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成果與項目的背景及主要用途： 對于機械手臂的機械結(jié)構(gòu)盡量做到易于維護、容易擴展到更多的自由度,并 且希望其動作具有較高的靈活性。在對機械手臂的控制上,要求使用合適的控制 算法使機械手臂實現(xiàn)更高的定位精度。并希望其控制擁有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性并易 于修改控制程序,在機械手臂增加更多的自由度或者其他設(shè)備時控制系統(tǒng)具有良 好的擴展性。混聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)繼承了串聯(lián)和并聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)緊湊工 作空間占地面積比大剛度高可重構(gòu)能力強等特點，可廣泛應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)件高速 高精度數(shù)控加工單元中。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 五自由度機器人，包括固定架、第一長度調(diào)節(jié)裝置、第二長度調(diào)節(jié)裝置、第 三長度調(diào)節(jié)裝置、動平臺和定位頭，固定架的中間部位設(shè)置有第一鉸鏈，該鉸鏈 由內(nèi)、外同心環(huán)構(gòu)成，第一長度調(diào)節(jié)裝置的上部通過所述第一鉸鏈和其與第一鉸 鏈構(gòu)成的滑移副設(shè)置在固定架上，動平臺固定安裝在第一長度調(diào)節(jié)裝置的末端， 可提供兩轉(zhuǎn)動自由度的定位頭安裝在所述動平臺的底部，其特征在于：所述固定 架兩側(cè)對稱地連接有第二、第三鉸鏈，所述第二、第三長度調(diào)節(jié)裝置一端分別與 所述第二、第三鉸鏈相連，其另一端分別通過具有三轉(zhuǎn)動自由度的鉸鏈與構(gòu)成第 一鉸鏈的內(nèi)環(huán)連接。 由 2 自由度球面并聯(lián)機構(gòu)和 1 條末端裝有 2 自由度磚頭并通過移動副與之串 接的主動支鏈構(gòu)成的 5 自由度混聯(lián)高剛度機器人，可做成即插即用的可重構(gòu)模塊 54天津大學(xué)科技成果選編 55 用于搭建不同形式和用途的自動化裝備。Trivariant 系列機器人為三維空間內(nèi)的 高精度復(fù)雜曲線切割作業(yè)、焊接作業(yè)和裝配作業(yè)提供了完美的解決方案，擁有精 度佳、可靠性高、易用性強、維護成本低等優(yōu)勢。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 五自由度機器人 CN200510014459 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 提出實現(xiàn)節(jié)點 5 坐標(biāo)快速、低成本加工的創(chuàng)新構(gòu)思，進而形成基于 CAD/CAPP/CAM 和新型工業(yè)機器人的“制模—組模—鑄造—加工”數(shù)字化成套解 決方案，并成功應(yīng)用于 2010 年上海世博軸陽光谷大型復(fù)雜網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程，有效 地解決節(jié)點制造成本高、工效低、周期長的技術(shù)問題，確保每個節(jié)點尺寸和角度 毫厘不差。 應(yīng)用領(lǐng)域：裝配、焊接、搬運、加工、復(fù)雜相貫線切割 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模） 可依據(jù)客戶需求，選擇指定廠家的伺服電機，定制開發(fā)控制系統(tǒng)，并可開放 后臺接口，方便用戶進行二次開發(fā)和升級。 合作方式及條件：面議

項目成果/簡介: 該項目通過鋁合金壓鑄、鋁/鋼復(fù)合壓鑄、伺服電機高效相變熱控等方法，實現(xiàn)機械臂、減速機與伺服電機等工業(yè)機器人成套的變革性輕量化技術(shù)突破；研發(fā)高性能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)；項目采用制造工藝及控制系統(tǒng)自主開發(fā)，高度可控，將降低工業(yè)機器人的應(yīng)用成本，提升我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)競爭力。 在前期研究中已獲得工業(yè)機器人關(guān)鍵部件相關(guān)專利授權(quán)20余項，獲得廣東省科技計劃多個項目支持及國家重點研發(fā)計劃“智能機器人專項”立項：工業(yè)機器人整機性能提升與驗證，并已建成廣東省功能結(jié)構(gòu)與器件智能制造工程實驗室、廣東省節(jié)能與新能源綠色制造工程技術(shù)研究中心等平臺。 該項目具有低成本輕量化特征的核心部件及其規(guī)模制造技術(shù)；具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)。在廣東省兩項重大戰(zhàn)略專項支持下，已成功開發(fā)出精密RV減速機、相變熱控伺服電機、仿生輕量化機械臂等產(chǎn)品。自主研發(fā)減速機核心零部件自主設(shè)計并組裝的輕量化機器人整機知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

（專利號：ZL 201510908980.X） 簡介：本發(fā)明公開一種三xz由度翻轉(zhuǎn)機器人，屬于工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該機器人包括氣動抓手機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降及伸縮機構(gòu)；其中氣動抓手機構(gòu)包括抓手及氣動手指；翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括三個傳動板及氣缸；升降機構(gòu)包括升降板及氣缸；伸縮機構(gòu)包括伸縮板、氣缸、桌面連接板及固定座。本發(fā)明利用曲柄滑塊機構(gòu)，將翻轉(zhuǎn)部分放在連桿上，當(dāng)氣缸推動滑桿移動，曲柄轉(zhuǎn)動帶動連桿翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)氣動抓手的180度翻轉(zhuǎn)，同時抓手部分的氣動手指可以帶動抓手實現(xiàn)抓取和放下的動作。本發(fā)明具有機構(gòu)制作簡單、安裝調(diào)試方便及制造成本較低等特點。

該項目通過鋁合金壓鑄、鋁/鋼復(fù)合壓鑄、伺服電機高效相變熱控等方法，實現(xiàn)機械臂、減速機與伺服電機等工業(yè)機器人成套的變革性輕量化技術(shù)突破；研發(fā)高性能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)；項目采用制造工藝及控制系統(tǒng)自主開發(fā)，高度可控，將降低工業(yè)機器人的應(yīng)用成本，提升我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)競爭力。 在前期研究中已獲得工業(yè)機器人關(guān)鍵部件相關(guān)專利授權(quán)20余項，獲得廣東省科技計劃多個項目支持及國家重點研發(fā)計劃“智能機器人專項”立項：工業(yè)機器人整機性能提升與驗證，并已建成廣東省功能結(jié)構(gòu)與器件智能制造工程實驗室、廣東省節(jié)能與新能源綠色制造工程技術(shù)研究中心等平臺。 該項目具有低成本輕量化特征的核心部件及其規(guī)模制造技術(shù)；具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)。在廣東省兩項重大戰(zhàn)略專項支持下，已成功開發(fā)出精密RV減速機、相變熱控伺服電機、仿生輕量化機械臂等產(chǎn)品。 自主研發(fā)減速機核心零部件 自主設(shè)計并組裝的輕量化機器人整機

本發(fā)明公開了一種六自由度水下機器人，包括殼體，殼體上設(shè) 置有主姿態(tài)調(diào)整推進組、主動力推進組和輔助姿態(tài)調(diào)整組，三者均包 括姿態(tài)調(diào)整裝置，所述姿態(tài)調(diào)整裝置包括導(dǎo)流罩、電機座、電機和螺 旋槳；主姿態(tài)調(diào)整推進組的三個導(dǎo)流罩呈等腰三角形布置且三者的中 心線均平行于 Z 軸，并且其中的兩個導(dǎo)流罩的中心線所形成的平面平 行于 Y 軸，而另一個導(dǎo)流罩到這兩個導(dǎo)流罩的距離相等；主動力推進 組的兩個導(dǎo)流罩的中心線均平行于 X 軸，且這兩個導(dǎo)流罩的中心線所 形成的平面平行于 Y 軸；輔助姿態(tài)調(diào)整組的導(dǎo)流罩的中心線平行于

多自由度精密位移平臺由壓電馬達驅(qū)動，包含傳感器、驅(qū)動器和控制器等部件，是精密儀器運動控制系統(tǒng)的核心部分，也是精密加工設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、微電子制造檢測設(shè)備、測量儀器、印刷設(shè)備、生物醫(yī)療設(shè)備、自動化生產(chǎn)線的關(guān)鍵組件。其壓電馬達具有高分辨率、小尺寸、低能耗等特點，其運動控制部分采用先進的EtherCAT（通用超高速以太網(wǎng)現(xiàn)場總線）方案，使系統(tǒng)不僅更簡潔、更靈活，還具有更好的實時性。

搖擺臺是綜合控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、計算機技術(shù)和機械技術(shù)等多種前沿科學(xué)技術(shù)于一體的綜合性仿真與測試設(shè)備。由于其具有精度高、結(jié)構(gòu)剛性強且便于控制等優(yōu)點被廣泛用于車載、艦載和機載武器裝備的測試和仿真。本六自由度智能搖擺臺采用世界先進的空間六自由度Stewart機構(gòu)，由機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和控制軟件組成，滿足系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、動力學(xué)特性、聯(lián)接部件的機械特點，能夠?qū)崿F(xiàn)單自由度運動和多自由度組合運動

搖擺臺是綜合控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、計算機技術(shù)和機械技術(shù)等多種前沿科學(xué)技術(shù)于一體的綜合性仿真與測試設(shè)備。由于其具有精度高、結(jié)構(gòu)剛性強且便于控制等優(yōu)點被廣泛用于車載、艦載和機載武器裝備的測試和仿真。本六自由度智能搖擺臺采用世界先進的空間六自由度Stewart機構(gòu)，由機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和控制軟件組成，滿足系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、動力學(xué)特性、聯(lián)接部件的機械特點，能夠?qū)崿F(xiàn)單自由度運動和多自由度組合運動 機器人研究中心自主研制的六自由度智能搖擺臺，用于對武器設(shè)備進行仿真與測試。該搖擺臺解決傳統(tǒng)搖擺臺的效率低、測試效果不全面等問題，提高測試的效率和精確性，在專業(yè)設(shè)備中具有寬闊的市場發(fā)展前景。

多自由度精密位移平臺由壓電馬達驅(qū)動，包含傳感器、驅(qū)動器和控制器等部件，是精密儀器運動控制系統(tǒng)的核心部分，也是精密加工設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、微電子制造檢測設(shè)備、測量儀器、印刷設(shè)備、生物醫(yī)療設(shè)備、自動化生產(chǎn)線的關(guān)鍵組件。其壓電馬達具有高分辨率、小尺寸、低能耗等特點，其運動控制部分采用先進的EtherCAT（通用超高速以太網(wǎng)現(xiàn)場總線）方案，使系統(tǒng)不僅更簡潔、更靈活，還具有更好的實時性。

研發(fā)階段/n該成果一方面可以彌補串聯(lián)機器人的運動精度低、結(jié)構(gòu)剛度低、承載能力小等缺點，另一方面可用于解決傳統(tǒng)的由桿支撐并聯(lián)機器人所存在的諸多缺陷問題，利用繩索代替剛性桿作為并聯(lián)機器人的驅(qū)動元件，可以使驅(qū)動模塊安裝在機器人底座上，因而其結(jié)構(gòu)簡單，慣性小，質(zhì)量輕，運動速度快，運動精度高；具有較高的負重比率；平動工作空間較大，可實現(xiàn)變構(gòu)型且結(jié)構(gòu)易于重新配置；制造維護費用較低。該成果的各項性能指標(biāo)均優(yōu)于目前市場上廣泛應(yīng)用的六自由度液壓并聯(lián)轉(zhuǎn)臺，其主要技術(shù)指標(biāo)有工作空間為主體框架空間的45-55%，最大運動速度≥1.5m/s，最大載荷為2kg，平移運動誤差≤，角度運動誤差≤。該成果可用于空中攝像系統(tǒng)、大型射電望遠鏡、輪船制造、起重機器人、并聯(lián)肢體康復(fù)機器人、海上精密儀器檢測系統(tǒng)等領(lǐng)域。。支持額度：。300。萬元。承接單位：。湖北省。項目進展：。該成果一方面可以彌補串聯(lián)機器人的運動精度低、結(jié)構(gòu)剛度低、承載能力小等缺點，另一方面可用于解決傳統(tǒng)的由桿支撐并聯(lián)機器人所存在的諸多缺陷問題，利用繩索代替剛性桿作為并聯(lián)機器人的驅(qū)動元件，可以使驅(qū)動模塊安裝在機器人底座上，因而其結(jié)構(gòu)簡單，慣性小，質(zhì)量輕，運動速度快，運動精度高；具有較高的負重比率；平動工作空間較大，可實現(xiàn)變構(gòu)型且結(jié)構(gòu)易于重新配置；制造維護費用較低。該成果的各項性能指標(biāo)均優(yōu)于目前市場上廣泛應(yīng)用的六自由度液壓并聯(lián)轉(zhuǎn)臺，其主要技術(shù)指標(biāo)有工作空間為主體框架空間的45-55%，最大運動速度≥1.5m/s，最大載荷為2kg，平移運動誤差≤，角度運動誤差≤。該成果可用于空中攝像系統(tǒng)、大型射電望遠鏡、輪船制造、起重機器人、并聯(lián)肢體康復(fù)機器人、海上精密儀器檢測系統(tǒng)等領(lǐng)域。。項目基本內(nèi)容：。該成果一方面可以彌補串聯(lián)機器人的運動精度低、結(jié)構(gòu)剛度低、承載能力小等缺點，另一方面可用于解決傳統(tǒng)的由桿支撐并聯(lián)機器人所存在的諸多缺陷問題，利用繩索代替剛性桿作為并聯(lián)機器人的驅(qū)動元件，可以使驅(qū)動模塊安裝在機器人底座上，因而其結(jié)構(gòu)簡單，慣性小，質(zhì)量輕，運動速度快，運動精度高；具有較高的負重比率；平動工作空間較大，可實現(xiàn)變構(gòu)型且結(jié)構(gòu)易于重新配置；制造維護費用較低。該成果的各項性能指標(biāo)均優(yōu)于目前市場上廣泛應(yīng)用的六自由度液壓并聯(lián)轉(zhuǎn)臺，其主要技術(shù)指標(biāo)有工作空間為主體框架空間的45-55%，最大運動速度≥1.5m/s，最大載荷為2kg，平移運動誤差≤，角度運動誤差≤。該成果可用于空中攝像系統(tǒng)、大型射電望遠鏡、輪船制造、起重機器人、并聯(lián)肢體康復(fù)機器人、海上精密儀器檢測系統(tǒng)等領(lǐng)域。市場預(yù)期：八繩六自由度繩驅(qū)并聯(lián)機器人：銷售成本：50萬元/臺；銷售價格：300萬元/臺；年產(chǎn)值：1500萬元；年利潤：1250萬元。