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發(fā)明專利CN201610351466.5

圍繞以機器人代替巡視人員完成室外變電站設備日常檢查的巡檢工作新模 式，重點突破巡檢機器人的自主導航、半自主導航、網(wǎng)絡環(huán)境下的人機交互控制、 非接觸式設備檢測等關(guān)鍵技術(shù)，研制變電站巡檢機器人系統(tǒng)，完成集成演示并實 現(xiàn)示范應用，引領(lǐng)特種智能機器人技術(shù)發(fā)展，為少人值班、無人值班變電站的安 全運行提供技術(shù)保障。技術(shù)關(guān)鍵1） 巡檢機器人的定位、導航算法、巡檢機器人的定位：導航算法是巡檢機器人實現(xiàn)自主運動的核心技術(shù)，可提 高機器人的智能。2） 自動返回充電技術(shù)：自動返回充電技術(shù)是提高機器人工作效率，保證其自主工作的關(guān)鍵。3） 網(wǎng)絡環(huán)境下的機器人遙控技術(shù) 應用前景：：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國超高壓、高壓變電站的數(shù)量還將在相當長的 一段時間內(nèi)保持快速增長。變電站對變電站巡檢機器人的需求量將不斷增大，推 廣應用前景更廣闊。變電站巡檢機器人目前在500KV變電站已有推廣應用，隨 著變電站巡檢機器人性能提高、功能完善、價格下降，有望進一步擴大在500KV 及以下變電站推廣應用。

圍繞以機器人代替巡視人員完成室外變電站設備日常檢查的巡檢工作新模 式，重點突破巡檢機器人的自主導航、半自主導航、網(wǎng)絡環(huán)境下的人機交互控制、 非接觸式設備檢測等關(guān)鍵技術(shù)，研制變電站巡檢機器人系統(tǒng)，完成集成演示并實 現(xiàn)示范應用，引領(lǐng)特種智能機器人技術(shù)發(fā)展，為少人值班、無人值班變電站的安 全運行提供技術(shù)保障。 技術(shù)關(guān)鍵 1） 巡檢機器人的定位、導航算法 巡檢機器人的定位、導航算法是巡檢機器人實現(xiàn)自主運動的核心技術(shù)，可提 高機器人的智能。 2） 自動返回充電技術(shù)自動返回充電技術(shù)是提高機器人工作效率，保證其自主工作的關(guān)鍵。 3） 網(wǎng)絡環(huán)境下的機器人遙控技術(shù) 應用前景： 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國超高壓、高壓變電站的數(shù)量還將在相當長的 一段時間內(nèi)保持快速增長。變電站對變電站巡檢機器人的需求量將不斷增大，推 廣應用前景更廣闊。變電站巡檢機器人目前在500KV變電站已有推廣應用，隨 著變電站巡檢機器人性能提高、功能完善、價格下降，有望進一步擴大在500KV 及以下變電站推廣應用。市場及經(jīng)濟效益分析： 預期經(jīng)濟、社會效益： 在無人值班變電站中，用機器人代替人工進行日常的設備巡視，可以大大提 高變電站運行的自動化水平，達到減人增效的目的，具有顯著的經(jīng)濟效益。以nokv的無人值班變電站為例，從定量的數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)重慶市電力 公司《變電站運行管理規(guī)范》的規(guī)定，無人值班變電站操作隊原則上實行三班 人員一班制，其所轄llOkV變電站為5-7個時，每班至少應配備6人，其中值班 員不少于3人，以人均薪酬3萬元/年計算，一年的人工薪酬至少54 (3X6X3) 萬元，操作隊工作用車的路油費約3萬元/年，其它辦公耗材等費用約1萬元/年， 共58萬元/年，平均下來，一個llOkV變電站基本費用(此處主要是計算操作隊費 用，不包括設備調(diào)試、檢修等其它生產(chǎn)費用)為8. 3?11. 6萬元/年。根據(jù)其主要 配置的不同，變電站巡檢機器人的成本價也有所不同，大約在50萬元左右，因 此，在llOkV無人值班變電站應用自動巡檢機器人代替人工進行設備巡視可在 4?6年內(nèi)收回成本。同樣計算，若是在220kV及以上變電站應用自動巡檢機器人 代替人工，可望在4年內(nèi)收回成本。此后，只需花費相對較少的費用對機器人進 行日常維護即可，與目前采用的人工巡視方式相比較而言，具有一次投資長期受 益的明顯優(yōu)勢和經(jīng)濟效益。社會效益 采用變電站巡檢機器人代替人員對設備進行巡視，可以提高巡檢作業(yè)的水平, 提高工作效率和質(zhì)量，幫助工作人員實時掌握變電站情況，及時發(fā)現(xiàn)潛在事故苗 頭，避免事故，提高變電站安全運行水平；降低了巡檢作業(yè)的危險，確保人生安 全和身體健康，保證了變電站的安全生 產(chǎn)。

華南理工大學焊接裝備團隊經(jīng)過多年艱苦努力，成功開發(fā)出面向復雜水下空間環(huán)境的機器人水下焊接制造系統(tǒng)，在水下機器人移動平臺、水下機器人焊接電源、潛水送絲裝置、微型排水裝置、水下視覺檢測、工藝過程計算模擬、質(zhì)量評價等關(guān)鍵核心技術(shù)取得了突破。研制的機器人水下焊接系統(tǒng)已在中廣核等進行示范應用，可應用于強核輻射環(huán)境水下焊接與在役修復，水下焊接制造過程穩(wěn)定，焊縫成形美觀，焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良。通過產(chǎn)學研用合作，部分核心技術(shù)已在國內(nèi)焊接設備上市公司等進行技術(shù)轉(zhuǎn)化。 相關(guān)研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發(fā)明42件），軟件著作權(quán)登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術(shù)之一（第28項）進行了重點報道，人民網(wǎng)、新華網(wǎng)、中國新聞網(wǎng)等主流媒體都做了相關(guān)報道。 黨中央、國務院高度重視海洋經(jīng)濟發(fā)展，作出了建設海洋強國的重大戰(zhàn)略部署。機器人水下焊接制造技術(shù)不僅可以滿足海洋資源開發(fā)裝備現(xiàn)場制造、在役修復的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權(quán)裝備在惡劣環(huán)境下的自動化維保能力，也能夠應用于核電站強核輻射環(huán)境應急事故緊急修復處理。水下機器人焊接制造技術(shù)是科技日報重點報道的35項卡脖子技術(shù)之一。 總體技術(shù)方案 電站現(xiàn)場機器人水下焊接實驗

成果描述：本項目主要針對國家機器人戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)對高可靠精密諧波減速器設計制造的重大需求，結(jié)合諧波齒輪傳動基礎(chǔ)理論研究前沿與發(fā)展方向，開展諧波齒輪傳動動態(tài)服役行為，高剛度、高傳動精度諧波齒輪傳動的新型齒廓設計技術(shù)，短筒柔輪諧波齒輪傳動的高剛度與輕量化設計技術(shù)，諧波減速器關(guān)鍵零部件材料熱處理與表面改性技術(shù)，諧波傳動關(guān)鍵零部件精密加工制造技術(shù)，基于界面力學的失效機理研究與摩擦學性能優(yōu)化設計技術(shù)，諧波齒輪傳動振動噪聲評估與控制技術(shù)，諧波齒輪傳動可靠性分析與壽命評估技術(shù)，諧波齒輪傳動綜合性能精密測試試驗技術(shù)等設計、制造、測試、試驗評價中的關(guān)鍵核心技術(shù)研究。形成自主知識產(chǎn)權(quán)與自主研制能力，研制出多個系列高可靠精密諧波減速器，性能指標達到國際先進水平，培養(yǎng)一批諧波齒輪傳動的設計制造關(guān)鍵技術(shù)人才，推動我國精密諧波傳動技術(shù)進步。市場前景分析：形成自主知識產(chǎn)權(quán)與自主研制能力，研制出多個系列高可靠精密諧波減速器，性能指標達到國際先進水平，培養(yǎng)一批諧波齒輪傳動的設計制造關(guān)鍵技術(shù)人才，推動我國精密諧波傳動技術(shù)進步。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：小模數(shù)諧波齒輪裝置原理樣機：溫度范圍：-40℃～+120℃；傳動精度、回差＜3’（最高可達1’）；傳動效率60~85%；壽命＞10000h；噪聲＜65dB；扭轉(zhuǎn)剛度8.4×103~1.6×104 Nm/rad。

一、項目簡介 “中國制造2025”與《福建省實施<中國制造2025>行動計劃》促使智能制造成為生產(chǎn)制造企業(yè)的主旋律,而工業(yè)機器人作為智能制造的重要柔性制造單元，2015年中國機器人市場累積銷售68459臺。然而，工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)復雜，工作環(huán)境惡劣，保養(yǎng)和維護對生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員的能力提出了極高的要求。一旦工業(yè)機器人故障得不到及時維修，將直接影響正常生產(chǎn)。因此，開發(fā)工業(yè)機器人故障診斷與預測系統(tǒng)對工業(yè)機器人的推廣和應用將起到重要作用。 二、前期研究基礎(chǔ) 與泉州市微柏工業(yè)機器人研究院有限公司建立合作關(guān)系，采用企業(yè)與高校共同投資模式，建立“嘉庚學院—微柏工業(yè)機器人創(chuàng)新實驗室”，實驗室現(xiàn)有師生近百人，為高校師生提供研發(fā)環(huán)境，為企業(yè)進行技術(shù)難題攻關(guān)并培育人才。與微柏簽署了為期3年的技術(shù)服務合同（2014.12-2017.12，微柏工業(yè)機器人技術(shù)支持服務，150萬元）。 得到廈門大學中央高校業(yè)務費資助“基于大數(shù)據(jù)的工業(yè)機器人故障診斷與預測方法研究，2016.1-2018.12，35萬元”。 四、合作企業(yè) 泉州市微柏工業(yè)機器人研究院有限公司是福建省工業(yè)機器人研發(fā)龍頭企業(yè)，從事工業(yè)機器人相關(guān)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化十余年，專注研發(fā)六關(guān)節(jié)與四關(guān)節(jié)自由度串并聯(lián)機械手等，自主研發(fā)數(shù)十種應用在沖壓、噴涂、焊接、激光加工等生產(chǎn)作業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)機器人。自主研發(fā)了高精度RV減速機檢測臺，工業(yè)機器人零點矯正與運動精度檢測裝置，焊接機器人防碰撞測試裝置等工業(yè)機器人核心部件與整機檢測系統(tǒng)，獲得國家發(fā)明專利5項，國家實用新型專利30項。作為福建省科技小巨人企業(yè)、福建省科技型企業(yè)泉州市智能制造示范企業(yè)等，承擔了省部級科技項目10余項。

提出了基于遠程腦的服務機器人控制體系和結(jié)構(gòu)；將遠程腦服務機器人技術(shù)應用于傳染病隔離病房，避免醫(yī)護人員與患者的交叉感染；應用蟻群算法實現(xiàn)了機器人行進過程中的路徑規(guī)劃；識別腦電信號中的電位模式，提取相應的α波特征參數(shù)作為實現(xiàn)大腦與外界交流和控制的接口命令；研制了利用α波阻斷特性控制外部服務機器人運行的腦機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)了腦電信號對服務機器人的實時控制。 成果應用領(lǐng)域: 康復、醫(yī)療、社區(qū)服務等領(lǐng)域。 預期效益：在抗擊“非典”或?qū)砜赡馨l(fā)生的高傳染性流行性疾病等方面，具有突出的社會效益和明顯的經(jīng)濟效益。

一種基于保持型仿人 PID 的系統(tǒng)控制方法 獲取偏差信號后，對偏差信號進行 保持型仿人 PID 控制運算，再輸出對執(zhí)行器進行控制的控制信號 ， 控制執(zhí)行器且通過執(zhí)行器對 被控對象的被控變量進行調(diào)整 ， 用測量裝置實時檢測被控變量。本發(fā)明設計合理、構(gòu)思巧妙、實現(xiàn)方便且適用范圍廣、控制效果好，運用保持型仿人 PID 控制方法的控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)量小且抗干擾能力強。該技術(shù)與 2012.2 獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，授權(quán)專利號： ZL 201010190132.7

一種用于球型和圓拄型油罐和農(nóng)藥罐等各種密閉容器的清理修補機器人。本項目針對石化等行業(yè)目前存在的球型及圓柱型兩種主要的油罐容器類型，研究開發(fā)了極坐標及圓柱坐標油罐清洗機器人。這兩種機器人工作空間完全適合直徑5米左右的球型及圓柱型油罐的內(nèi)部形狀，通過電腦編程可適應更多的內(nèi)部型腔；在機器人手臂末端的夾持器上可更換液體噴頭或旋轉(zhuǎn)刷頭，從而實現(xiàn)化學清洗或機械刷洗或修補；機器人本體采用開伸縮式折疊結(jié)構(gòu)，收縮可適應罐頂人孔口徑（500mm），進入油罐內(nèi)部后，可展開(工作直徑達5000mm)，刷頭工作接觸壓力和清洗空間半徑可進行調(diào)節(jié)。 機器人特點：機構(gòu)小巧靈活、清洗效果好效率高、成本低。

上科大iHuman研究所在肥胖癥藥物靶點研究上獲重要突破，首次解析 人源黑皮質(zhì)素受體4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶體結(jié)構(gòu)。該成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”為題，于4月24日在國際頂級學術(shù)期刊《科學》在線發(fā)表。上科大Stevens課題組博士研究生于靜為文章的第一作者，iHuman研究所創(chuàng)始所長Raymond C. Stevens和密歇根大學教授Roger D. Cone為共同通訊作者，上科大是第一完成單位。領(lǐng)導這項研究工作的Stevens實驗室專注于多肽配體調(diào)控的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）及與肥胖癥和代謝類疾病相關(guān)受體研究。肥胖癥增加了其它并發(fā)癥的患病風險，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘腦中表達，參與控制食物攝取、能量消耗、體重維持等。實驗和臨床證據(jù)也表明，MC4R是肥胖癥治療的重要靶點。但針對MC4R結(jié)構(gòu)與功能的研究及藥物研發(fā)一直充滿挑戰(zhàn)。通過與密歇根大學Roger Cone實驗室以及南加州大學合作者的共同努力，最終解析了人源MC4R與環(huán)形多肽配體SHU9119復合物2.8埃分辨率的晶體結(jié)構(gòu)。研究團隊發(fā)現(xiàn)鈣離子（Ca2+）結(jié)合在MC4R正構(gòu)結(jié)合口袋中，同時與受體及候選藥物發(fā)生相互作用，這也是首次觀察到功能性Ca2+與GPCR的結(jié)合模式。同時，他們發(fā)現(xiàn)Ca2+有助于穩(wěn)定受體-候選藥物復合物，并使內(nèi)源性激動劑α-黑素細胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的親和力和效力得到了極大的提高，但Ca2+對內(nèi)源性拮抗劑刺鼠相關(guān)蛋白（Agouti related protein, AgRP）卻無類似的作用效果。“MC4R是一個神秘而有趣的蛋白分子，還有許多未被發(fā)現(xiàn)的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+復合結(jié)構(gòu)第一次揭下了MC4R的神秘面紗。”于靜說道，“將對活化狀態(tài)的結(jié)構(gòu)、MC4R與G蛋白、與其它蛋白之間的相互作用，以及同源/異源二聚體形成等方面進一步研究”。這項工作由上科大生命科學與技術(shù)學院和iHuman研究所的Raymond Stevens與趙素文團隊、密歇根大學的Roger Cone實驗室以及南加州大學的科研人員共同開展。