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項目成果/簡介:本項目開發(fā)了一套 32 噸級工業(yè)自動吊車系統(tǒng)，相關(guān)技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。本展品可使吊車運送效率比當(dāng)前主流方法提高 77%以上，行程 6 米時，最大定位誤差不超過 5 毫米，精度非常高。同時，本展品可確保事故率降低 50%以上，使操作人員工作效率提高 2-3 倍。本展品已在天津起重設(shè)備有限公司生產(chǎn)的吊車上進(jìn)行了大量的推廣應(yīng)用。 這項成果符合《中國制造 2025》的戰(zhàn)略目標(biāo)，具有非常顯著的經(jīng)濟效益。它定位精度高，有助于實現(xiàn)核廢料運送與處理等操作。無人式的操作方式可以使橋式吊車在各種危險環(huán)境下作業(yè)，從而進(jìn)一步拓寬了其工作范圍，在先進(jìn)制造行業(yè)產(chǎn)生了非常積極的影響。 這項成果在創(chuàng)新性方面處國際領(lǐng)先水平。在吊車控制方面，國際上近 5 年來引用數(shù)排名前十名的論文中，這項成果占到 4 篇；成果第一完成人方勇純教授應(yīng)邀前往波蘭華沙參加第 11 屆機器人運動與控制研討會并做大會報告（其他三位大會報告人分別來自美國，法國，葡萄牙）。2016 年，成果入選國家自然科學(xué)基金委資助項目優(yōu)秀成果選編（六），信息科學(xué)部 5 年共入選成果 25 項，其它入選成果的第一完成人分別為高文院士，楊學(xué)軍院士，錢鋒院士，房建成院士，郝躍院士等著名專家。應(yīng)用范圍:吊車是應(yīng)用領(lǐng)域最廣的設(shè)備之一，我國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上的持續(xù)投入，為吊車類起重機械的蓬勃發(fā)展提供了非常好的機會。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，智能起重機是起重機行業(yè)的大勢所趨，也是當(dāng)前智能制造業(yè)的迫切需求。具體體現(xiàn)在：（1）新興產(chǎn)業(yè)促使起重機趨向大噸位、高效率、自動化、智能化及多用途方向發(fā)展。（2）用戶對起重機性能的要求不斷提高，為此必須借助于新興的智能技術(shù)來研制智能型起重機。（3）隨著全球經(jīng)濟一體化，制造企業(yè)需要借助于智能起重機來提升裝配水平和生產(chǎn)效率，增強在國際市場的競爭力。 本自動化吊車可以為地方經(jīng)濟和社會發(fā)展注入活力，可望形成重要的產(chǎn)業(yè)基地。主要體現(xiàn)在：（1）本自動吊車科技水平高，可以提高相關(guān)制造業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品競爭力。（2）本自動吊車本身及衍生產(chǎn)業(yè)可以提供就業(yè)機會，緩解社會壓力。（3）本自動吊車主要用于具有智能化生產(chǎn)流程的核電、碼頭、建筑行業(yè)等，可帶動上下游企業(yè)的發(fā)展。（4）本自動吊車具有良好的市場前景，更便于帶動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在實施地區(qū)可形成重要的產(chǎn)業(yè)基地。效益分析:特色 1：本展品的自動化吊車包括機械部分與電氣部分，還開發(fā)了吊車自動控制軟件系統(tǒng)。具體而言，為了實現(xiàn)高性能自動控制，提高實時性，設(shè)計了基于 DSP 的多軸控制板。手/自動操作可由遙控器上三個按鈕進(jìn)行設(shè)置，DSP 可以實時監(jiān)測對應(yīng)的三路信號來判斷吊車的手/自動狀態(tài)，以便在變頻器操作模式無變化的情況下，通過 PLC實現(xiàn)吊車手/自動控制狀態(tài)的平滑切換，自動模式由 DSP 提供控制信 號，手動模式由單片機提供。 特色 2：建模、軌跡規(guī)劃、跟蹤及自動快速消擺技術(shù)。提出了一種精確的多吊繩吊車模型與一種基于魚群行為的 RNA 遺傳算法的建模方法。可更為準(zhǔn)確地刻畫實際工業(yè)吊車特性，為后續(xù)控制方法設(shè)計與分析奠定堅實的基礎(chǔ)。提出了多種便于臺車跟蹤的自動消擺軌跡，簡單易行，效果良好。此外，提出了一種增強耦合非線性消擺控制技術(shù)、一種魯棒滑模控制方法以及一種考慮軌道約束的自適應(yīng)消擺控制技術(shù)，能充分考慮外界干擾與未建模動態(tài)的干擾，取得良好的防擺與定位控制效果。此外，考慮吊車執(zhí)行器的飽和約束、部分信號不可測量等實際問題，還設(shè)計并提出了一系列行之有效的自動控制方法。 特色 3：運動體檢測與三維場景重建技術(shù)。具體而言，項目組搭建了一種彩色點云獲取設(shè)備，可以準(zhǔn)確獲取實際工況下帶有顏色信息的三維點云。提出了一種三維的正態(tài)分布變換算法，在實際應(yīng)用中取得了穩(wěn)定有效的結(jié)果。為防止橋式吊車現(xiàn)場危險事故的發(fā)生，設(shè)計了一種智能監(jiān)控系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)進(jìn)入吊車操作現(xiàn)場的人，并在可能發(fā)生危險時進(jìn)行警報。經(jīng)大量測試，所提技術(shù)能很好地完成預(yù)定任務(wù)。 特色 4：持續(xù)擾動抑制。針對野外工作的吊車系統(tǒng)，設(shè)計了一種適用于持續(xù)擾動情況下的非線性復(fù)合消擺方法。除此之外，針對周期性干擾的不利影響，項目組還提出了一種重復(fù)學(xué)習(xí)與部分反饋相結(jié)合的控制方法。兩種方法均可有效抑制持續(xù)干擾對吊車系統(tǒng)的影響。 特色 5：豎直起降技術(shù)。針對負(fù)載的起吊、落吊、水平傳送過程，提出了一種非線性跟蹤控制方法，該方法能保證臺車及繩長變化的跟蹤誤差始終地保持在任意設(shè)定的范圍內(nèi)并收斂于零，同時能有效地消除負(fù)載的擺動，大幅提高系統(tǒng)的工作效率。

本項目開發(fā)了一套 32 噸級工業(yè)自動吊車系統(tǒng)，相關(guān)技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。本展品可使吊車運送效率比當(dāng)前主流方法提高 77%以上，行程 6 米時，最大定位誤差不超過 5 毫米，精度非常高。同時，本展品可確保事故率降低 50%以上，使操作人員工作效率提高 2-3 倍。本展品已在天津起重設(shè)備有限公司生產(chǎn)的吊車上進(jìn)行了大量的推廣應(yīng)用。 這項成果符合《中國制造 2025》的戰(zhàn)略目標(biāo)，具有非常顯著的經(jīng)濟效益。它定位精度高，有助于實現(xiàn)核廢料運送與處理等操作。無人式的操作方式可以使橋式吊車在各種危險環(huán)境下作業(yè)，從而進(jìn)一步拓寬了其工作范圍，在先進(jìn)制造行業(yè)產(chǎn)生了非常積極的影響。 這項成果在創(chuàng)新性方面處國際領(lǐng)先水平。在吊車控制方面，國際上近 5 年來引用數(shù)排名前十名的論文中，這項成果占到 4 篇；成果第一完成人方勇純教授應(yīng)邀前往波蘭華沙參加第 11 屆機器人運動與控制研討會并做大會報告（其他三位大會報告人分別來自美國，法國，葡萄牙）。2016 年，成果入選國家自然科學(xué)基金委資助項目優(yōu)秀成果選編（六），信息科學(xué)部 5 年共入選成果 25 項，其它入選成果的第一完成人分別為高文院士，楊學(xué)軍院士，錢鋒院士，房建成院士，郝躍院士等著名專家。

成果與項目的背景及主要用途：該技術(shù)采用數(shù)控氣動閉環(huán)控制回路、機械手 可以上下插拔，在 XYZ 三個方向有力觸覺，可以感受作用力，如果力大，機械手 可以自動緩沖或收回。機械手具有抓夾功能。該項技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到核工業(yè)元 件加工過程中。相同的技術(shù)和功能可以方便的應(yīng)用和移植到其它應(yīng)用領(lǐng)域。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：利用數(shù)控氣動閉環(huán)控制回路。三維柔性力緩沖 XY 方向±1 ㎜，Z 方向 10 ㎜，Z 向下插行程 0～500 ㎜可調(diào)，可以安裝各種用途 機械爪，具有形成阻尼緩沖和氣動消音。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：處于國內(nèi)同類型先進(jìn)技術(shù)水平。 56天津大學(xué)科技成果選編 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：該類型機械手技術(shù)可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如：機 械制造業(yè)、汽車工業(yè)、化工業(yè)、核能工業(yè)、生物工業(yè)、安全領(lǐng)域等需要提高作業(yè) 效率、精度、危險環(huán)境等行業(yè)。 目前該技術(shù)成熟，整機價格在 10～16 萬人民幣之間，可以進(jìn)行小批量工業(yè) 化生產(chǎn)。 應(yīng)用領(lǐng)域：械制造業(yè)、汽車工業(yè)、化工業(yè)、核能工業(yè)、生物工業(yè)、安全領(lǐng)域 等需要提高作業(yè)效率、精度、危險環(huán)境等行業(yè)。 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）： 所需原材料：均為市場上可采購原材料，無特殊要求，例如：氣動元件、機 械件等； 設(shè)備及環(huán)境要求： AC220V 電源、普通氣源； 所需廠房面積：普通廠房 100 平方米； 人員要求：若干機、電相關(guān)專業(yè)人員； 初期投資規(guī)模：除以上條件外需流動資金 60～80 萬。 合作方式及條件： 技術(shù)轉(zhuǎn)讓，轉(zhuǎn)讓費：人民幣 50 萬元； 合作生產(chǎn)，具體可面談。 

隨著空分裝置朝著大型化，稀有氣體全體區(qū)和全面計算機控制的發(fā)展，對空分操作人員的素質(zhì)及操作技能提出了極大的挑戰(zhàn)。要在生產(chǎn)實踐中培養(yǎng)出一個合格的熟練的操作人員一般需要5年左右的時間。 當(dāng)前，操作仿真技術(shù)在操作人員培訓(xùn)方面有著特殊的功能，目前已經(jīng)有用于各種運載工具（如飛機、船舶等）以及各種復(fù)雜設(shè)備系統(tǒng)（如電站、電網(wǎng)、大型化工系統(tǒng)等）的仿真訓(xùn)練機，在提高效率、節(jié)約能源、安全訓(xùn)練等方面起了十分重要的作用。為此，我們開發(fā)了大型空分裝置操作仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于對運行人員進(jìn)行培訓(xùn)，促進(jìn)其對設(shè)備運行特點、操作動態(tài)響應(yīng)特性的了解，提高操作技能和應(yīng)變能力，從而最大限度地提高設(shè)備運行的安全性和可靠性，減少運行事故的發(fā)生。 目前，該技術(shù)已應(yīng)用于我國幾個大型冶金企業(yè)的制氧廠，取得了良好的效果。

項目的背景及目的 在微操作過程中，由于操作對象十分微小，必須借助顯微鏡觀察操作物體。顯微鏡可以看到微小的物體，但同時也存在視野小、景深短等問題，這些問題限制了微操作機器人的實際操作范圍，影響了機器人系統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致一些操作無法完成。因此，理想的微操作機器人系統(tǒng)應(yīng)該具有“廣闊”而“深遠(yuǎn)”的視覺反饋，也即在平面方向拓展觀測范圍，使顯微鏡具有更“廣闊”的視野；在光軸方向加深顯微鏡景深，使其在更“深遠(yuǎn)”的范圍內(nèi)成清晰的像。

XM-LV39A直腸檢查操作模型 ? 一、功能特點： ■ XM-LV39A直腸檢查操作模型采用高分子材料制成，膚質(zhì)仿真度高。 ■ 模型為成人臀部，質(zhì)感真實。 ■ 直腸檢查體位：左側(cè)臥位。 ■ 13種腸道疾病、9種類型模擬糞便供識別。 ■ 模擬糞便可方便的置于糞便固定器，進(jìn)行練習(xí)與考核。 ■ 可反復(fù)進(jìn)行練習(xí)。 ? 二、標(biāo)準(zhǔn)配置： ■ 直腸檢查操作模型：1臺 ■ 可更換模塊：1套 ■ 說明書：1冊 ■ 保修卡合格證：1張

XM-LV9A靜脈切開操作模型 ? 功能特點： ■ XM-LV9A靜脈切開操作模型采用高分子材料制成，仿真度高。 ■ 模擬病人的大隱靜脈、前臂靜脈等大靜脈，底部的四個吸盤能夠很好的固定模型，便于操作。 ■ 可練習(xí)常規(guī)皮膚消毒、鋪巾、局部麻醉操作。

XM-EBA高級耳部檢查模型（25種病變） ? XM-EBA高級耳部檢查操作模型采用高分子材料制成，提供耳鏡檢查的25種病變正常和病變的鼓膜部件，外觀耳廓、外耳道、鼓膜等與人體解剖結(jié)構(gòu)相似，模擬真實，操作方便，可用耳鏡模擬檢查以及耵聹清理操作練習(xí)。 ■ 正常鼓膜 ■ 鼓膜充血 ■ 鼓膜內(nèi)陷 ■ 鼓膜小穿孔 ■ 鼓膜全穿孔 ■ 鼓膜外傷性穿孔 ■ 急性中耳炎早期充血 ■ 急性中耳炎滲出液 ■ 鼓膜切開置管 ■ 化膿性中耳炎 ■ 鼓膜鼓室硬化癥 ■ 鼓室硬化癥新月體硬化斑 ■ 膽脂瘤 ■ 外耳道骨瘤 ■ 鼓膜中央性穿孔 ? ■ 外傷性鼓膜穿孔 ■ 鼓膜大穿孔 ■ 鼓膜完全性穿孔 ■ 中鼓室后方膽脂瘤 ■ 上鼓室膽脂瘤伴骨質(zhì)破壞 ■ 囊腫樣鼓室內(nèi)膽脂瘤位于錘骨之后 ■ 上鼓室破壞可見膽脂瘤上皮 ■ 上鼓室區(qū)域可見膽脂瘤囊袋突入外耳道 ■ 上鼓室膽脂瘤伴有骨質(zhì)破壞，鼓膜全部硬化。 ■ 膽固醇肉芽腫伴炎性息肉形成，導(dǎo)致鼓膜外凸。 ?

XM-FMT腹膜透析模型 ? 一、功能特點： ■ XM-FMT腹膜透析護(hù)理操作模型采用高分子材料制成，仿真度高。 ■ 模擬了一成年人下半身軀干立位。 ■ 解剖標(biāo)志明顯，包括臍、恥骨聯(lián)合等，具有標(biāo)準(zhǔn)的瘺口位置。 ■ 可進(jìn)行腹膜透析示教，可進(jìn)行間斷腹膜透析訓(xùn)練或連續(xù)腹膜透析練習(xí)，操作時均可使用真實液體。 ■ 內(nèi)部全封閉式貯水器，操作過程中不會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。 ■ 固定底托確保操作的穩(wěn)定性。 ■ 可反復(fù)進(jìn)行練習(xí)。 ? 二、標(biāo)準(zhǔn)配置： ■ 腹膜透析模型：1臺 ■ 說明書：1冊 ■ 保修卡合格證：1張