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[成果] 1800290218 山东
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:项目研发单位通过电力机器人相关技术研究,分别完成了输电线路巡检无人机、变电站巡检机器人、带电作业机器人及电动汽车换电机器人的研制工作,实现了机器人在电网的输电、变电、配电、用电各环节的应用。针对复杂的室外环境和多样化的电力设备,项目开发的基于图像的电力设备状态识别检测技术,实现了电力机器人自主检测与作业,满足了机器人在电网上各环节的应用需求。 成果创新性:1、针对电网输电、变电、配电、用电各环节运行需求,综合运用机械可靠性设计、多传感器融合、无线通信、非接触检测、导航控制等技术,研制了系列化电力特种机器人,可以代替人工进行巡检和作业,为电网安全运行提供重要的技术支撑。 2、采用多输入多输出运动控制技术,对机械磨损、任务负载、重心等变化有很强的自适应性,对外部扰动具有很强的鲁棒性,运动控制精度高,保证了电力机器人在特殊环境下的可靠稳定运行。 3、创新提出了基于视觉、激光、地理等信息的多传感器融合技术,实现机器人对运行环境的感知,结合最优路径规划算法,研制了机器人目标辨识和自主导航系统,解决了电力机器人在复杂作业环境下的精确定位和导航难题。 4、创新提出了基于图像先验知识的电力关键部件识别、设备状态分析和异常检测算法,构建了设备状态预警模型,实现了电力机器人在非结构环境下对电力设备状态的识别与判断。 5、开发了适用于机器人的系列化带电作业工具,利用多重绝缘防护技术、冗余自由度双向力反馈等技术,完成变电站、配网、输电线路的复杂作业任务,提高了作业效率,保证了人员的作业安全。 成果先进性:项目研究电力机器人关键技术多项经专家鉴定为国际领先,电力机器人在国内已推广应用,国内市场占有率75%以上,其他份额基本为其他单位采用该单位研发的中间技术生产的产品。国外有日本等国家进行过该项目相关电力机器人试点研究,但由于技术问题,均无法进行推广应用。在电力设备状态自动检测、自主作业及工程化应用等方面,该项目研制的电力机器人均明显优于国内外同类产品。 成果独占性:的电力机器人技术应用还存在困难,电力行业应用对电力机器人有着迫切的需求,而电力行业复杂的应用条件下,应用领域和覆盖范围广,相关关键技术亟待取得突破,该项目涉及电力领域各环节电力机器人关键技术研发,申请了多项专利保护,结合现场复杂应用情况,并实现了电力机器人的推广应用,所获成果属国际首创。
[成果] 1800300009 辽宁
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术适用范围:城市污水处理厂机械脱水污泥,各种工业污泥以及江河湖泊产生的污泥、底泥基本原理: 将机械脱水污泥由进料装置送入转盘式污泥干化机中与由蒸汽发生装置产生的以100℃-150℃的低温水蒸汽进行相变换热,并通过空心轴上的空心盘片和导流片的转动使污泥翻转、搅拌,使污泥与筒体内壁和空心盘片相接触,不断更新受热面实现充分加热,使其所含的水分发生相变蒸发,污泥得到干化;污泥干化尾气中蒸汽潜热利用潜热回收热泵回收,并将回收的热能,再经蒸汽发生装置产生的低温水蒸汽作为干化热源,利用于污泥干化,尾气蒸汽发生相变由蒸汽变成冷凝水;在干燥过程中污泥将产生恶臭气体,利用生物过滤器巧对污泥干化尾气进行处理,实现干化过程无臭味排出。 工艺流程: 泥转盘干化工艺包括:污泥存储装置、蒸汽发生装置、污泥转盘干化系统、余热回收系统、废气收集及处理系统、控制系统等几个部分。 本示范工程是通过污泥调理、脱水、转盘干化达到污泥无害化、减量化和稳定化的目的。具体流程为: (1)二沉池污泥通过加入调理剂进行调理后进入污泥脱水机,将污泥水分降到80%以下后,由螺旋送料机送入污泥储料斗内,储料斗下部安有螺旋装置将脱水污泥送到干化机内。 (2)脱水污泥经螺旋送料装置从进料口进入干化机,并与转盘空心内腔中的饱和蒸汽(120-150℃)进行间接换热。干化机盘片上装有推泥板,将污泥向前推进的同时对污泥进行翻转、搅拌,使污泥与干化机筒体内壁和空心盘片充分接触,并不断更新受热面,实现污泥的充分加热。污泥中的水分以蒸汽的形式被脱除,干化后的污泥从干化机底部的出料口经螺旋出料装置排出干化机。通入干化机的饱和蒸汽通过相变换热后,变成蒸汽冷凝水,经由干化机中心轴内的冷凝管排出。 (3)污泥干化产生的污泥废蒸汽由引风机从干化机的蒸汽出口引出,并与排出的蒸汽冷凝水在换热器内进行换热,进行余热回收后,蒸汽冷凝水可升温到近100℃。蒸汽冷凝水被导回到锅炉中继续加热,产生蒸汽。 (4)污泥干化过程产生的臭气和不凝的挥发性有机化合物(VOC)由离心风机抽送到生物除臭装置内进行除臭处理,剩余气体导入污水厂曝气池内进行曝气处理。污泥蒸汽冷凝水送入到污水厂进行进一步的污水处理。 关键技术: 环境友好型高效污泥转盘干化技术。 技术来源及知识产权概况: 污泥干化主体设备自主研发,干化系统为优化集成,该技术已申请并获批国家发明专利。
[成果] 1800300019 重庆
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术技术来源:优化集成适用范围:村镇污水处理基本原理: 跌水曝气就是水体从高处跌落,搅动水面,产生水跃,使液面与空气接触的表面不断更新,把空气中的氧转移到水中,从而使水充氧的过程。将若干的小桶置于一个大圆转盘的圆周上,小桶桶壁上钻很多小孔,利用山地乡镇天然的地形高差,在污水从高位向低位自然流动的过程中,通过管道将污水从高处跌落进入桶中,水从居于高处的桶壁小孔射出的过程中,改变污水的流动途径和方式,被分成若干细小的水滴束流,水与空气的接触面较直接大水片跌落扩大了约100倍,得以充分曝气。 通过实验测试表明:污水通过每级3-5m跌落,自然跌水曝气以后,污水中的DO含量提高的范围是0.06-0.72mg/L,增长率在3.30%-17%之间。平均增长率为11.39%。从而实现无能耗跌水自动曝气,达到水流势能与动能的充分转化和利用。自然跌水曝气池对NH4+-N的去除率在1.07%-6.87%之间,平均去除率为3.56%;TN的去除率在1.75%-40.04%范围之间,平均去除率为17.15%;TP的去除率在0.85%-30.48%范围之间,平均去除率为7.68%;COD的去除率在1.92%-37.66%之间,平均去除率为15.18%。所以利用地形高差势能的跌水曝气能有效的提高污水中的DO浓度。 关键技术:改良人工快渗系统。
[成果] 1800300030 安徽
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术技术来源:自主研发的集成技术适用范围:冲击负荷大及含部分油污污染物的生活污水基本原理: 该微好氧双膜处理系统是传统膜生物反应器与生物膜反应器的耦合。膜生物反应器(MBR)具有污染物去除率高、出水水质好等优点,但膜组件价格高、能耗高,且膜易污染的缺点。研究开发的微好氧双膜处理系统利用廉价粗网材料代替传统微滤膜,采用重力出水和低曝气量,降低了成本和运行费用,且能有效缓解膜污染;在系统中加入纤维填料,实现较好的微好氧环境,并通过连续进水、间歇曝气实现同步硝化、反硝化,最终达到COD、TN、TP的同时去除。该系统充分利用微好氧生物群落对冲击负荷的优异适应性,实现废水污染物的持续高效去除。 工艺流程: 污水经调节池由进水泵引入微好氧双膜反应器,底部进水并曝气处理,污水自下而上经过膜组件,处理后,由反应器上部过膜压力出水。 关键技术: 1、系统优化和模块化控制技术 2、自动化运行技术 3、廉价膜组件挂膜技术技术来源及知识产权概况:该技术为该课题自主研发的集成技术,已申请国家专利,专利名称:一种污水处理工艺的优化方法申请号:201110127239.1五、技术的创新点、优势及适用性创新点:将传统膜生物反应器与生物膜反应器耦合,集成两种反应器的优点,并选用廉价的膜材料,降低成本并能缓解膜污染问题。 优势:1)运行操作简单; 2)一次性投资低,仅为常规膜生物反应器的1/5;适用性:巢湖流域经济水平相对不发达,政府及企业用于环境保护的投资相对薄弱,该技术最大的优势是投资低,操作简单,尤其适用于在巢湖流域推广应用。
[成果] 1800300035 浙江
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术技术来源:自主研发适用范围:污水厂剩余污泥基本原理: 开发了不同容量的污泥复合循环流化床焚烧锅炉,通过物料复合循环、多层二次风湍流、冷热风分级送风、受热面优化布置、采用抗腐蚀管材等措施,提高燃烧稳定性和热效率,实现根据污泥含水率和热值不需或仅需少许辅助燃料即可实现能量自平衡。 根据用户的不同需求,可以采用下列焚烧方式:a.新建焚烧炉焚烧半干化后的污泥(或直接焚烧湿污泥);b.半干化后的污泥(或湿污泥)掺入现有的燃煤锅炉混烧;c.半干化后的污泥与生活垃圾或其他固体废弃物混烧。 关键技术: (1)研究了污泥的热解动力学特性和理论燃烧温度。分析了污泥在流化床内的燃烧过程及特点。 (2)开发了不同容量的污泥复合循环流化床焚烧锅炉,通过物料复合循环、多层二次风湍流、冷热风分级送风、受热面优化布置、采用抗腐蚀管材等措施,提高燃烧稳定性和热效率,实现根据污泥含水率和热值不需或仅需少许辅助燃料即可实现能量自平衡。流化床污泥焚烧锅炉热效率为85%,灰渣热灼减率<5%,污泥焚烧灰综合利用率100%。 (3)形成了包含污泥干化系统、污泥焚烧炉系统、烟气净化系统、余热利用系统的污泥无害化能源化集成系统,研究了确定最佳入炉含水率的系统优化设计方法,形成了干化焚烧、煤粉锅炉掺烧和与生活垃圾混烧等多种污泥无害化处置的技术路线。该技术充分体现了节能和循环经济的原则。污泥深度脱水和干化后提高了热值、节省后续焚烧处理的费用;干化后的污泥经高温焚烧后产生的灰体积将缩小90%以上,有毒有机物热分解彻底,焚烧产生能源可回收利用,灰、渣可作为建材材料使用。 技术来源及知识产权概况自主研发,申请发明专利数4项,发明专利授权数2项。
[成果] 1800300095 北京
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发适用范围:300~1000mm管径的污水管基本原理: 自主研发的管道机器人能在300-1000管径的污水管中行走,并获得管道内部视频数据,通过该研究建立的综合评价方法,对污水管道的健康状况进行定量化的评估,为科学客观的进行管道维护修复决策提供正确的依据。 工艺流程: 1)试制污水管道视频机器人系统,主要由移动载体(行走部件)、管道内部环境识别检测系统、信号传递和动力传输及控制系统组成。 2)试制污水管道修复机器人,该机器人机械臂可搭载切刀、磨头以及喷头等工具,对管道中存在的沉积物、结垢、树根以及轻微裂缝等问题可进行切削、打磨以及喷涂处理。 3)建立污水管道缺陷检测结果分级方法和基于模糊决策的排水管道缺陷状况评价方法。对管道机器人检测的数据进行综合分析及管道健康状况评价。 关键技术: 研发的管道视频检测机器人及其控制、视频采集、记录技术,与国际市场产品性能相当,并具备管道内部易燃易爆、有毒气体原位检测功能。
[成果] 1800130180 北京
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:自1954年现代意义的机器人发明以来,经典的移动机器人结构已稳定为轮履及仿生等结构形式。上世纪90年代以来,并联机器人和软体机器人等新结构相继被发明,该项目区别于已有结构,原创并系统地发明了可重构多模态移动机器人家族。从2006年起,北京交通大学联合国内相关研究机构,在国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目的大力支持下,经十余年研究、技术开发及应用示范,形成了具有独立学术体系的开创性新领域。主持开发出中国原创概念、拥有完全自主知识产权的教育机器人装备体系,打破了长期以来以离散单元搭建式机器人主导教育领域的格局。主要技术创新点如下: 1.模块化可重构移动机构及机理创新。突破了平台重合、转动副同轴和自穿越等技术,发明了成体系的可重构单元。发现了平面运动链滚动运动机制,提出了空间多闭环移动连杆机构的方法。以移动连杆机构为基本单元,提出了网格式移动连杆机构重构扩展新方法。基于顶点单元与伸缩单元的模块化构造思想,形成了可重构移动系统全新设计理念。 2.变拓扑移动机构及其演化机制创新。发现了移动机器人杆件、运动副、缩放、支链等变拓扑连续演化规律,建立了移动机器人基础拓扑构型库。突破了多层折叠、结构解耦、嵌套驱动、超冗余、构型互变等关键技术,研制出以演化、组合等为基础的移动机构变拓扑创新机制。 3.多模式及移动操作一体化技术创新。突破了变机架、变输入输出、变外形等核心技术,发明了成家族的多模态地面移动机器人。突破了变胞、奇异位控制等技术,实现了多移动模式同一机构上集成和切换。突破了构型创新、地面接触仿真及变形移动控制等核心技术,从运动模式上统一了移动、操作及结构演化规律。 4.形成了自成体系的MSEAP教育技术。基于该系列机器人及教育技术先期在面向全北京市所有初一学生的“初中开放性科学实践活动”中试点。在北京师范大学第二附属中学、北京市第二中学等40余所北京市中小学设立专门实验室,培养了600余名创新能力突出的学生。 该项目系统掌握了可重构多模态移动机器人创新的全套设计要素和技术方法。依托以上技术,研制出12个系列200多种移动机器人,累计生产13700余台公益机器人产品。核心技术获国家发明专利授权32项,发表SCI、EI等学术论文60余篇。作为重大公益项目已广泛应用于130余所北京市中小学以及科技场馆的创新实践活动,受众超8万人次;十余年来以北京科技周主场活动等载体向大众普及机器人科技知识超过50万人次,社会效益显著。
[成果] 1800220015 安徽
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:随着钢铁工业大气污染物排放标准再次修订并即将执行,许多企业面临减产和关闭的局面,因此新一轮环保提效改造正在兴起,特别是超低排放(颗粒物排放浓度小于10mg/Nm3)势在必行并已日渐常态化。袋式除尘器是解决冶金烟尘污染的重要环保技术与装备之一,然而,随着排放标准的日益严格,袋式除尘器在使用过程中的问题也不断显现,如滤料的选用不合理、滤袋使用寿命短、清灰效果差等,这些问题严重影响袋式除尘器的超低排放效果。近年来高性能滤料也不断出现,但是这些滤料大都依赖进口,而且不能从本质上解决使用寿命短的难题。因此,在国家自然科学基金、科技部中小企业创新基金、安徽省科技攻关等项目的支持下,对上述袋式除尘设备设计及运行中存在的问题进行深入研究,构建了基于微观结构生成纤维滤料三维模型的方法、开发了基于优化设计的袋式除尘系统数字化模拟平台、发明了新型滤筒除尘技术及装备,取得了原创性成果: 1.构建了基于微观结构优化纤维滤料过滤性能的方法。提出基于微观结构动态生成纤维过滤介质三维模型的算法,开发出相关软件,动态控制纤维过滤介质中纤维排列方式、直径、填充密度等关键参数,利用计算流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)耦合计算细颗粒在纤维表面及内部的沉积、团聚特性,实现纤维滤料的优选,克服了盲目选择高性能滤料增加企业生产成本的问题。研究结果已用于指导纤维滤料的生产,使得生产的滤料在满足超低排放要求的前提下,其克重下降10-20%。 2.开发了基于优化设计的袋式除尘系统数字化模拟平台。发现了袋式除尘器的进气位置及结构、灰斗内设置导流板、布袋排列方式等对其袋室内气流分布特性的影响规律,研发出一种新型滤袋框架,延长滤袋使用寿命、节省成本、提高安装效率。开发了袋式除尘系统数字化模拟平台,实现了只需输入有关参数即可完成袋式除尘系统优化设计的目标,解决了滤袋使用寿命短的难题。通过该项技术的应用,袋式除尘系统设计效率提高30%,滤袋使用寿命提高20%以上,而且滤袋框架节省成本10-20%。 3.发明了新型滤筒除尘技术及装备。开发出一种新型滤筒,突破了常规滤筒脉冲清灰效果不佳的难题,不仅实现了脉冲清灰时滤筒表面压力峰值的均匀分布,改善了滤筒的清灰性能并使其使用寿命延长约20%,而且,和常规滤筒相比,其过滤风速降低约20%,对于1-2.5µm的颗粒,过滤效率增加1.39%,阻力降低约10%。另外,基于层次分析法建立了新型滤筒除尘器的性能评价因子的递阶层次结构模型,确定影响新型滤筒除尘器性能指标的权重,实现了该新型滤筒除尘器在工业化应用时的优选。 该项目授权发明专利7项,软件著作权3项。主要技术已在钢铁企业得到推广应用,相关环保企业近3年新增销售额达到80437万元,新增利润9012万元。
[成果] 1800220035 江苏
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,煤电作为国家主体基础能源已成为节能减排的重点领域。2015年12月,李克强总理召开国务院第114次常务会议,决定全面实施燃煤电厂超低排放改造。实现燃煤超低排放是缓解中国大气污染、改善空气质量的重要途径。项目聚焦燃煤火电机组超低排放关键技术领域,针对安徽省燃煤火电机组超低排放改造“关键问题技术攻关”和“验收与效果评价”两个主题开展系统研究和工程应用。在国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司、国电科学技术研究院有限公司等专项的支持下,历经3年攻关,取得了丰硕的成果: 1.超低排放改造中装备开发与监测技术:研制了微孔滤尘烟气净化处理装置和固氮反应管腔制氨装置,开发了脱硝尿素热解自动控制系统和导叶结构全负荷烟气脱硝系统,设计了多点混合取样装置,达到了提高超低排放改造设备污染物脱除效率、监测精度的目标,实现了改造机组稳定超低排放。 2.超低排放改造设备运行中缺陷诊断技术:创立了多维参数正交的评估氨逃逸率方法和XRF检测烟尘中氨含量方法,设计了氧化铜消氨回转式空预器,形成了XRD、XRF和SEM等手段揭示空预器堵塞形成机理,实现了超低改造运行中空预器堵塞和催化剂失活等问题治理。 3.超低排放改造检测验收和效果评价技术:提出了集技术路线、性能测试和验收评级一体的超低排放评价体系,创建了基于网络分析与投入产出分析的污染转移效应方法,设计了超低烟尘滤膜存放装置、陶瓷真空管路超低SO2检测装置和微电荷碰撞理论超低排放检测装置,实现了超低排放改造效果和减排效益准确评价。项目实现了安徽省提前一年完成超低改造任务的67台、3649万千瓦煤电机组总排口SO2、NOx和烟尘月均排放浓度分别仅为13.25、28.18和2.21克/立方米,相比较2014年超低排放改造前分别下降了77.11%、60.91%和88.35%。2017年度安徽省公用燃煤机组的SO2、NOx和烟尘的污染物排放绩效指标分别为0.08、0.13和0.02克/千瓦时,均优于全国火电机组平均水平,处于世界领先水平。 项目申请了发明专利9项(授权4项,实审5项中2项同期申请新型已授权),实用新型专利9项(授权9项),获国家计算机软件著作权2项,发表了核心论文18篇(其中SCI 1篇),出版专著2本,修制定国家/行业标准1项。 专家鉴定意见认为:“该项目成果自主开发,关键技术创新性显著,部分技术成果达到国际领先水平”。项目形成的系列技术成果在安徽省能源局、华电国际电力股份有限公司安徽分公司、神皖能源有限责任公司等电力(集团)公司所属的32家电厂、70台机组得到推广应用,展现出良好的节能减排效果,社会环境效益和经济效益显著。项目为推进大气污染防治和建设美丽安徽做出了积极贡献。
[成果] 1800220407 安徽
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:鉴于国内用工环境和政策的变化以及企业竞争需求,面向量大面广的手机、PC外设、车用电子设备、智能穿戴设备、无人机等典型电子产品的自动装配、打磨、包装、搬运和涂胶等关键工序的智能工业机器人和自动化生产线系列化关键技术是亟待解决的国际性难题。该项目针对自动装配、打磨、包装、搬运和涂胶等应用需求,在国家科技支撑计划、国家“863”计划、安徽省重大科技专项项目的资助下,攻克了面向电子产品行业的智能轻型工业机器人的动态模块化高精度设计技术、作业精度控制方法、基于润滑状态监测管理的故障诊断技术、电子产品生产工艺优化以及机器人智能手抓等系列化关键技术,开展了智能轻型工业机器人研发与产业化,实现了电子产品自动化生产线的示范应用与批量推广,取得如下创新性成果: (1)针对轻型工业机器人关节(谐波减速器)和连杆的柔性特征,提出了高速轻量化工业机器人刚柔耦合多体模型分析方法,通过理论分析和实验手段探明了机器人轻量化、柔性关节和连杆等参数对稳定工况和变工况下机器人系统动态特性和振动噪声的影响;实现了轻型工业机器人结构动态设计优化和核心部件匹配技术。 (2)提出了高速轻型工业机器人重复性及准确性设计技术,减少或补偿了零件装配后的积累误差,使机器人本体具有较高的一致性;提出了高速轻型工业机器人精度补偿策略和考虑附加阻尼的机器人减振降噪的技术。 (3)基于润滑状态监测管理的轻型工业机器人故障诊断技术,建立了基于润滑脂状态监测技术的机器人润滑管理系统,提出了基于多传感信息融合技术开发的机器人故障诊断技术。 (4)根据机器人工作特征对传统电子产品的生产工艺进行优化重组,建立适用于机器人集成应用的电子产品生产工艺“模块化岛链式”作业方式,提高工业机器人在产品生产中的利用率。 (5)研制了负载3kg(ER3-C10工业机器人)、6kg(ER6-C604工业机器人)、7kg(ER7-C10工业机器人)、10kg(ER10-C10工业机器人)和20kgER20-C10工业机器人等高速轻载6轴工业机器人,能够满足电子产品行业包装、装配、打磨、搬运和涂胶等功能;构建了基于高速、高精度工业机器人的电子产品行业柔性化智能生产线。 项目申请专利50项,已获授权30项,其中发明专利8项,计算机软件著作权3项;制定行业标准1项。项目已在大型手机、PC外设、车用电子设备等生产企业示范推广应用,提升了行业自动化水平、改善了工人劳动环境,促进了产业升级的目标。2016年投入市场,已开发华东、华南、西南地区应用市场,完成1500台销售订单,实现销售收入1.5亿元。2017年,新增国内示范用户25家,比上年增长60%。预计2018年底,将新增1亿元销售收入,并逐渐开发海外应用市场。
[成果] 1800220321 安徽
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:正如情感交互是人类交流的重要环节,对用户情感状态的感知也是人和服务机器人交互中不可或缺的环节。因此,服务机器人情感人机交互研究具有重要的科学意义和应用价值。表情识别研究主要从可见光图像中识别单一表情,忽略了表情的多样性,且算法性能对成像环境敏感。此外,现有服务机器人所存贮知识有限,难以理解用户多变意图,缺乏对未事先制定任务的执行能力。如何提高表情识别对成像环境的鲁棒性、体现情感的多样性和理解用户多变意图是长期困扰学术界的难题。该项目在国家自然科学基金和863等项目的支持下,经过七年攻关,在情感人机交互的数据层、方法层、语义层及应用层取得了突破性进展,带动了服务机器人情感人机交互领域的发展。主要科学发现如下:在数据层,阐明了红外热像对光照变化的鲁棒性,提出引入红外热像新模态,为解决可见光图像表情识别的光照敏感性难题提供新途径。建立了红外表情数据库USTC-NVIE,扩展了表情识别领域的研究范畴,IEEE和IAPR会士Maja Pantic教授指出该库是国际首个红外表情数据库;提出基于温度统计特征的红外表情分析,IEEE和IAPR会士Qiang Ji教授称该工作是state of the art。在方法层,揭示了面部先验知识对成像环境的普适性,提出融合面部先验知识和图像的表情识别新范式,为解决表情识别对成像环境和面部附属物的敏感性难题提供新思路。提出基于特征点、动作单元和表情之间动态关系的面部行为协同识别,作为面部行为分析领域的代表性工作,该工作被多次引用和实验对比;提出基于表情间以及表情与情感间关系的视频隐性情感标注方法,美国Affectiva公司的首席执行官Rana El Kaliouby博士对该工作进行了详细介绍。在语义层,发现了情感语义的多标签特性,提出多标签的情感语义分析方法,解决了情感表示的多样性难题。提出基于贝叶斯网络和受限玻耳兹曼机的多情感语义分析方法;IEEE会士Qi Tian教授指出该方法可有效识别媒体的情感语义。提出基于物理空间、心理空间、生理空间及其相互关系的视频情感内容分析的统一框架,在情感计算领域旗舰期刊IEEE Trans. On Affective Computing上发表综述论文。在应用层,发现了开放知识的可用性,提出开放知识获取、转化和使用方法,为解决用户意图理解难题提出新途径。IEEE和AAAI会士,Manuela Maria Veloso教授指出她们的工作和该工作相近;建立了“可佳”和“佳佳”服务机器人情感交互原型系统,促进了人机和谐共融。项目组共发表SCI论文60篇,CCF A类会议论文20余篇。8篇代表性论文被SCI他引174次,单篇最高SCI他引73次,代表性论文近20次成为IEEE Trans.期刊热点论文。“可佳”和“佳佳”机器人10余次获国际奖。
[成果] 1800220142 安徽
X92 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:城市生命线工程运行安全存在风险隐蔽、系统复杂、事故连锁和社会影响巨大的特点,亟需突破城市安全运行风险隐患识别、实时感知、动态评估、前兆研判、事故预警等技术瓶颈,解决多源异构数据分析、多方应急联动和安全协同管理等难题。自2011年始,在科技部、国家自然科学基金委、合肥市的支持下,项目以提高城市安全运行风险监测和重大事故预警防控能力为总体目标,提出了城市安全空间构建理论,研发了城市生命线工程安全运行在线监测系列技术、成套化装备和云服务平台,创新了城市安全管理模式。 主要创新如下: 1.建立了城市安全空间构建的理论和技术体系架构。提出了人本化、时域连续的城市安全空间构建理论,揭示了城市生命线工程突发事件的次生衍生演化规律,建立了风险隐患识别、物联网感知、多网融合传输、大数据分析、专业模型预测和事故预警联动的“全链条”城市安全防控技术体系架构。 2.研发了生命线工程安全立体监测技术和成套化装备。研发了高危空间识别评估技术、传感器优化布设技术、异步通讯与负载均衡的传感器接入技术、水压波动发电技术、物联网数据加密传输技术、多传感器融合窄带物联网通信技术;研制了在线式激光燃气传感器、桥梁安全前端综合处理主机、内置智能分析物联网网关等成套化装备,解决了传感器漂移、地下空间信号传输、长时低功耗运行、多传感器融合等技术难题,实现了规模化生产和工程化应用。 3.研发了全国首个城市级生命线工程安全运行监测系统。突破了28类、万级以上数量传感器并行在线监测、大数据量动态采集存储与融合分析、数据清洗和质量控制、前后端高效协同计算、BIM/GIS可视化风险分析技术,研发了城市生命线工程安全运行监测系统和大数据分析平台,建立了“数据+模型+共享”的城市生命线工程安全运行云服务平台,率先在合肥市整体应用。 4.创新了城市生命线工程安全运行精细化管理模式。成立了国内首个城市生命线工程安全运行监测中心,打通了城市生命线安全管理行业壁垒,形成了统一标准、统一监管、统一服务的新机制,构建了精细前端感知、精准风险定位、专业评估研判、协同预警联动的城市生命线工程安全运行管理模式。共获授权专利16项,软著14项;制定标准规范3项;高水平论文45篇。在国内率先实践了城市生命线综合安全运行监测理念,获得安徽省首台(套)重大技术装备,填补了城市生命线工程安全技术体系空白。 合肥市系统2016年12月验收至2018年4月,监测排除了燃气管网地下空间爆炸险情40起,供水泄漏爆管险情15起,超载车辆影响桥梁结构安全险情256起,创造了重大社会效益。成果已推广到杭州、大连、佛山、淮北等地市,带动了公共安全、物联网、大数据等产业发展,取得了显著经济效益,近3年直接经济效益2.1亿元,签订合同额10亿元。为安徽省高新技术产业发展做出了重要贡献,推动了中国城市安全领域的产业化。
[成果] 1800220165 安徽
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于污水处理装备高效节能研究领域。曝气推流设备是污水处理工程中的关键装备。曝气机通过曝气叶轮旋转将空气中的氧快速溶于污水中,为微生物和菌种提供养分;而推流器则通常潜于水面数米以下工作,通过桨叶转对水体进行搅拌、混合,使污水中的污泥不沉淀、淤积。这两种装备是污水处理工程中的高耗能设备,能耗占污水厂总能耗的80%以上,而且其工作条件也十分恶劣,全年365天、每天24h都在污水中不停歇地运转。所以其能效比值、故障频率及使用寿命是污水处理行业关注的焦点问题。 该项目采用理论分析、数值计算、模型以及现场试验相结合的研究路线,对上述两种装备展开研究,取得了颠覆性的成果,分别研制出离心自吸混合式倒伞型曝气机和少齿差减速潜水推流搅拌机这两种新型高效污水处理装备,主要创新点如下: 1、该项目提出一种新型多功能复合曝气叶轮。该叶轮设置梳齿形叶片可有效地对叶片扬起的水流进行切割、梳理、整流,在叶轮上端设置三相混合区,底部设置汲水装置,巧妙地将负压区变成了吸气区,中、底部被提升上来匮氧水与氧在三相混合区内充分接触混合,大大提高了曝气效率。经检测该新型叶轮的理论动力效率可达3.83 kgO2/kW•h,动力效率高达3.37 kgO2/kW•h,比传统产品节能30%。 2、该项目研制出一种新型高效推流器桨叶:(1)桨叶叶形完全不同于传统“香蕉形”或“镰刀形”叶片,按照水力特性要求设计,叶端宽而平,叶根窄而圆,工作时形成上下环流,轴向推流的理想流场,水力性能优良。(2)桨叶内部采用特殊结构,刚性和强度大大增强,避免了桨叶折断或从主机脱落。经检测该产品的性能指标比功率为1.786W/m3,比市场同类产品节能40%。 3、项目组首次提出在曝气推流设备上应用少齿差星轮减速机构传动机构,该机构传动比大、承载能力强;传动轴轴向限定位采用发明专利技术“对合式限位结构”,轴向尺寸缩短,定位紧凑可靠。新型传动机构的传动更加平稳可靠,有效解决了产品故障率高、寿命短的原有问题。 研究成果成功解决了该领域能效低,故障率高以及使用寿命短等问题。现已转化为多个系列产品成功应用于山东寿光、福建长乐,安徽滁州等水务运营公司,经济效益及社会效益显著。若采用该成果对国内污水厂进行改造,保守估算,每年将节约电能5.6亿度,折合标准煤为20万吨,即减排污染物CO250万吨,并节省大量运维成本。 该项目共取得发明专利5项,实用新型5项。项目成果于2015年经国家机械工业联合会主持鉴定技术性能达世界先进水平。离心自吸混合式倒伞型曝气机于2016年获美国专利授权,并于同年获第18届中国专利优秀奖,标志着国产水处理装备得到了国际认可。项目组还主编了三项国家标准和一项行业标准,对市场选用和行业发展起到引领和推进作用。
[成果] 1800240449 江苏
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:工业机器人作为自动化行业的高端应用,其本身及其配套自动化成套装备对提高制造业自动化水平、提高产品质量和生产效率、增强企业市场竞争力、改善劳动条件等起到了重要作用。伺服驱动器和电机作为工业机器人核心部件之一,中国仍然主要依赖于进口。其中,日系伺服在参数自整定、响应性、振动抑制等方面不断提高和完善;欧美系伺服在总线应用、模块并联、安全功能等方面性能显著。研究并攻克高性能交流伺服系统关键技术,实现工业机器人控制系统的技术突破和国产化,打破国外品牌的市场垄断,将会对整个中国工业机器人的格局带来巨大的变化。 该项目在国家“863”计划项目、国家自然科学基金、部省级专项的支持下,研发了具有完全自主知识产权的高性能交流伺服系统及工业机器人控制器。项目的主要科技创新点如下: (1)高精度交流伺服系统复合分层抗干扰控制方案。针对工业机器人交流伺服系统中非线性摩擦、间隙迟滞、参数摄动等多源干扰与不确定性,提出了基于多源干扰分类估计、自适应惯量辨识、优化控制的复合分层抗干扰控制方案,解决了多源干扰环境下高端交流伺服装备的智能参数整定和精密调速控制问题。与国内同系列产品比较,实现了突加负载力矩时闭环伺服系统速度降落幅值减小33%,低速时速度波动减小37%,位置误差波动减小26%的性能指标。 (2)交流伺服传动全频段振动抑制技术。针对机电系统中存在的宽频段机械谐振,采用A型制振器、陷波滤波器、低频抑振器相融合的分段自适应主动抑振方法,实现了伺服传动中频率范围为1~5000Hz的振动抑制。与国内同系列产品比较,提升位置跟踪精度20%,减小系统定位时间10%,且该项技术弥补了国内应用领域空白。 (3)基于高速总线通讯的同步位置插补控制技术。为实现工业机器人多轴同步与协调控制,利用时间同步机制作为相互运动关联的交流伺服单元的时间轴,研发符合国际标准的多种总线通讯接口,同步周期最小达250μs。该项技术已通过国际ETG组织的一致性认证,达到欧美系伺服技术水平。 (4)高性能交流伺服驱动系统的软硬件设计技术。针对工业机器人高精度定位需求,采用32位高速数字信号处理器,开发了适配24位高分辨率编码器接口,实现了电流环更新周期33.3~50μs,速度环频响1.8kHz以上的技术指标,较国内伺服速度环频响提高近80%(国内1kHz左右)。 该项目获专利授权228项,其中发明专利84项,国际专利2项,软件著作权31项;在国内外刊物发表学术论文12篇,其中SCI收录8篇,EI收录10篇,出版专著1部;8篇代表性论著全部为SCI检索(其中1篇为ESI高被引论文),并被SCI他引304篇次。项目技术成果应用于高性能伺服系统和工业机器人系统,实现年产高性能伺服系统15万套,工业机器人5000台的生产能力,近两年累计销售收入11.55亿余元,新增利税2.86亿元,间接经济效益30多亿元。
[成果] 1800240480 江苏
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:随着中国电力系统特别是核电的快速发展,智能电站与电网建设进入了信息化、智能化、远程化的新阶段,中国政府从“十二五”开始已将电力系统智能巡检机器人作为电网智能化和电力系统精准管理的核心技术装备。2011年3月日本福岛核电站的核泄漏灾难给核电安全敲响了警钟。为保障核电站的运营安全,也迫切需要研制适应各种复杂环境、机动灵活、探测能力强、可远程控制的智能巡检运维机器人。而这种适应各种复杂环境的巡检机器人一直是机器人研究面临的难题。该项目针对中国核电安全与电网检测领域复杂环境巡检运维任务的急需,在国家863项目、国家自然科学基金项目、江苏省科技计划项目的支持下,经过十年系统深入的研究,突破了巡检机器人的机构设计、环境感知、共享控制和多任务检测等关键技术,研制成功五类12个型号的远程巡检机器人,填补了国内空白。 技术创新点: 1.针对核电站、变电站、配电站等电站和输电环节存在的管道、楼梯、障碍物、狭小空间等复杂环境对巡检机器人运动的限制难题,提出了履带式、挂轨式两类移动机器人的机构设计方法,以及基于视觉、力觉、惯性测量单元等的自适应运动姿态控制和阻抗控制方法,实现了巡检机器人在多种复杂环境中的高机动运行与平稳运动。 2.提出了基于视觉、超声、激光、红外等多传感器信息融合的环境感知与地图重建方法,以及基于地面可通过度计算的自主导航方法,解决了移动机器人在复杂环境中的自适应避障、路径规划与安全巡检难题。 3.针对机器人工作环境的复杂性和任务的不确定性,提出了自主+遥操作的机器人共享控制方法,设计了具有力触觉和视觉多通道交互的控制界面和控制器,解决了远程巡检运维机器人在复杂环境中处置突发性事故的难题。 4.提出了远程巡检机器人基于任务接口的传感与控制模块化体系结构和基于多代理机制的软件实现方法,解决了巡检机器人软件的实时性、可靠性和可扩展性难题,实现了检测仪器和设备的在线即插即用,满足电站巡检与运维任务多样性的要求。 该项目获授权发明专利33项、计算机软件著作权15项;编写国家标准2项;发表论文126篇,其中SCI收录62篇,他引1500余次,其中SCI他引655次。相关成果获2017年南京市科技进步一等奖、2017年江苏省工业设计产品金奖、2017年南京市优秀发明专利奖等。 该项目研制的核电站管道巡检机器人在阳江核电站、大亚湾核电站及宁德核电站投入运维使用;研制的挂轨式巡检机器人在国内16个省市2000多个配电站广泛使用,并应用于2017年天津十三届全运会全部34个场馆配电站的巡检运维。核化探测机器人装备南京军区防化部队,并执行了2010年上海世博会、2013年南京亚青会等重大活动的安保任务。该成果还在南水北调工程大型泵站监控、无人消防车、智能工程机械等领域得到应用,取得了重大的社会效益和经济效益,近两年新增销售额14.70亿元,新增利润5.72亿元,间接经济效益30多亿元。
[成果] 1800240520 江苏
X70 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:项目所属学科为新型纺纱、无纺布与特种织物技术。2016年中国工业烟(粉)尘排放量已超过1010万吨,给大气环境和人民群众健康带来严重危害。习近平总书记指出,“生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业”,应“着力推进重点行业和重点区域大气污染治理”。控制烟(粉)尘排放普遍采用基于耐高温滤料的袋式除尘技术,然而此类滤料常用的聚苯硫醚(PPS)纤维存在易氧化缺陷;聚四氟乙烯(PTFE)存在膜厚较薄、长丝强度偏低、膜裂短纤维细度偏大的缺陷;滤料针刺缠结加固易对基布造成较大损伤;高温复杂过滤工况条件下,氧化、水解、结露等现象易造成滤袋破损;滤袋单元使用过程中存在过滤面积较小、清灰效果较差、人工巡检滤袋破损难度大等问题;电袋复合除尘器因气流分布无法自动调节,存在运行能耗高、影响滤袋使用寿命的缺陷。鉴于此,项目在国家科技支撑计划课题(“高性能功能性过滤材料关键技术及产业化”,编号:2011BAE10B03)、上海市经信委、中国纺织工业联合会等项目的支持下,研究突破了高性能纤维材料、耐高温滤料关键制备技术,以及新型滤袋单元及除尘器等系列工程技术,实现了产业化,并推广应用于国内外工业排放高温烟气除尘净化工程。 项目主要创新点如下: 1、攻克了纳米SiOx粉体修饰、SiOx与PPS配位反应纺丝技术,提高了PPS纤维抗氧化、耐高温、耐腐蚀等性能。 2、通过PTFE分散树脂分子量、颗粒形态等配伍,结合多层叠合、分段式烧结拉伸、水射流喷射等新技术,制备出厚度大、通量高的微孔膜;均匀度好、强度高的长丝;纤维细、毛羽少的膜裂短纤维。 3、创新设计出椭圆针叶刺针,实现了低损伤针刺缠结复合技术,显著提高滤料加筋增强基布强度保持率,延长了耐高温滤料使用寿命。 4、发明了全包覆拒水拒油、抗氧化水解等功能性整理关键技术,实现了针刺、水刺、覆膜等高性能耐高温滤料的产业化。 5、开发了一系列新型滤袋单元结构,以及除尘装置内部自动检测、调节平衡气流分布等关键技术,进一步提高滤袋使用寿命和除尘效率。 项目产品经权威机构检测,改性PPS纤维氧化诱导温度为484℃;PTFE膜厚度达到0.08mm,长丝断裂强度为4.23cN/den;针刺滤料基材强度保持率达到86.6%;滤料纵、横向断裂强力保持率,酸处理后分别为100%、101%,碱处理后分别为102%、98%;滤料抗湿性达到4级,疏油性达到8级;滤料除尘效率达到99.998%,除尘器烟尘排放浓度<4mg/m3。 项目关键技术已获14项中国发明专利授权,具有自主知识产权;经查新咨询,项目具有新颖性,研究成果达到国际领先水平。 项目产品已推广应用并出口,近三年新增产值超过10.3亿元,利税达到1.9亿元,产生显著经济效益。项目提升了中国高温烟气除尘净化行业的技术水平和核心竞争力,对保护中国大气环境、改善人民群众健康水平作出了贡献,具有重要社会效益。
[成果] 1800240540 江苏
X92 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:重大爆炸事件反演及爆炸物处置是涉及国家公共安全的重要科学技术问题。以往爆炸事件反演主要采用传统人工追溯法,存在主要依赖经验、考虑因素不全导致推演精度不高的问题,难以对事件发生全过程和最终定性给出准确结论。此外,爆炸物处置存在识别准确率低、技术手段粗糙的缺陷,可能造成意外爆炸的严重后果。原有技术和方法无法满足新时代国家公共安全和防灾减灾的重大需求,项目研究对确保国家和社会的安全稳定意义重大。 为此,亟需攻克以下难题:①基于目标损伤反推爆炸灾变进程中的能量传递和衰减机理;②采用多样化手段反演爆炸事件现场的有效痕迹提取、海量数据甄别、爆炸逆过程定量化描述;③临态爆炸物失效模式及其与激发能量的匹配关系;④爆炸物处置的科学管理及关键技术。2004年以来,研究团队依托国家自然科学基金、原总参南京科技创新工作站重点课题和国家部委计划课题,结合各级政府部门下达的爆炸物处置销毁任务,历经10余年联合攻关,创建了以“爆炸事件精准反演、爆炸物安全可靠处置”为核心的重大爆炸事件反演及爆炸物处置关键技术体系。 主要创新性成果为:①构建了离心推演爆炸事件方法的技术体系,解决了离心推演爆炸事件技术研究的系列关键难题;②构建了基于爆炸现场痕迹反演爆源参数的数理模型,解决了爆炸事件反演试验的装置设计、数据采集和现场重塑的关键技术,得到目标损伤程度和范围的精确计算方法;③耦合交融数值仿真算法与大规模并行计算、人工智能、大数据等多种手段,再现重构爆炸场域内标识性目标损伤微观孕育至宏观灾变破坏的全过程,实现了爆炸事件场景可视化精确超前预报及自动化精准事后反演;④建立了临界状态爆炸物处置的理论体系,提出爆炸物处置风险评估、应急处置的新方法,揭示了爆炸物失效的能量激发机理,发明了爆炸物处置的系列关键技术。 爆炸事件反演关键技术在南京“7•28”丙烯管道爆炸、天津港“8•12”危化品爆炸事故、徐州丰县“6•15”某幼儿园爆炸案件、乌鲁木齐“4•30”、“5•22”系列爆恐案件、贵州凯里“1•13”重大爆炸案件、陕西府谷“10•24”爆炸事件和南京某高校实验室残留炸药爆炸等100余起爆炸事故分析和定性中发挥了关键作用;爆炸物处置技术用于江苏省、北京市、上海市和天津市等地的100余项重大销毁任务,实现了各类炮(炸)弹、炸药火工品等爆炸物约1000余吨和各类子弹、雷管约130余万发的安全、经济和彻底处置。研究成果满足国家公共安全和社会稳定的迫切需求,社会效益显著。 依托项目研究,获国家发明专利10项、实用新型专利11项、软件著作权4项;出版编著4部;形成技术规程1部及规程提案4部;发表学术论文95篇,其中SCI收录19篇、EI收录74篇;培养硕、博士20余名。系列创新成果推动了防灾减灾工程领域和爆炸科学技术学科的科技进步,为该校“爆炸冲击防灾减灾”国家重点实验室和“军事爆破工程”军队重点实验室建设提供了坚实基础。
[成果] 1800250178 山东
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于工业机器人领域。 食品、饮料与药品等是事关人民群众日常生活和生命健康的保障性商品。在大多数企业,上述商品的包装生产与后续工厂物流中的仓储搬运、卸垛及装车等多个环节仍然由人工操作,卫生保障成本高,工人劳动强度大,产品包装质量和流通效率得不到保证,亟需研发满足行业需求的包装搬运与装卸作业机器人系统。 在国家863、山东省自主创新及成果转化专项和山东省科技攻关等项目支持下,项目团队充分发挥“产学研用”协同优势,重点攻克多关节机器人和移动机器人关键共性技术,突破激光定位、视觉识别及导航等智能感知技术,按照模块化思想分别研制卸垛装车机器人系统、仓储搬运机器人系统和基于机器人的包装检测生产线设备并高效集成,实现了药品、食品和饮料等包装生产及后续工厂物流的无人化、智能化。项目的主要技术创新包括以下三个方面: 1、基于关节机器人的智能卸垛装车系统。攻克大负载/自重比结构优化设计、最优时间轨迹规划、远距离示教控制等关键技术,自主研制高速重载多关节机器人,满足卸垛及装车作业对机器人动态性能和系统开放性的要求;多关节机器人与视觉识别技术和激光定位技术等相结合,研制出适用于不同车型、不同货物垛型的智能卸垛装车机器人系统。 2、基于移动机器人的柔性仓储搬运系统。发明机器人直线驱动及转向移动机构,提出RFID和视觉信息融合定位导航技术,研制的移动作业机器人具有灵活的运动特性和准确、可靠的自主导航及避障功能;以移动作业机器人为基本运动单元,提出一种智能柔性仓储搬运系统,满足制药、食品和饮料行业对包装品仓储搬运的要求。 3、包装及后续仓储物流生产线高效集成。针对制药行业注射液包装特点,研制出基于机器人的注射液包装检测生产线设备,构建了注射液包装生产及后续仓储物流生产线,并通过基于物联网技术的综合生产效率提升系统实现了设备的优化配置,提高了生产线综合效率。 项目技术成果形成完整的自主知识产权体系,授权国家发明专利9项,实用新型专利13项,软件著作权4项,发表论文26篇,其中EI收录11篇,相关技术获日照市科技进步一等奖、山东省科学院科技进步二等奖。 作为成果转化实施单位,山东海大建成年产500套(台)工业机器人系统的产业化基地,累计销售150多台套机器人或机器人系统,新增销售收入7400多万元,产品广泛应用于全国各地的药品、食品和饮料生产企业。项目成果在华仁药业的注射液生产线得到示范应用,产品良品率提升10%以上,生产效率提升20%以上,物流效率提升25%以上,累计节省人力成本1000余万元,为企业带来直接经济效益3.4亿元。 项目社会效益也非常显著:成果在民生领域的广泛应用,提高了产品包装质量和物流效率,保障了人民群众的生活和生命健康;工人从高强度、重复性的劳动中解放出来,转变为生产管理者,提高了劳动舒适性和安全性;此外,在“产学研用”协同创新过程中培养了一批专业复合型技术人才,广泛分布在省内外的机器人和智能制造企业,成为科技创新的中坚力量。
[成果] 1800170072 浙江
TH13 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:项目属于智能机器人领域。自1962年世界首台工业机器人诞生以来,机器人技术及其产品发展很快,然而中国在此方面发展却一直与国外有很大差距,特别是作为工业机器人关键部件精密减速器仍然严重依赖进口。攻克机器人核心零部件精密减速器共性关键技术,是国家战略需求,也是提升国产机器人国际竞争力的需求。 该成果依托国家高技术研究发展计划“863计划”重大项目、深入系统地对机器人用新型精密减速器进行多结构创新,并攻克其系列产品的制造关键技术。 创新点1:突破现有机器人RV减速器传统设计思路,从机械传动原始减速机理出发,发明出多种机器人用新型减速器,满足机器人关节大减速比、高精度、高刚度、高效率、高可靠性的要求,在多家机器人上进行示范应用,性能指标达到国际水平,成本降低到国外同类产品的70%以下。 创新点2:采用先进制造领域逆向工程技术及运动学动力学最新研究成果,研究了精密减速器结构参数的优化设计方法,攻克了精密减速器核心部件齿廓修形核心技术及精密传动最优匹配核心技术,开发出设计分析软件。该技术实现与世界最高技术日本RV减速器一样的缪级精度匹配度,可广泛应用于机械精密传动领域。 创新点3:首创精密减速器核心部件设计制造装配协同控制和减速器总成制造技术,发明了一整套精密制造与精密装配联动工艺,攻克了偏心轴、传动轮等核心部件缪级精度的一致性和稳定性关键技术,使核心部件的材料节省了30%,加工工序减少了一半,减速器的精度、效率提高了10%-20%。 该项目获得多项自主知识产权,获授权发明专利11件(国际发明1件);获国家软件著作权3件。基于以上成果研发出多种新型机器人精密减速器,各项性能指标达到国际先进水平。2015年获中国机器人行业“恰佩克”优秀机器人零部件供应商;2016年中国机器人行业“恰佩克”优秀零部件品牌奖;恰佩克奖的颁奖词是:依据技术专利、用户口碑、产品优势等对中国工业机器人行业的重大技术及市场贡献,授予恒丰泰机器人精密减速器产品“优秀供应商奖”、“优秀减速机品牌奖”。研发的“机器人精密减速器C系列和E系列”2016年获“浙江制造精品”荣誉称号;2016年度高工机器人金球奖“中国机器人核心零部件(减速器)十大竞争力品牌”。 截止2017年底,累计销售24087台,总销售额7626.5万元,整机新增利润876万元,该项目技术新增税收506万元,培养硕士10名。
[成果] 1800180091 上海
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于自动化技术领域,涉及到智能机器人技术和图像处理与机器视觉等多学科交叉。研究具备高可靠环境感知、高精度全天候定位导航的自动驾驶车辆,对实现国家“汽车产业中长期发展规划”及“新一代人工智能发展规划”起到重要支撑作用。针对低速环境中广泛存在的GPS信号遮挡、环境非结构化等困难,在国家自然科学基金、科技部支撑计划和ITER专项等支持下,通过自主创新和攻关,在低速自动驾驶车辆的定位与环境感知技术上取得突破,形成具有国际水平的技术和专利群。作为离实际应用最近的定位导航技术,在低速园区交通、智能工厂仓储物流等领域成功推广应用。 1、高精细感知地图的自动生成:1)针对GPS失效区传统测绘方法创建地图难的问题,提出SLAM+GPS的地图创建融合框架,并成功应用于磁钉地图的创建,提高了地图创建效率。GPS+SLAM的混合建图方法和学术界与工业界公认的最前沿的LOAM地图创建方法相比,绝对平均误差由1.3米降到0.4米。2)针对大范围定位地图数据过大问题,提出八叉树地图和街景压缩地图,地图数据量可压缩为点云地图的千分之一。2、基于感知地图的高精度车辆定位:1)针对激光雷达定位的局部最小值问题,提出基于双层滤波模型的定位方法;2)针对视觉或激光雷达易受天气影响问题,设计基于磁阻传感器阵列的磁尺传感器,通过与磁钉地图匹配,实现了厘米级车辆全局定位。3)提出基于CKF地图匹配算法,解决了地图匹配对于初始值依赖较大及对噪声外点鲁棒性问题,平均定位精度可保证厘米级。3、基于机器学习的目标检测:1)针对行人非刚体特点,提出基于在线学习的行人检测方法,提高了对目标形变、目标及光线变化的鲁棒性;2)针对鱼眼图像数据库匮乏问题,提出基于投影模型变换的鱼眼相机数据库生成方法及基于定向空间变换网络的动态目标检测方法,建立目标在不同畸变程度下的统一特征表达,提高了目标检测精度。KITTI测试表明,应用该方法三个检测算子的检测精度提升了4.03%,且平均只有17ms的速度损失。 共申请国家发明专利105项,57项授权(2项成果转化,11项许可实施)。发表SCI/EI收录论文80余篇,在智能车领域国际权威期刊IEEE Trans发表论文15篇。相关成果参加了上海世博会、上海工博会等10多个大型展会,2007年在上海东方绿舟率先实现了L4无人驾驶公开演示,2015年在万科率先实现了L4无人驾驶示范性应用。相关成果在诺力、南京景曜、苏州青飞、宝马、华为等企业中得到实际应用,近三年经济效益近亿元。开发的AGV智能仓储系统广泛应用在汽车、家电、机器人、成品仓库与零件立库等行业,市场占有率和销量已连续多年行业领先;开发的移动机器人导航技术和调度系统在同类产品中拥有明显优势;开发的园区无人小巴是国内领先的园区短途智能交通解决方案。研究成果不仅对智能交通和工业发展有着重要意义,还有着广阔的军事应用前景。
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