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自主机器人创新团队
团队主要研究方向及可转移转化的科技成果等 自主机器人团队致力于工业级旋翼无人机系统的研发与应用。经过十余年的技术攻关,...
团队信息
课题组名称:自主机器人课题组
课题组网址:ar.sia.cn
负责人:何玉庆
工作单位:中国科学院沈阳自动化研究所
学科领域:机器人学
课题组院地合作联络人员
姓 名:杨丽英
办公电话:024-83601191
手 机:15998250523
E-mail:yangliying@sia.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:13840267512 lsfang@sia.cn
团队介绍
团队主要研究方向及可转移转化的科技成果等
自主机器人团队致力于工业级旋翼无人机系统的研发与应用。经过十余年的技术攻关,成功研发了SIA-40(起飞重量40公斤)、SIA-100(起飞重量100公斤)、SIA-700(起飞重量700公斤)、XY-200(载荷200公斤)等一系列无人直升机系统。其中,云鸮100(SIA-100)无人机具备完全自主知识产权,在国内已经率先开展了灾难救援、电力巡检与架设、精准农业等行业应用。翔鹰-200(XY-200)大型无人直升机实现了控制系统、动力系统、传动系统等关键部件的国产化,在国内首次成功实现了大型无人直升机的舰船甲板自主起降技术验证。
团队主要技术产品为工业级旋翼无人机系统。主要研究方向包括:
系列化无人机本体轻量性、适配性及可靠性设计
无人机飞行控制自主性及智能性研究
面向典型应用的无人机系统与标准化载荷一体化技术
无人机产品生产、检测技术标准化
面向典型行业的规模化应用推广
典型转移转化项目案例
1.云鸮100无人直升机系统研制与产业化
云鸮100无人直升机是面向科考、救援、电力、农业、公共安全等领域研制的一款特种机器人,攻克了长续航、强抗风、高可靠本体设计,复杂气流中的自主稳定飞行控制,动态环境中自主轨迹规划与跟踪,多机编队飞行以及双机自主避碰等多项关键技术,解决了动态平台自主起降,高海拔环境、低温环境自适应飞行等难点问题,为南极科考、电力、农业、灾害救援等行业应用提供了重要手段和工具。云鸮100按照工业级无人机标准设计研发,其智能化与实用化水平处于国内领先地位。关键技术特点如下:
依照ISO9000标准设计和制造的高可靠的无人直升机本体,具有有效载荷大,续航和抗风能力强的特点;完成验证飞行2000余小时,自评技术成熟度达到6级;
自主设计研发全套飞行控制系统,面向风扰、故障等不确定性因素的超视距稳定飞行控制技术经过行业应用飞行验证,技术成熟度达到7级水平;
具备基于视觉的特定目标自主识别与跟踪技术,复杂环境条件(光照、水面反射、雨雾)的影响,实现对静、动态目标的高精度识别与持续跟踪,与同行业无人机比具备明显的技术优势。自评技术成熟度达到5级。
技术指标:最大起飞重量≥100公斤、最大任务载重≥30公斤、最大平飞速度≥60公里/小时、最大续航时间≥2小时、最大抗风能力≥5级、工作温度范围-20 C-40 C、可实现遥控/半自主/全自主飞行。
图1 云鸮-100无人直升机
图2 大连海面溢油监测与处置
图3 高压输电线缆跨江架设
图2 农业喷洒应用
云鸮100无人直升机在电力应用领域,实现了巡线和电力线架设,创造经济效益超过 3 亿元,实现了国内首次无人直升机超高压线架设,其中跨长江作业长达 15 公里,属世界首创。旋翼无人机电力巡检与架设相关技术成果荣获辽宁省科技进步一等奖、国家电网科技进步奖二等奖、中国电力科学技术进步奖三等奖、中国科学院科技促进发展科技贡献二等奖,该旋翼无人机在电力巡检与架设方面的应用于2011年通过省级科技成果鉴定,其中不断航跨长江、黄河等架线作业模式属国际首创。在公共安全与灾害处置领域,与消防部门合作完成了火情灾后的信息获取应用;与武警部门合作,实现了对群体性突发事件进行空中监控、投放非杀伤性武器的演示;随国家救援队参与芦山 4.20 地震救援,为人员救助提供了信息保障;参加了大连新港输油管线爆炸后的海面溢油监测及化油剂喷洒处置,在国内首次开展无人机进行溢油监测工作。在农业领域,创新提出了一种超低空超微量施药方式,应用无人机控制系统完成农田导航、飞行控制及药量控制,在增大农药沉积率的同时极大地减少了施药量。无人机精准施药系统在新疆、安徽、江苏、黑龙江、吉林、辽宁等省份建立了20 万亩的示范应用基地,并于2013 年获得第二十届农高会最高奖项——“后稷特别奖”。
2.翔鹰200无人直升机系统研制与产业化
翔鹰200无人机系统是项目团队另一项核心技术,技术路线采用载人直升机进行无人化改造的技术路线,已实现对潍坊天翔V-750大载荷无人机、罗特威A-600直升机的无人化改造,主要包括飞行控制系统研发、电气及传动机构改造、系统参数辨识以及大量的验证试验。目前,翔鹰-200大型无人直升机已经实现了控制系统、动力系统、传动系统等关键部件的国产化,在国内首次成功实现了大型无人直升机的舰船甲板自主起降技术验证。项目团队成功完成了两个型号的无人机改造,在国内具有领先地位;该量级的无人直升机系统在国内尚无成熟可靠的机型,关键技术特点如下:
具备系统功能:全功能自主飞行(自主起飞、自主降落、自主悬停);超视距自主航迹跟踪飞行、地势等高飞行;起降环境要求低,无需跑道;能够搭载多种类型的先进有效载荷;能够在数据链失效的情况下安全返航和着陆;能够配置在有直升机降落平台的舰艇使用;操作简单、迅速投入行动、最少的人工干预、最低限度的操作基地需求。
操作特点:操作简单;系统自检;自动返航;油量、电量显示;一个地面站可控制多架飞机;可以从移动平台控制飞机。操作模式:自主垂直起降;自主巡航飞行;手动速度控制(稳定模式);遥控飞行。
技术指标:最大起飞重量700公斤、最大载荷200公斤、续航时间2-4小时;
图3-1 翔鹰-200大载荷无人直升机
图3-1 翔鹰-200大载荷无人直升机舰载起降实验验证
大载荷无人直升机已实现自主起降、航迹飞行等,整体技术路线可行,但是技术成熟度尚未达到YX-100无人直升机的技术水平,需要进一步研发和技术迭代。将来翔鹰-200无人直升机在海洋执法、现代农业、应急救援等诸多领域具有广阔的应用前景。
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康复机器人团队
康复机器人团队一直致力于生物电信号处理、人机交互技术及康复机器人等方向的研究。自主设计开发了表明肌电信号采集传感器,肌...
团队信息
课题组名称:康复机器人团队
课题组网址:
负责人:赵新刚
工作单位:中国科学院沈阳自动化研究所
学科领域:机器人学与机器人技术
课题组院地合作联络人员
姓 名:张道辉
办公电话:
手 机:13080711130
E-mail:zhangdaohui@sia.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:lsfang@sia.cn
团队介绍
康复机器人团队一直致力于生物电信号处理、人机交互技术及康复机器人等方向的研究。自主设计开发了表明肌电信号采集传感器,肌电信号采集分析软件系统,并开发了上肢肌电假肢、肌电假手、肌电鼠标等多套人机交互实验平台。在分析人的手指骨骼、关节及手指运动的基础上,设计开发了面向残疾人实用的五指假肢手;为提高手部功能,设计开发了单指具有2个主动自由度的五指假肢手,每个手指自由度由电机驱动,能执行多种类人手的动作。研发了多套康复机器人系统平台,包括上肢镜像康复系统、七自由度上肢康复系统、下肢外骨骼助力系统、外骨骼康复手和踝关节康复系统等,积累了丰富的康复机器人设计与开发经验。
下面重点介绍外骨骼康复手和踝关节康复系统。
外骨骼康复手
1、简介
肢体运动障碍是脑卒中患者的常见后遗症,严重影响患者生活质量。现有人工康复方式效率低、成本高,因此,团队开展外骨骼康复手研究,通过康复运动帮助患者重新学习肢体运动控制技能,恢复建立脑到肌肉的正确的神经通路。主要包括两个方面的研究:1)基于柔性驱动器,从机构上保证患者不会受到伤害。2)智能化图形交互环境,患者可实时基于表面肌电信号控制康复手,实现患者自我康复操作。开发的机器人系统将在医院康复中心进行康复实验与评估。本系统以柔性驱动的康复理念为指导建立机器人辅助康复系统,引领机器人辅助康复技术及康复产品的发展。
坐式(左)与卧式(右)踝关节康复系统
2、主要用途
外骨骼康复手可用于脑卒中等神经损伤患者在康复中心或在家中进行康复治疗,提供更智能化、更高效康复训练服务。康复模式包括:
1)被动训练,机器人系统辅助患者瘫痪手指进行被动康复训练,防止挛缩和粘连,改善肢体血液循环,防止或消除肢体肿胀以及恢复和维持关节的正常活动范围;
2)主动训练,患者基于表面肌电信号控制康复手,恢复肌肉力度和对肌肉的控制能力;
3)主被动结合,康复训练后期,患者患者在外力协助下完成设定的运动学目标,增进关节运动的协调性和保证动作的准确性;
4)采用安全力控制策略,确保患者安全;
5)训练过程实时记录患者sEMG,实时评估患者康复状况,辅助医生/患者做出康复决策。
3、性能指标
康复设备功能:
(1)可以基于表面肌电信号,并控制外骨骼康复手人带动患侧做运动。同时为患者实时显示虚拟运动画面,达到刺激患者皮层,重建正确的脑神经通路的作用。
(2)可以支撑病人的手部重量,可辅助患者手指运动,且范围和速度均由患者主动控制,符合患者主动康复原理;这种带有辅助力的神经肌肉功能训练可以有效地提高神经对肌肉的支配和控制能力,提高肌肉的募集能力和协调性,从而提高患者上手指的运动功能。
(3)外骨骼康复手同时具有连续被动运动功能。每个关节可按照预先设定好的角度和速度,进行持续的被动运动。主要用于防治制动引起的关节挛缩,促进关节软骨、韧带和肌腱的修复,改善局部血液淋巴循环,促进肿胀、疼痛等症状的消除,使关节活动角度尽可能恢复到或超过损伤前的程度,最终使手部功能的恢复更早、更完善。
(4)智能化图形交互环境,患者可实时基于表面肌电信号控制外骨骼康复手,实现患者自我康复操作。
康复设备特点:
(1)每只手指的驱动部分均串联弹性元件,使之与直线电机组合,实现柔顺驱动,充分保证患者的安全性,舒适性。
(2)具有被动、主动、主被动等多种康复运动模式,不同模式之间切换方便,可独立存储多套治疗方案。
(3)按人类工程学设计,外骨骼康复手手掌部分充分吻合人手曲线,更具方便性和合理性。
(4)患者通过使用康复机器人参与治疗训练,能有效促进神经系统功能的重组。
康复设备适应症:
脑中风(脑神经异常)、脑外伤所致手指运动障碍,早期对患者姿位的摆放以及被动运动,可以有效地防止各种异常运动模式的形成和并发症的产生。
外骨骼康复手参数:
(1)近指端关节弯曲/伸展:;
(2)远指端关节弯曲/伸展:;
(3)近指端关节最大运动速度及最佳效率速度分别为:、;
(4)远指端关节最大运动速度及最佳效率速度分别为:、。
4、市场前景
传统的运动功能障碍改善治疗是采用手术的方法修复受损的神经系统,并通过术后的康复训练来改善运动功能。通过高强度、重复性的训练刺激皮质层重组并加强习得性应用来帮助患者重新学习运动控制已经得到了康复医学的验证。但是这种康复治疗方案不仅增加了理疗师的劳动强度同时也加重了患者的财务负担。应用康复医学概念并结合机器人技术研制外骨骼康复手,利用机械装置辅助手部关节及手指弯曲伸展运动,并通过控制系统实现运动康复策略促进手部功能恢复,将会克服传统方法的缺陷,为患者提供更好的康复体验,具有广阔的应用前景。
患者对于自动化程度较高的康复设备需求迫切,但我国具有高智能化程度的康复训练设备还处于空白状态。另外,从发达国家康复产业的发展来看,由于市场需求的拉动,家庭医疗器械即使在各行业普遍不景气的情况下,也能一枝独秀。本项目成果既适合康复中心进行批量患者康复使用也适合单个患者家庭康复使用,因此本项目的成果前景非常广阔,市场潜力巨大。
踝关节康复系统
1、简介
踝关节是人体负重最大的关节,也是人体下肢运动的关键关节,在人类的日常生活中起着关键作用。目前,由于人口老龄化的加重,交通工具的快速发展以及人们生活节奏的加快,踝关节的损伤在日常生活中较为常见。现有人工康复方式效率低、成本高,团队开展踝关节康复技术研究,通过康复运动帮助患者重新学习肢体运动控制技能,恢复建立脑到肌肉的正确的神经通路。从神经康复角度出发,开展了以下两个方面的研究:
1)基于关节扭矩传感器集成的踝关节康复机器人多模式控制方法,从控制上保证患者安全;
2)智能化图形交互环境,患者可实时基于表面肌电信号控制踝关节康复系统,增强患者主动参与度,实现患者自我康复操作。本系统以基于表面肌电信号的多模式控制方法的康复理念为指导建立踝关节康复系统,引领机器人辅助康复技术及康复产品的发展。
2、主要用途
踝关节康复系统可用于脑卒中等神经损伤患者在康复中心或在家中进行康复治疗,提供更智能化、更高效康复训练服务。功能包括:
1)基于被动控制模式,在线实时调节踝关节跖屈运动与背屈运动的极限位置、康复运动周期次数、速度参数、拉伸时间,让患者在踝关节康复设备的带的下进行往复康复运动,并且在极限位置上进行拉伸一定的时间;
2)基于主动多种控制模式,恢复神经意识对踝关节运动的准确控制;
3)采用穿戴式工作方式,直接驱动踝
典型转移转化项目案例
暂无
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检验检测技术创新团队
中国科学院沈阳自动化研究所检验检测认证中心是中国科学院沈阳自动化研究所的机器人产品专业检验检测及认证机构,拥有国家机器...
团队信息
课题组名称:中国科学院沈阳自动化研究检验检测认证中心团队
课题组网址:http: //rtc.sia.cn
负责人:吴镇炜
工作单位:中国科学院沈阳自动化研究所
学科领域:检测认证
课题组院地合作联络人员
姓 名:孙洋洋
办公电话:024-23970376
手 机:13889319551
E-mail:sunyangyang@sia.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:lsfang@sia.cn
团队介绍
中国科学院沈阳自动化研究所检验检测认证中心是中国科学院沈阳自动化研究所的机器人产品专业检验检测及认证机构,拥有国家机器人质量监督检验中心(辽宁)、国家机器人检测与评定中心(沈阳)、国家机器人标准化总体组秘书处,是集机器人检测认证、标准制修订、科研开发为一体的国家级第三方综合检测认证服务机构。
国家机器人质量监督检验中心(辽宁)
国家机器人检测与评定中心(沈阳)
国家机器人标准化总体组秘书处
机器人检测认证联盟核心成员单位
中心检验、检测用仪器设备共计193台套,价值1.18亿元,已通过了CNAS认可及CMA资质认定,服务范围涵盖200余标准。
中心建有国际先进的机器人专业检测实验室,包括:工业机器人性能及安全实验室(含移动机器人)、服务机器人性能与安全实验室、电磁兼容实验室、环境实验室、噪声实验室、电气实验室、水下压力检测实验室及机器人用伺服电机、精密减速器、控制器等核心零部件检测实验室等。
典型转移转化项目案例
中心为企业产品研发及认证、政府技术执法、产品进出口检验等提供技术支持,致力于机器人产品质量提升。
中心业务范围涵盖机器人产品:检测、认证、标准制修订、计量校准等。
服务对象包括:各类机器人整机、核心零部件、机器人集成应用系统、相关机电产品等。
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网络化控制系统团队
一、团队简介 网络化控制系统工程研究团队主要面向工业自动化领域开展基础自动化系统关键核心技术研究,主要研究方向包括: ...
团队信息
课题组名称:网络化控制系统工程研究
课题组网址:http://www.sia.ac.cn/sys2
负责人:杨志家
工作单位:中国科学院沈阳自动化研究所
学科领域:检测技术与自动化装置
课题组院地合作联络人员
姓 名:崔书平
办公电话:024-23970704
手 机:18940065907
E-mail:cuisp@sia.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:lsfang@sia.cn
团队介绍
一、团队简介
网络化控制系统工程研究团队主要面向工业自动化领域开展基础自动化系统关键核心技术研究,主要研究方向包括:
工业控制领域专用集成电路与片上系统研究与设计
现场总线、工业实时以太网、工业无线传感器网络协议研究与开发
网络化、高可靠、实时的控制器设计与开发
机器视觉检测技术与工业在线实时测试系统
PLC编程语言IEC 61131-3一致性测试与认证
团队致力于工程化研究,从核心芯片、嵌入式协议软件、网络化控制器到专用检测装置与系统,努力为行业提供网络化控制系统产业链之关键核心技术。
典型转移转化项目案例
1.网络化控制系统关键核心芯片
Foundation Fieldbus、Profibus PA现场总线通信控制芯片
HART现场总线专用芯片
符合IEC61158-2标准
适配多种处理器接口
内嵌4KRAM、DMA控制器
内嵌多种协议定时器
支持FF H1、Profibus PA
Profibus DP从站通信控制芯片
符合工业HART物理层标准
发送信号波形整形
接收信号数字滤波
3.3V – 5V供电
低功耗满足本安要求
工业无线传感器网络SoC芯片
符合Profibus DPV0协议标准
兼容SPC3、VPC3
更快的通信响应时间
更低的功耗
通信波特率9.6k-12Mbps自动识别
内嵌硬件协议引擎加速
2.4GHz扩频通信,16信道
内嵌ARM Cortex-M3处理器
内嵌AES128硬件加解密
支持WirelessHART、ISA00.11a
2.网络化控制系统嵌入式通信协议软件
Profibus PA、HART、Profibus DP现场总线通信协议软件
POWERLINK、PROFINET、EtherCAT、S ERCOSIII工业实时以太网通信
协议软件
IEEE802.15.4e、WirelessHART、WSAN工业无线传感器网络协议软件
3.网络化控制系统分布式现场控制器
分布式现场控制器定位于高端工业控制领域,可支持标准工业实时以太网和基于实时以太网的总线通信协议,如Powerlink协议。系统符合IEC 61131-2设计标准,主站与从站采用100Mbps工业实时以太网,支持环网、线缆和主站冗余,从站冗余,从站系统电源冗余,从站支持IO模块热插拔。
4.机器视觉检测与工业实时自动测试系统
机器视觉检测
结合工业现场环境特点,设计视觉系统解决方案,研究高品质高对比度成像系统设计,基于深度神经网络的快速稳定的视觉定位技术,以及围绕检测识别目标的图像处理与分析技术。
DCS板卡全自动测试系统
全自动的板卡测试和校准系统是一个复杂的软硬件集一体的自动化系统,系统包括了机械自动化控制、嵌入式软件开发、机器视觉检测、模拟量测试校准、多协议通信、PCB开发和FPGA开发等多种技术集成。
风机鼓风机自动测试系统
依据风机行业标准,与风机行业归口单位紧密结合开发具有行业推广价值的风机自动化测试系统。该系统具有全自动的风机性能数据采集系统和全自动的风机性能测试和能效判定功能。
5.PLC控制器IEC 61131-3编程语言PLCopen测试与认证
PLCopen组织授权开展PLC控制器编程语言IEC 61131-3相关的ST、IL、SFC、FBD的测试与认证服务。
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智能检测与控制团队
智能检测与控制课题组综合利用生产过程机理、专家经验知识和生产过程中的数据及图像等多源信息,采用混合建模、先进控制、智能...
团队信息
课题组名称:智能检测与控制课题组
课题组网址:
负责人:王卓
工作单位:中国科学院沈阳自动化研究所
学科领域:智能制造,复杂工业过程的建模、控制及优化
课题组院地合作联络人员
姓 名:赵大勇
办公电话:024-23970695
手 机:13898198802
E-mail:zhaodayong@sia.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:lsfang@sia.cn
团队介绍
智能检测与控制课题组综合利用生产过程机理、专家经验知识和生产过程中的数据及图像等多源信息,采用混合建模、先进控制、智能优化、图像处理等技术对典型的流程工业生产过程开展智能制造技术、能效在线监测评估与优化调度技术的研发及示范应用工作。面向国家战略性新兴产业——新型铜冶炼、高温电工级氧化镁生产等新型工艺过程,开展了以智能成套测控系统、能源管理系统为核心的技术研发,开发了关键参数软测量、生产过程优化控制、能效在线监测评估和优化调度等软件,以及成分参数在线检测装置,解决了铜、高温电工级氧化镁等国家战略性基础原材料的智能制造关键技术,实现了制造过程的自动化、信息化和智能化,提高了产品品质,促进了节能降耗。
主要研究方向:
破碎、粉磨、熔炼等典型生产环节的建模;
关键过程参数的先进控制;
工艺指标的智能优化控制;
高耗能企业的能效分析和评估;
高耗能企业的能源优化调度;
可转化的科技成果:
面向新型铜冶炼过程的智能成套测控系统;
高温电工级氧化镁智能化生产线;
典型转移转化项目案例
1.新型铜冶炼工艺过程智能成套测控系统
我国是全球最大的铜消费国和生产国,但绝大部分铜冶炼工艺从国外引进,不但要支付高额费用,而且不适应成分日益复杂的矿源。鉴于此,我国自主研发了可大规模工业化生产的“氧气底吹炼铜新工艺”和“氧气底吹连续炼铜新工艺”。与国外工艺相比,这两种新工艺具有原料适应性强、CO2零排放、低耗氧量等独特优势。中国有色金属工业协会、国务院和工信部先后发文对新工艺进行重点推广。但是,作为新工艺核心装备的底吹炉和多元炉在测控方面还存在着熔体温度和液位等关键参数难以实时检测、无法保证工艺过程的优化运行等问题,增加了能源消耗,影响了产品的品质,制约了新工艺的推广应用。
研发团队瞄准底吹炉和多元炉测控方面的重大技术需求,开展了以关键参数在线测量及过程优化运行为核心的智能成套测控系统研发工作。通过综合运用质谱法、LIBS、系统建模、先进控制和智能优化等技术,解决了底吹炉和多元炉熔体温度和液位等关键参数的实时检测这一难题,实现了冶炼过程的优化运行,提高了产品质量,降低了能源消耗。
相关技术通过项目合作、技术服务等形式与东营鲁方等企业合作,为企业提升技术质量水平、创造可观经济效益提供了保障。
烟气成分在线检测装置
冰铜成分在线检测装置
冶炼过程运行优化指导软件界面
关键参数在线测量软件界面
2. 高温电工级氧化镁智能化生产线
目前,我国航天、核能、电力、家用电器等领域的关键原材料之一,同时也是氧化镁产业高端产品的高温电工级氧化镁被日本、美国等发达国家垄断,极度依赖进口。为了打破技术壁垒,研发团队开展了原料自动分拣专机和智能控制系统的研发工作。通过应用图像处理、机器人技术、过程建模、先进控制与智能优化技术,研发了高温电工级氧化镁智能测控和全流程管理系统,掌握了高温电工级氧化镁智能制造的关键技术,提高了产品质量,制定了高温电工级氧化镁的生产标准。同时,与氧化镁制造龙头企业紧密合作,研制了高温电工级氧化镁智能化示范生产线。
相关技术通过项目合作、技术服务等形式与大石桥美尔等企业合作,为提高我国镁资源的附加值,提升企业技术质量水平、创造可观经济效益提供了保障。
高温电工级氧化镁智能化示范生产线示意图
原料智能分拣装置示意图
高温煅烧炉
锤式破碎机
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智能装备创新团队
团队主要研究方向: 智能装备事业部致力于图像处理与机器视觉、信号采集与处理、自动化控制、智能检测与诊断等技术的研究,面...
团队信息
课题组名称:智能装备事业部
课题组网址:
负责人:马钺
工作单位:沈阳自动化所
学科领域:控制科学与工程-检测技术与自动化装置
课题组院地合作联络人员
姓 名:陈帅
办公电话:024-83601852
手 机:13516003399
E-mail:chenshuai@sia.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:lsfang@sia.cn
团队介绍
团队主要研究方向:
智能装备事业部致力于图像处理与机器视觉、信号采集与处理、自动化控制、智能检测与诊断等技术的研究,面向食品、饮料、石化、交通以及烟草等行业的需求,开展非标智能机械装备的研发,解决行业共性瓶颈问题,实现降低工人劳动强度,提高劳动生产率,保证产品质量的目的。
可转移转化的科技成果:
1、高温肉制品生产线智能装备技术开发与产业化
2、基于机器视觉的在线检测装备技术开发与产业化
典型转移转化项目案例
1、高温肉制品生产线智能装备技术开发与产业化
研发团队多年来与中国最大的肉类加工企业——双汇集团紧密合作,致力于高温肉制品生产工艺过程中的自动化智能装备和生产线的研发。针对高温肉制品行业传统包装工序自动化程度低、人员劳动强度大的落后现状,研制出了高温火腿肠自动挑拣机和单支自动装箱机。
火腿肠自动挑拣机采用机器视觉技术、高压微电流针孔检测技术以及先进的自动化控制技术,解决了物料整理、机器视觉检测、微弱信号处理、精密同步控制等关键问题,实现了火腿肠生产过程中出现的多达11种外观质量问题的自动识别,准确率可达99.5%。该设备解决了长期困扰肉制品生产企业高温产品包装工序的检测精度低、市场反馈率居高不下等问题,保证了食品安全,填补了高温肉制品行业专业检测设备的空白,已经在行业内部形成示范效应,累计推广应用200余台,完成合同额1亿多元。
火腿肠自动挑拣机(SIA-HTC-02)
火腿肠自动挑拣机(SIA-HTC-03)
批量应用现场
火腿肠单支自动装箱机以一种经过特殊设计的轮式计数装置为核心,配合双PLC控制单元、智能视觉检测和多伺服电机协同控制技术,实现了单支火腿肠的快速、有序装箱。该设备解决了物料缓冲整理、单层整齐排序、倾斜智能视觉检测、高速运动计数、多伺服协同控制、产品规格自动调整以及纸箱规格自动调整、精确计数等关键问题。
单支自动装箱机
自动挑拣机+单支自动装箱机
2、基于机器视觉的在线检测装备技术开发与产业化
研发团队致力于机器视觉相关技术的算法开发及智能装备研制,具体包括图像预处理、分割、特征提取算法和针对不同产品定制的分级、识别算法;根据不同的检测对象,建立相关的数学模型,进一步提取目标的详细量化特征实现检测对象的分级、缺陷识别等。
基于机器视觉技术的产品在线检测设备正在被越来越多的生产企业和设备制造商所采用,它不但可以大幅消减人力成本,还有利于实施品牌战略,增加企业效益与竞争力。
药瓶在线检测装置
酒瓶在线检测装置
电感在线检测装置
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智能制造与智能检测研究团队
智能制造与智能检测研究团队以实现智能制造技术跨越发展为目标,在智能检测与测量技术、生产线单元(加工)联线技术、智能化生...
团队信息
课题组名称:智能制造与智能检测研究团队
课题组网址:
负责人:杜劲松
工作单位:沈阳自动化研究所
学科领域:先进制造
课题组院地合作联络人员
姓 名:王伟
办公电话:
手 机:13889161265
E-mail:
科技处院地合作联络人员
姓 名:房灵申
办公电话:024-23970539
手 机:13840267512
E-mail:lsfang@sia.cn
团队介绍
智能制造与智能检测研究团队以实现智能制造技术跨越发展为目标,在智能检测与测量技术、生产线单元(加工)联线技术、智能化生产线规划与设计等方面开展研究,在智能制造技术体系研发及应用领域取得重大突破,打通技术创新、系统集成、示范应用、产业推广的全链条。
团队承担并完成了多项国家、省市重大科研项目,承接了大量的单机装备及智能化柔性生产线等交钥匙工程,涉及航天、航空、军工、汽车、食品、制造装备等领域,形成面向行业的可复制可推广智能制造解决方案,具有产业引领与示范效应,为提升我国制造业水平,促进国家经济发展做出了重要贡献。
典型转移转化项目案例
1. 新一代先进轨道交通轴承智能制造新模式项目
轴承在机械传动过程中起到固定和减小机械载荷摩擦系数的作用,其本身的尺寸参数对设备的运转性能、寿命和可靠性起着决定性的作用,因此对轴承产品进行全面的尺寸检测就显得十分重要。本项目以铁路货车轴承内外圈为研究对象,开展针对上述产品包括锥度、椭圆度、牙口径、外沟椭圆、挡边高度、平行差在内的20余种关键尺寸参数在线测量,其检测精度高达0.1μm。
轴承内外圈尺寸自动化检测线是瓦轴集团智能制造项目建设的首条检测线,突破了轴承套圈全尺寸高精度在线智能测量技术,2018年底本项目通过瓦轴集团项目验收,一致认为轴承内外圈智能检测线完美的实现了各项功能,达到预期指标,极大的提升了测量效率和检测精度,防止了人工误漏检,对瓦轴集团的转型升级具有重要意义。
2. 大众 DQ 汽车自动换挡器装配线
德国KUSTER AUTOMOTIVE GmbH集团是全球知名的汽车零部件企业,同时也是德国大众汽车公司自动换挡器的全球主要供应商之一,其生产的换挡器产品可覆盖大众汽车多个平台多种车型,如New Lavida NF、Gran Lavida NF、Yeti NF以及Octavia NF Combi等。本项目结合DQ GEN.II代换挡器产品,开展适应复杂批量以及短周期生产制造模式的装配线研制。
团队与KUSTER公司在华企业开展合作,实现了KUSTER公司基于大众汽车自动换挡器装配生产线(中国区域)的全覆盖。“DQ Generation 2 ”自动换挡器装配生产线实现出口,成功登陆KUSTER公司北美工厂,通过用户及北美大众公司联合验收。正在开展北美工厂第二条换挡器装配生产线以及KUSTER公司在华首条电子驻车器装配线项目。
3. 智能生产线管控系统
将信息技术、智能技术与装备制造技术进行深度融合与集成,通过智能感知、人机交互、优化决策等,将自动化生产线扩展到柔性化、智能化和高度集成化。智能生产线管控系统主要功能包括数据采集、生产过程监控、质量SPC分析与追溯、生产线建模仿真、物料管理、设备管理、人员管理、统计报表、故障诊断、设备生命周期预测等。
4. 面向电子行业的自动识别与快速精密定位技术研究
前电子行业制造在部件制造和总装环节存在劳动密集自动化实现难、人工成本高招人难、工艺复杂更新换代快、人工效率和成品率低而交货期短等四方面需求端共性问题。机器人自动化是解决上述问题的最佳选择。但该行业产品具有小型、轻质、多样化、复杂工艺等特点,本项目为解决机器人在电子行业应用过程中的共性关键技术开展相关研究。
本项目紧扣实际需求,并针对机器人视觉引导与快速精密定位等难题,实现了多种印刷线路板的快速识别分类,并针对现有方法定位效率低,目标点密集和易受外部环境干扰的问题,实现了印刷线路板目标焊点组的快速精密定位,为实现基于智能化机器人技术的电子元器件贴附、组装、分拣、打磨、点胶、检测、焊接等工艺提供必要的关键技术。
5. 基于机器视觉的缺陷检测技术研究
缺陷检测技术是视觉检测技术中复杂度最高、应用领域最广的研究方向之一。尤其是表面曲线轮廓复杂、反光度高等难检特征的检测需求,目前缺少成熟的检测手段。本项技术以精密柱状滚子为检测案例,研究针对精密柱状滚子的全表面缺陷检测共性关键技术,以满足我国核心基础零部件的超精加工与精密检测需求。
本项目克服了精密柱状滚子表面轮廓复杂、高反光等检测难点,实现了现场环境下的柱状滚子全表面缺陷检测与产品分拣,属于行业内首次实现,其检测的缺陷种类多达30种,尺寸测量精度优于1μm,检测节拍高达2s/个。
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水体藻类荧光光谱在线分析研究团队
课题组已经攻克了水体藻类荧光光谱在线分析技术关键难题,研制了自主知识产权的第一代水体藻类荧光光谱在线分析仪工程化样机,...
团队信息
课题组名称:水体藻类荧光光谱在线分析研究团队
课题组网址:
负责人:
工作单位:水体藻类荧光光谱在线分析研究团队
学科领域:节能环保
课题组院地合作联络人员
姓 名:王辉
办公电话:0551-65591524
手 机:
E-mail:wh@aiofm.ac.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:朱国锐
办公电话:0551-65591771
手 机:
E-mail:zhugr@hfcas.ac.cn
团队介绍
课题组已经攻克了水体藻类荧光光谱在线分析技术关键难题,研制了自主知识产权的第一代水体藻类荧光光谱在线分析仪工程化样机,仪器通过第三方性能测试和科技成果鉴定,进行了小规模试生产,并在巢湖、太湖、三江营水库等典型湖库进行了长期示范应用,并已有2台仪器销售2台。核心技术获得发明专利2项、软件着作权登记1项。
典型转移转化项目案例
目前水质安全在线预警技术的研究是国际上环境监测领域的一个研究重点。近年来,我国“水华”“赤潮”爆发日益频繁,已经严重威胁到了饮用水安全。分光光度法、高效液相色谱法等传统藻类测量方法,需要“现场采样-离线分析”,存在测量周期长、手续繁琐、测量时效性差,无法满足现代环境监测对藻类在线监测的需求,亟需发展不同种群落藻类的快速在线测量技术与仪器。
水体藻类荧光光谱在线分析仪创新性地使用离散三维荧光光谱识别技术,结合独特的光机结构设计、信号调制检测理论、微弱荧光信号检测技术、多组分分类算法和计算机软硬件技术,实现了水体中蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、隐藻实时分类测量。水体藻类荧光光谱在线分析仪大大简化传统藻类测量方法烦琐的测量步骤、降低环境监测的成本,显着提高环境监测部门对水体藻类的监测技术水平,为“水华”和“赤潮”的预警提供设备和技术支撑。
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食品及食品接触材料中亚硝胺检测研究团队
亚硝胺的检测和控制业已成为国内外检测和监测部门的工作重点,并且在政策和法规上建立了严格的限量标准。项目团队一直从事“食...
团队信息
课题组名称:食品及食品接触材料中亚硝胺检测研究团队
课题组网址:
负责人:
工作单位:合肥物质科学研究院
学科领域:电子信息
课题组院地合作联络人员
姓 名:牛润新
办公电话:0551-65392905
手 机:
E-mail:rxniu@iamt.ac.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:朱国锐
办公电话:0551-65591771
手 机:
E-mail:zhugr@hfcas.ac.cn
团队介绍
亚硝胺的检测和控制业已成为国内外检测和监测部门的工作重点,并且在政策和法规上建立了严格的限量标准。项目团队一直从事“食品及食品接触材料中亚硝胺检测仪”并成功开发出亚硝胺检测仪,可用于食品检测、环境监测、食品工业生产以及科学研究等领域的亚硝胺检测。
典型转移转化项目案例
团队用开发出的亚硝胺检测仪开展了烟草中亚硝胺、化妆品中亚硝胺、乳胶制品中亚硝胺以及水中亚硝胺检测,检测结果表明该仪器的检测灵敏度、检测限达到国外同类仪器水平。
主要技术指标(或参数):
灵敏度 氮检测极限:≦1.5 x 10-12gN/sec;线性范围≧ 104;选择性 氮 vs 非氮成分 选择性:≧ 107 : 1;
目前我国拥有各级农产品检验检疫站、疾病控制中心站、产品质量监督检验所/站、进出口商品检验检疫局、各类环境监测站等检测机构2万多个,食品加工企业40万家以上。而我国对于亚硝胺物质的监管、监测和检测工作正处于起步阶段,亚硝胺检测仪普及率较低,因此,本项目具有广泛的应用和市场前景。
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作物品质性状自动分析分选研究团队
研究团队开发的近红外技术具有无损、快速和同时对多个性状进行检测的特点,作物品质分析选择装置集成光谱技术、自动化控制、软...
团队信息
课题组名称:作物品质性状自动分析分选研究团队
课题组网址:
负责人:
工作单位:合肥物质科学研究院
学科领域:电子信息
课题组院地合作联络人员
姓 名:刘斌美
办公电话:
手 机:13965004576
E-mail:liubm@ipp.ac.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:朱国锐
办公电话:0551-65591771
手 机:
E-mail:zhugr@hfcas.ac.cn
团队介绍
研究团队开发的近红外技术具有无损、快速和同时对多个性状进行检测的特点,作物品质分析选择装置集成光谱技术、自动化控制、软件分析等技术,实现对单粒子水稻、玉米、大豆等进行高通量智能化检测和分选,为品质性状遗传和育种提供技术支撑。同时该装置也能够拓展应用到制药、食品等行业。该装置核心技术已经获得发明专利4个。
典型转移转化项目案例
分析分选装置实现每秒3粒的检测和分选。设计了6个分选通道,每个通道可以根据需求设定不同参数范围,单籽粒根据检测结果从设定对应通道滑出。检测装置采用具有专利权的管式检测系统,每秒可以实现64幅光谱的采集和分析。通过建模可实现对单个作物籽粒的脂肪、蛋白质、直链淀粉等进行高效检测和分选,为作物品质性状遗传育种提供现代化的分析手段。可以应用到水稻、玉米、大豆等农作物遗传育种;农作物种子活力和真伪分析评判;颗粒物药品进行通量检测分析。
目前作物品质分析选择装置能够应用到农业生物遗传育种和制药行业,根据客户设计不同分选,检测作物品质质量,为育种服务。同时能够控制颗粒药品质量。
稻米品质分析选择装置
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