项目目标

本项目针对在复杂环境中工业机器人操作和控制中，由于环境变量和参数的非预期性变化，与工件及其它设备发生碰撞挤擦而造成的生产质量和安全问题，利用科大在柔顺结构和高性能变形传感器方面的先进技术，结合合作企业在工业机器人控制和驱动方面的优势，研发具有自主知识产权的六维自由度的碰撞检测及自我姿态恢复功能的安全系统，并通过在实际工业化生产中的验证。

项目背景

工业机器人已应用于许多工业领域，在工业生产中扮演重要角色。随着我国人口红利的消失，国内机器人取代工人的需求显得越来越迫切。现在机器人仍存在很多不足，比如工业机器人在使用中碰撞损害事故时有发生，产生事故的原因是现有的机器人防碰撞系统上存在一定的不足，没有建立主动认知机制。此问题的解决方案需要进行机械臂位移的精准快速检测，机械臂的自动调整及相关系统的集成，这些都是当前机器人应用领域研究的热点和难点。  

项目特色和创新点

提出以超弹性合金材料制成的三浦折纸图形为基础的创新三维柔顺结构设计，达到6个维度的自定义安全操作范围。

基于高速摄像机的内部视觉位移变形传感器，通过快速光学分析达到实时的全维度机械结构的变形信息提取。将工业机器人实时的碰撞信息转变成柔顺和弹性结构载体上标记的变化信息，并将此标记的变化信息捕捉并传输到控制中心。

利用三浦折纸结构的稳定形变与回复，与视觉传感器捕获的标记位移的信息相结合，通过高速实时系统反馈调控实现系统的自恢复。

项目成果

六维柔顺结构设计：

1. 以三浦折纸结构为基础, 设计六维碰撞自恢复系统的机械结构。

内部: 高速摄影机置于结构顶部中央，并且会以黑色柱体密封, 以作定位之用。

外部: 利用碳纤维板, 形成片状式三浦折纸结构, 并将其排列为柱状结构。

如下图左:

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视觉传感系统设计，集成与测试:

1. 对采集的图片作影像处理,对结构位移进行矢量计算，定标。

2. 新开发的微型视觉系统, 以提高图像获取质量和景深。如上图右

专利申请：已申请一项PCT专利，一项中国发明专利，