專利：1.基于全方位視覺的動態(tài)目標(biāo)識別和定位方法      申請?zhí)枺?00910228580.9（已授權(quán)）     中國 2011.9.232.基于立方體投影對魚眼圖像畸變校正方法     授權(quán)號：ZL 2009 1 0228581.3（已授權(quán)）  中國 2011.5.11實(shí)用新型：3.基于ARM和DSP的圖像處理裝置             授權(quán)號： ZL 2009 2 0250346.1   中國 2010.08.114.基于智能體及無線組網(wǎng)的移動機(jī)械手             授權(quán)號：ZL 2010 2 0152775.8   中國2010.12.085.基于ARM和雙DSP的智能移動機(jī)器人控制裝置 授權(quán)號：ZL 2010 2 0152847.9 中國2010.12.086.一種履帶式全景視覺智能移動機(jī)器人平臺        授權(quán)號：ZL 2010 2 0152779.6  中國 2010.12.087.用于事故現(xiàn)場的工業(yè)級無線拋灑傳感節(jié)點(diǎn)       授權(quán)號：ZL 2010 2 0152794.0   中國  2011.04.088.基于自組網(wǎng)拋灑傳感器的泄露檢測裝置        授權(quán)號：ZL 2010 2 0152787.0    中國 2010.12.08                             可轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目1.雙節(jié)履帶式移動機(jī)器人平臺。2.嵌入式計(jì)算機(jī)軟硬件平臺。3.具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的無線自組網(wǎng)智能家居系統(tǒng)4.便攜式電供熱設(shè)備調(diào)溫計(jì)量控制箱。5.基于3G的遠(yuǎn)程測控模塊。                  可承擔(dān)（合作開發(fā)）科研項(xiàng)目與技術(shù)合作機(jī)電液一體化成套設(shè)備、機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)開發(fā)。

在智能機(jī)器人領(lǐng)域迅速發(fā)展的背景下，移動型的機(jī)器人所展現(xiàn)出的智能化技術(shù)水平越來越高，這種機(jī)器人的應(yīng)用范圍和功能作用也越來越多。技術(shù)人員在現(xiàn)有技術(shù)能力和水平的基礎(chǔ)上看到了智能機(jī)器人的巨大發(fā)展機(jī)遇和潛力，并開始潼憬和規(guī)劃未來的發(fā)展藍(lán)圖對技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀也有了一個更為清醒的認(rèn)識，并為將來智能化移動型機(jī)器人的發(fā)展不斷進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步，也將展望未來人工智能的發(fā)展前景。 浙大團(tuán)隊(duì)完成了傳感器的標(biāo)定工作，并且提出了環(huán)視魚眼相機(jī)、輪速計(jì)陀螺儀融合方法，實(shí)現(xiàn)了基于環(huán)視相機(jī)和陀螺儀的融合估計(jì)；后完成了激光、相機(jī)、加速計(jì)和陀螺儀緊耦合的多傳感器融合的里程計(jì)框架，叫UC-Fusion;還完成了先驗(yàn)激光地圖和相機(jī)、加速度計(jì)和陀螺儀所構(gòu)成的定位系。

在信息時代，機(jī)器視覺在實(shí)現(xiàn)智能社會方面發(fā)揮著重要作用。視覺特征提取是機(jī)器視覺的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)可以提取圖像中具有鮮明特征的信息，諸如邊緣、角點(diǎn)、圓以及圖像形狀等特征，這些特征是標(biāo)定機(jī)器視覺系統(tǒng)模型參數(shù)和運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。視覺特征提取技術(shù)廣泛應(yīng)用于自主移動智能機(jī)器人、無人駕駛和無人機(jī)等場景，這些應(yīng)用場景對視覺特征提取算法的魯棒性和幀率提出了巨大挑戰(zhàn)。 具體來說，視覺特征提取算法包括SIFT（Scale-Invariant Feature Transform，尺度不變特征轉(zhuǎn)換算法）、SURF（Speeded-Up Robust Features，加速穩(wěn)健特征）、ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF，快速特征點(diǎn)提取描述）、HOG（Histogram of Oriented Gradient，方向梯度直方圖）、LBP（Local Binary Patterns，局部二值模式）等。在SURF、ORB、HOG、LBP這些經(jīng)典的特征提取算法中，SURF的魯棒性相對較高，但是過于依賴主方向的選取，使得其方向變化魯棒性不足。SIFT算法可以從圖像中提取具有不變性的魯棒局部特征，對方向變化、光照變化、噪聲、雜物場景及遮擋影響等方面的魯棒性最強(qiáng)，滿足無人駕駛技術(shù)的需求。SIFT算法的運(yùn)算量大從而導(dǎo)致的系統(tǒng)幀率低、功耗高的問題可以通過設(shè)計(jì)具有高并行度的專用硬件加速器芯片來解決。

微納米機(jī)器人（Micro/Nano-motors, MNMs）作為一種具有自主運(yùn)動功能的智能化微納米平臺，成為一種變革性的新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于靶向藥物遞送、微創(chuàng)手術(shù)、生物傳感、污水降解等眾多領(lǐng)域。?

1.痛點(diǎn)問題 傳統(tǒng)的介入手術(shù)需要在持續(xù)的X射線造影下進(jìn)行，醫(yī)生需要穿著重達(dá)30kg的鉛衣在強(qiáng)烈的X射線下數(shù)小時、精準(zhǔn)地操作導(dǎo)絲完成手術(shù)，對醫(yī)生的身體損傷極大；而人工手術(shù)也存在著不夠快速、效率較低的問題，接受手術(shù)的患者同樣需要長時間暴露在射線環(huán)境下?；诖?，本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于機(jī)器人技術(shù)和醫(yī)療方面的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)完成了一款可以方便醫(yī)生、方便患者、提高介入手術(shù)效率和安全性的介入手術(shù)機(jī)器人。 2.解決方案 本項(xiàng)成果設(shè)計(jì)了一套完全符合醫(yī)生傳統(tǒng)介入手術(shù)操作方式的、軟硬件兼?zhèn)涞慕槿胧中g(shù)機(jī)器人。針對醫(yī)生長時間穿沉重鉛衣的痛點(diǎn)問題，介入手術(shù)機(jī)器人采用了遠(yuǎn)程無延時遙控的方式，醫(yī)生可以在安全位置進(jìn)行手術(shù)操作。針對介入手術(shù)機(jī)器人的可靠性問題，開發(fā)了基于電機(jī)控制的力反饋系統(tǒng)和圖像導(dǎo)引系統(tǒng)，可以給醫(yī)生真實(shí)的手術(shù)反饋體驗(yàn)，減少失誤率。針對介入手術(shù)長時間暴露在射線環(huán)境下的問題，開發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)和圖像識別的導(dǎo)絲導(dǎo)引模塊，可以幫助醫(yī)生更快速地完成手術(shù)，提高醫(yī)療效率。 本項(xiàng)成果的預(yù)期產(chǎn)品和服務(wù)包括：介入手術(shù)機(jī)器人設(shè)備（包括軟硬件）以及每次手術(shù)需要更換的耗材部分。 合作需求 開展型式檢驗(yàn)和臨床試驗(yàn)所需的資金支持以及人力和團(tuán)隊(duì)支持。

一次實(shí)驗(yàn)最多可測四個時間，由16個1英寸數(shù)碼管組成，分四組四位同時顯示（可見距離≥8m，時基精度能達(dá)0.1ms（誤差不超過±0.01ms），配合氣墊導(dǎo)軌等，可定量演示驗(yàn)證十幾個力學(xué)實(shí)驗(yàn)，并可以一人操作，一次完成。該產(chǎn)品通過江蘇省教委專家鑒定。并獲江蘇省教學(xué)儀器評比一等獎。適合于中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)用。此產(chǎn)品是學(xué)校計(jì)時器的最佳升級換代產(chǎn)品,獲江蘇省教學(xué)儀器評比一等獎。一次實(shí)驗(yàn)最多可測四個時間,分四組四位同時顯示,時基精度能達(dá)到0.1ms,配合氣墊導(dǎo)軌等,可定量演示驗(yàn)證十幾個力學(xué)實(shí)驗(yàn)。