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本發(fā)明公開了一種具有雙擺錘的球形機(jī)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(dòng)，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(diǎn)位于球形內(nèi)殼球心；固定軸一端連接擺錘電機(jī)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(shí)現(xiàn)了球形機(jī)器人向任意方向滾動(dòng)，方便易行，穩(wěn)定性高。

突破了人機(jī)交互遙操作機(jī)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(jī)交互遙操作的關(guān)鍵支撐設(shè)備，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域： 老齡化社會(huì)和殘疾人需要家用機(jī)器人服務(wù)。當(dāng)今中國，需要面對(duì)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(cái)力來陪護(hù)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(jī)器人對(duì)提高老人的生活質(zhì)量及緩解國家和社會(huì)的壓力具有重要的意義。 面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機(jī)器人的主要功能有： （1） 個(gè)人助理，包括日程計(jì)劃與提醒、面孔記憶與識(shí)別、電子設(shè)備操作指導(dǎo)、可視通話、攝影攝像、報(bào)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(dòng)交流等。 （3） 安全監(jiān)測，包括人體活動(dòng)分析及異常檢測、煤氣水電危險(xiǎn)監(jiān)測、視頻監(jiān)控等。 （4） 云端計(jì)算，包括用戶活動(dòng)、交互反饋云端存儲(chǔ)、用戶習(xí)慣模式分析及個(gè)性化交互推薦、機(jī)器人協(xié)作交流等。 特色及先進(jìn)性： 該成果包括全向移動(dòng)地盤技術(shù)、機(jī)器人控制技術(shù)、3D手勢精確建模識(shí)別和學(xué)習(xí)技術(shù)、2D和3D眼動(dòng)跟蹤和檢測技術(shù)，具備先進(jìn)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(biāo)： 靜態(tài)手勢識(shí)別，采用WDTW識(shí)別技術(shù)，可以識(shí)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(shí)別率方面，在CHTG自定義手勢數(shù)據(jù)庫中，對(duì)3D連續(xù)手勢識(shí)別算法進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，我們的方法和傳統(tǒng)的識(shí)別的方法分別取得了85%的正確率以及12.2%的錯(cuò)誤。 眼動(dòng)控制采用基于投影空間中交比不變性的眼睛凝視點(diǎn)估計(jì)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(dòng)控制技術(shù)精精度高達(dá)2度。 能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵問題和實(shí)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(jī)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(jī)。項(xiàng)目實(shí)施后將推出極具競爭力的居家養(yǎng)老家政服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景。

老齡化社會(huì)和殘疾人需要家用機(jī)器人服務(wù)。當(dāng)今中國，需要面對(duì)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(cái)力來陪護(hù)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(jī)器人對(duì)提高老人的生活質(zhì)量及緩解國家和社會(huì)的壓力具有重要的意義。面向居家養(yǎng)老的家政服務(wù)機(jī)器人的主要功能有：（1） 個(gè)人助理，包括日程計(jì)劃與提醒、面孔記憶與識(shí)別、電子設(shè)備操作指導(dǎo)、可視通話、攝影攝像、報(bào)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(dòng)交流等。（3） 安全監(jiān)測，包括人體活動(dòng)分析及異常檢測、煤氣水電危險(xiǎn)監(jiān)測、視頻監(jiān)控等。（4） 云端計(jì)算，包括用戶活動(dòng)、交互反饋云端存儲(chǔ)、用戶習(xí)慣模式分析及個(gè)性化交互推薦、機(jī)器人協(xié)作交流等。

依托我校“機(jī)器人視覺感知與控制技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室”等重點(diǎn)研究基地，重點(diǎn)開展面向工業(yè)4.0的智慧工廠技術(shù)、生產(chǎn)線自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)、智能工業(yè)機(jī)器人、高性能伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)等制造業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化升級(jí)改造關(guān)鍵技術(shù)和裝備的研發(fā)。在機(jī)器人感知技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了傳感器微型化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化，為機(jī)器人感知提供系統(tǒng)的解決方案；在機(jī)器人控制技術(shù)方面提高了機(jī)器人操作精度、可靠性、可重復(fù)性等性能指標(biāo)，保障機(jī)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(jī)器人包括鐵軌表面缺陷檢測機(jī)器人、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸鑄件清理機(jī)器人、高壓電線巡檢除冰機(jī)器人、與瑞森可機(jī)器人公司聯(lián)合研制的關(guān)節(jié)臂式機(jī)器人等。

智能交互式上肢康復(fù)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上改進(jìn)了現(xiàn)有動(dòng)力型上肢康復(fù)機(jī)器人將電機(jī)放在運(yùn)動(dòng)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(jì)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(jī)交互控制需要，同時(shí)還設(shè)計(jì)了多種訓(xùn)練模式（被動(dòng)訓(xùn)練、助力訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練等）。醫(yī)、患、機(jī)三者交互，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生跟患者，醫(yī)生與機(jī)器，患者與機(jī)器之間的遠(yuǎn)程、無線控制。

定位精度高，擰絲頭與鋼材的嚴(yán)格位置關(guān)系是保證打捆成功的關(guān)鍵，也是打捆機(jī)高性能的具體體現(xiàn)?，F(xiàn)有設(shè)備在垂直與水平兩個(gè)方向定位，且系統(tǒng)不穩(wěn)定很難達(dá)到正確位置，故定位精度不準(zhǔn)確，定位時(shí)間長達(dá)20秒左右。而本產(chǎn)品用一個(gè)自由度來完成兩個(gè)方向的定位，并能自動(dòng)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(huì)出現(xiàn)松捆和散捆等現(xiàn)象。 蓄絲機(jī)構(gòu)的蓄絲量取決于導(dǎo)絲槽直徑，從而決定每個(gè)打捆周期的送絲的長度，同時(shí)該機(jī)構(gòu)還負(fù)責(zé)抽絲動(dòng)作的完成，現(xiàn)有設(shè)備采用蓄絲輪于蓄絲油缸串聯(lián)機(jī)構(gòu)（即立式），安裝在打捆機(jī)底部。本產(chǎn)品采用并聯(lián)雙油缸同步推進(jìn)并置于打捆機(jī)上部，全部露在外部，這樣機(jī)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，造型美觀。在導(dǎo)絲槽上設(shè)計(jì)了加強(qiáng)臂，并在其上安裝了成型器，實(shí)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?？刂品矫媸褂昧嘶赑LC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(jí)的設(shè)備監(jiān)控、故障診斷體系，并為打捆機(jī)的進(jìn)一步智能化提供了可靠依據(jù)。 主要性能指標(biāo)：1. 本產(chǎn)品與國外現(xiàn)有技術(shù)相比較，整機(jī)布局的合理性，徹底解決了難于維護(hù)和檢修的問題，提高了運(yùn)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(jī)構(gòu)：并聯(lián)雙油缸同步推進(jìn)并置于打捆機(jī)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(xiàng)技術(shù)是以機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，利用機(jī)器取代人工從事裝配精 度較高、重復(fù)繁重動(dòng)作較多、勞動(dòng)強(qiáng)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(xiàng)技術(shù)已成功應(yīng)用于汽車部件、飛機(jī)部件等產(chǎn)品的自動(dòng)化 裝配。 該項(xiàng)技術(shù)解決了設(shè)備自動(dòng)調(diào)平（沿法線方向）鉆孔，自動(dòng)在線檢測位 移、壓力、流量等產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，具有自動(dòng)判斷零件特征、自動(dòng)糾錯(cuò)措施

發(fā)揮上海交大自動(dòng)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(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的電機(jī)控制診斷模組，全球范圍內(nèi)首度實(shí)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(jī)械臂及路橋焊接工作站，到實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片流片