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隨著機器人技術的逐步完善,適于特殊作業的機器人種類也日益增多,其應用領域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業.隨之而來的,各行業對機器人的性能指標提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質量輕,能耗低等,從而對機器人結構的設計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足人類向微小世界探尋的需要,作為機器人技術發展的一個重要分支,微操作機器人成為機器人學中十分活躍的研究領域. 本文結合國家"863"計劃項目"6自由度納米級宏微操作機器人的研究(項目編號2002AA422260)"和"原型裝置靶瞄準定位系統工程預先研究項目(項目編號863-804-5)",共搭建了3套實驗系統,其中采用了單一驅動以及雙重驅動兩條技術方案.在廣泛的分析了目前已有的柔性精密定位系統,并聯精密定位系統和宏/微雙重驅動系統的基礎之上,針對目前大范圍運動定位與高精度定位的應用實際需要,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設計,并以此構建六支鏈大行程柔性并聯結構定位系統,為滿足超高精度的定位需要,在并聯支鏈中集成了壓電陶瓷驅動,構成了宏/微雙重驅動并聯結構系統,充分體現了驅動,結構,檢測一體化的設計思想. 在結構單元的設計方面,針對當前柔性鉸鏈運動范圍小等問題,在通用的球副柔性鉸鏈的基礎之上,提出了大行程柔性鉸鏈的概念設計;在柔性并聯結構的設計方面,提出了在通用的并聯結構系統中,采用大行程柔性鉸鏈代替傳統運動副的設想,建立基于大行程柔性鉸鏈的并聯結構系統. 在大行程柔性并聯結構的運動學建模方面,利用材料力學的基本原理和小變形假設,推導了大行程柔性鉸鏈的數學模型,并給出了在全局坐標系下的顯式表達;在此基礎之上,通過剛度組集的辦法建立了大行程柔性鉸鏈并聯結構柔性支鏈的運動表達式,通過聯立運動位移協調方程和力約束協調方程,建立了并聯結構的位置解模型. 由于并聯結構系統中的各部件,特別是柔性鉸鏈結構在自身變形提供整體結構的運動輸出的同時,還經歷了大范圍的剛體運動,導致大行程柔性并聯結構的位置解模型成為典型的幾何非線性問題.鑒于此,本文首先推導了空間柔性結構的幾何非線性的剛度遞推模型,并利用牛頓-萊弗森方法對該模型進行了求解.由于幾何非線性模型的迭代求解方式,導致該模型的實時性很差,不易移植至控制系統進行實時控制求解,故在大量的試驗嘗試的基礎之上,選擇了BP神經網絡方法,建立了3層六輸入-六輸出的位置解神經網絡結構,從而在方便了實時控制編程的同時,還大大提高了系統的位置解的求解速度. 由于柔性并聯結構的位置解模型中不僅僅包括結構中的位置信息,還提供了結構中相關的力信息以及剛度信息,本文在上述位置解模型的基礎之上,給出了該類系統的剛度模型,并建立了并聯結構中的結構參數和尺度參數對系統剛度的影響圖譜,對這類系統的結構綜合以及優化設計提供了有力的工具. 在大行程柔性并聯結構的動力學建模方面,采用了歐拉梁理論和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于實際位移的大行程柔性鉸鏈并聯機器人各支鏈的動力學模型,并通過位移協調方程和動力協調方程,最終得到并聯系統的動力學模型.綜合采用了紐馬克方法和牛頓-萊弗森方法解決了系統動力學求解問題,并通過一個算例進行了基于逆動力學的求解仿真. 在大行程柔性并聯結構的樣機實驗方面,我們提出了采用大行程柔性鉸鏈作為被動關節的6-PSS并聯機器人系統,該系統采用壓電馬達作為驅動器,精密光柵尺作為位置反饋元件,其可在立方厘米級的工作空間內實現微米級精度的運動;在此基礎之上,我們在并聯機器人的支桿中嵌入壓電陶瓷,在壓電馬達的宏運動結束之后,壓電陶瓷可以驅動并聯機器人進一步的微調,從而得到一個6-PSS和6-SPS結合宏微雙重驅動并聯機器人系統,其中,微動系統可在微米級運動空間內實現納米級的運動精度.基于大行程柔性鉸鏈的宏微雙重驅動并聯機器人系統,可以同時滿足大工作空間和高精度的工程需要.此外,我們將大行程柔性鉸鏈并聯機器人系統,成功的應用到激光瞄準靶支撐裝置中,其厘米級的運動范圍和納米級的運動分辨力,使其在神光III系統中發揮了十分重要的作用.

項目成果/簡介:隨著機器人技術的逐步完善,適于特殊作業的機器人種類也日益增多,其應用領域不斷拓展到微電子制造,MEMS封裝與組裝,高精密機械加工與裝配,生物芯片制備,大范圍高速掃描檢測裝備等行業.隨之而來的,各行業對機器人的性能指標提出了越來越高的要求,追求機器人的高定位精度,高重復精度,高分辨力,同時還要求其工作范圍大,質量輕,能耗低等,從而對機器人結構的設計提出了更高的要求.在這樣的前提之下,為滿足

空冷技術是富煤缺水地區火力發電的關鍵技術，但氣象、環境條件對空冷機組的性能存在顯著的復雜影響；同時，空冷系統本身也具有典型的多尺度特征，探索空冷機組的安全高效運行和優化設計方法，實現火力發電的節能節水，是動力工程領域面臨的前沿和挑戰性課題。 從實驗研究條件、多尺度數值計算模擬仿真和現場熱力性能試驗等不同角度，建立了迄今最為全面和完善的空冷系統性能研究環境，為開展適合我國北方自然環境條件的電站空冷技術研究提供了良好的支撐條件；完整揭示出大型火電空冷系統的性能特征和特性機理。開發了空冷單元空氣流場的優化組織、空冷島環境風場誘導強化技術和裝置，提出風機群分區優化運行技術，解決了空冷技術受制于環境風場和極端氣溫不利影響帶來的機組運行熱效率偏低的核心難題。開發了空冷凝汽器用系列化新型高性能翅片管傳熱元件；提出具有自主知識產權、適合我國北方氣象環境條件的新型間接空冷系統；結合我國國情，提出新的空冷凝汽器性能評價準則。顯著提高了空冷選型和系統設計關鍵參數的優化水平，從源頭上保障了空冷機組的優化設計和高效運行。 近5年來，實驗室研究人員在該方向發表國內外學術期刊論文近50篇，被相關研究引用250余次，獲授權發明專利5項。成果的主要技術內容通過了教育部科技成果鑒定，并先后獲2009年教育部科技進步一等獎和2011年國家科技進步二等獎。項目成果在火電行業近百臺大型空冷機組中得到應用，可使機組供電煤耗降低4.5-7g/kWh。項目成果的推廣應用，可使火電行業形成年節約標準煤500萬噸的能力，具有顯著的經濟、社會效益。

本發明提出一種多空路面再生時骨架恢復方法，以瀝青混合料的空隙率和骨架材料的質心距為控制標準，對多空路面再生的舊料和新料的參量進行計算。包括對舊路取芯進行CT掃描圖像分析獲得舊料級配和所有石料的幾何信息；根據目標級配制備目標試件，通過CT掃描圖像分析獲得目標試件的質心距和空隙率；通過離散元軟件建立各個級配石料的數值模型，依據目標試件的質心距和空隙率計算獲得新舊料參量。本設計方法與已有瀝青混合料再生技術相比注重粗集料的分布和再生后路面的空隙率，采用數值方法從細觀角度解決了多空路面再生時排水性能下降的難題，優化了再生時級配設計流程，采用計算機輔助設計更能迅速準確的找到最優解，具有較高的工程價值。

本發明公開了一種面向空基監視的多目標跟蹤方法，屬于航空監視領域。

西安科技大學煤礦支護研發中心王曉利教授創新團隊自 2002 年開始就對我國煤礦的沿空留巷圍巖活動機理、圍巖控制技術、采區回采巷道布置系統、 Y 型通風系統及留巷埋管瓦斯抽放技術進行了系統研究，目前此項技術已經成熟并在全國開始推廣應用。柔模混凝土沿空留巷安全開采成套技術在神華集團神東公司、神華寧煤集團、神華烏海能源公司、冀中能源峰峰集團、冀中能源邯鄲礦業集團、陜煤集團、山西潞安礦業集團、河南神火集團、貴州六枝工礦集團、山西金暉煤焦化工集團和山西宏源煤業集團等單位的 30 多個煤礦的薄煤層、中厚煤層、厚煤層和綜放特厚煤層沿空留巷無煤柱安全開采項目中進行了成功應用，取得了良好的技術經濟和社會效益。該成果經中國煤炭工業協會和河北省科技廳鑒定為國際領先，獲中國煤炭工業協會科學技術二等獎和河北省科技進步三等獎。

仿生飛烏賊軟體跨海空航行器首次提出軟體跨海空航行理念 仿生樣機自由在水下和空中穿梭航行，與麻省理工大學Media lab合作研究成果軟體跨海空航行器發表在機器人領域的頂級會議 International Conference on Robotics and Automation（ICRA 2019 第一作者）。鐵路隧道排水系統巡檢機器人根據鐵路隧道排水系統的實際環境，設計一款巡檢機器人，能夠在水下、水面、淤泥等復雜情況下行 走。巡檢機器人攜帶一個高清攝像頭，通過與機械臂的緊密配合，能夠對鐵路隧道排水系統的側溝、中 心溝，以及側旁的盲管入口進行有效的觀測。通過多傳感器融合技術實現巡檢機器人在復雜環境中作業， 并且實時傳輸攝像頭、傳感器等反饋的數據，為使用者提供隧道內部環境的檢測信息

1. 針對人機交互和人體感知場景開發智能微波感知識別技術，實現基于手勢識別和動作識別技術的交互控制應用、基于人體定位跟蹤、呼吸心跳測量、跌倒檢測和身份識別技術的存在檢測、健康監護和安防監測應用。 2. 采用小尺寸的集成毫米波雷達芯片，精簡硬件設計，縮小模組尺寸，軟硬件聯合優化減低功耗，集成針對人機交互和人體感知場景設計的多種功能算法，打造小尺寸、低成本、低功耗、多功能的新型通用傳感器。

項目簡介 煤氣化技術因其在成本、環保等方面的優良性能，在電力工業、化學品生產、燃氣工業 等領域獲得了廣泛的應用，而大型化的煤氣爐是工業應用取得成功的前提，建立準確的煤氣 化爐動力學數學模型是研究氣化爐放大的有效手段之一。本模型為三維流化床氣化爐動力學 模型，處于國際國內領先水平。 項目特點 本模型以 Fluent 軟件為平臺，采用雙歐拉氣固流動模型結合顆粒動力學理論計算流化 床的流場，在此基礎上加入化學反應模塊從而建立了氣化爐整體反應動力學模型，得到了氣 體和顆粒的速度場、反應物及生成物的濃度場、溫度場、化學反應速率場、壓力的分布及脈 動等信息。 項目前景 本模型可以為研究流化床氣化爐的放大提供有效手段，節省大量資金，且可以對試驗工 況進行優化，為工況的選擇提供參考。 流程圖：