中国科学院沈阳自动化研究所蒋新松逐梦深海科技攻关突击队:“海人”精神——求真务实、甘于奉献、团结协作、敢为人先

中国科学院沈阳自动化研究所蒋新松逐梦深海科技攻关突击队(以下简称“突击队”)现有成员108人,其中中共党员62人;其攻关任务为某国家重大工程任务。

6000米级遥控潜水器“海星6000”——中国科学院沈阳自动化研究所成果

深海潜水器是当前深海探测与作业的主要手段。在自主水下机器人(AUV)、遥控潜水器(ROV)和载人潜水器(HOV)三类传统典型的深海潜水器中,ROV以其高效、长时、强作业能力等特点而备受关注。“十二五”期间我国4500米级潜水器体系已形成,但6000米级及以深潜水器只有潜龙一号AUV和蛟龙号HOV,6000米ROV仍属空白。

“海斗”号全海深自主遥控水下机器人——中国科学院沈阳自动化研究所成果

水下机器人是人类探索、认识和利用海洋的有效高技术手段和装备,向深海深渊进军,是当前国际上水下机器人的一个重要发展方向和趋势。深渊专指海洋中深度大于6000米的海沟区域,代表了地球上非常独特的海洋极端环境。受深海技术的限制,深渊是迄今人类知之极少却又十分难以企及的区域。

4500米级自主潜水器行“潜龙三号”——中国科学院沈阳自动化研究所成果

海底热液活动是20世纪海洋科学和地球科学研究中的重大发现之一,目前已经成为国际上海洋、地球和生命科学等多学科研究的前沿和热点。海底热液喷口是热液活动的突出表现,它除了自身的重要科学研究价值,其附近形成的多金属硫化物矿床和独特的热液生态系统,还为人类提供了丰富的、易于开发的矿产和生物资源。

新时期下深入推动广东-中国科学院产学研合作的实践与思考

自2009年广东省人民政府与中国科学院启动全面战略合作以来,省院双方精心推进,按照"需求牵引、规划先行、平台依托、项目带动、人才集聚"的原则,开展了全方位、多层次的务实合作,在国家大科学工程建设、广东省实验室建设、重大科技成果转移转化、科技与经济结合新模式探索、高层次人才培养和引进等方面取得了显著成效,有力促进了广东创新驱动发展,形成了以"一个目标"为出发点,"三个注重"为切入点,"五个推进"为落脚点的省院合作模式。当前,广东正大力推进综合性国家科学中心和高水平研究机构建设,加强广东基础研究与应用基础研究,大幅提升原始创新能力,对省院合作提出了新的要求和新的任务。

瓷砖表面缺陷自动化拣选系统

1目标和概述每张瓷砖在生产过程中要经过20余道工序,任何一个阶段的不稳定因素,都有可能造成瓷砖在抛光处理后出现表面缺陷问题,传统方式为人工观察缺陷检测,该方式面临以下几项挑战,一是人工检测速度较慢,无法满足高速生产节拍,影响生产速度;二是人工长时间作业极度容易出现疲劳,检测的准确性得不到保证;三是不同质检员之间判断标注不一致,导致不稳定的漏检或误检;四是成本压力,拣选过程每班次至少两名拣选工并实现三班倒,企业需承担较多人力成本,同时漏检还会造成废品流入市场,为企业带来大量售后成本,通常一块瓷砖的售后成本是生产成本的十几倍。

基于变刚度复杂曲面模糊路径策略的飞机座舱自动化磨抛

飞机座舱罩作为典型的复杂曲面弱刚性薄壁零件,是军用与民用飞机的重要部件,其安全与否直接关系到飞机和飞行员的安全。针对飞机座舱盖研磨抛光过程的曲面形状复杂以及刚性弱等问题,本文基于机器人自动化磨抛系统提出了一种基于自适应阻抗控制策略的复杂曲面模糊路径的生成方法,并对磨抛过程的接触力进行建模与分析,引进主被动相结合的磨抛方法,对某型飞机座舱盖进行了仿真及磨抛试验分析。试验结果表明,所提出的主被动相结合的磨抛方法结合自适应阻抗控制策略能较好的适应复杂曲面模糊路径的磨抛过程,力控制精度可达±1N;提出的复杂曲面模糊路径能够满足某型飞机座舱罩的自动化磨抛工艺需求,在保证磨抛结果一致性的同时提高了磨抛效率。

基于云边自动化的工业控制系统关键技术及前景展望

本文探讨了基于云边自动化的工业控制系统的关键技术和未来发展前景。随着网络技术和人工智能的发展,工业控制系统正在从传统的分层、封闭架构向开放、平台化架构转变。云边自动化结合了云计算和边缘计算,优化了通信效率、系统灵活性和资源利用率。本文还讨论了虚拟化技术、网算控互动机制、新一代通信技术等方面的挑战和解决方案。最后,本文展望了云边自动化在设计制造一体化、IT/OT融合等领域的应用前景。

快速发展的我国机器人事业——中科院沈阳自动化所机器人研究开发简介

中国科学院沈阳自动化研究所建于1958年,分东西两区.东区位于沈阳市东陵区南塔街114号,西区位于沈阳市和平区三好街90号,总占地面积12万平方米,科研生产用房3.7万平方米.全所现有职工767人,科技人员601人,其中高级科技人员212人。

科学手套箱灵巧臂遥科学任务规划研究

结合我国空间应用信息系统特点及空间站建设,为空间机器人的遥科学任务提出一种基于时间流事件的脚本任务规划方法。设计机器人语言描述空间机器人执行的任务,通过遥编程方式进行预仿真验证并将验证后正确的脚本任务块通过IP隧道上行到空间机器人控制系统,采用可编程事件表时间驱动机制,实现空间机器人在轨自主任务执行。该方法可减少天地实时交互控制指令,避免天地通信时延问题。在空间站实验柜灵巧臂科学实验中开展仿真推演任务,满足我国空间机器人遥操作应用需求。

有机玻璃研抛机器人自动化工艺研究

以力和位置混合控制的机器人自动化研抛系统为实验平台,研究有机玻璃(Polymethylmethacrylate简写PMMA)的研磨抛光工艺。分析了单个磨粒的磨削材料的去除机理,以弹塑性力学理论、Preston磨削理论为基础建立了有机玻璃的机器人端面研抛去除函数模型;然后通过研磨抛光实验,研究了主要研抛加工参数(如研抛压力、研抛工具转速、机器人进给速度、循环加工次数等)对工件表面材料去除厚度的影响规律,并在单因素试验的基础上对研抛加工参数进行了初步的参数优化,经过优化后的加工参数加工出的有机玻璃样件表面几乎无微小变形和光学畸变,满足了实际加工工艺要求。

生产检测线振动传感器自动化弹压控制方法研究

如何准确测量生产检测线产品的振动信号是在线智能检测与故障诊断的难点问题。提出了一种振动加速度传感器自动化弹压机构设计和控制方法。该机构由双速气缸、传感器弹性支架、吸震橡胶球、振动传感器和逻辑控制程序组成,准确的壳体弹压位置通过传感器测点位置分析评价软件测评确定。该方法可以实现振动传感器的多次重复位置准确测量,已经应用于汽车变速器质量检测线的综合性能试验台,实现了对新装配汽车变速器振动信号的数据采集,为在线故障诊断提供了准确的变速器壳体振动数据。

中大口径弹药物理量自动化测量系统的应用与研究

介绍了一组中大口径弹药质量质心质偏及长度自动化测量系统的应用与研究,本套装备可实现多种型号、多种尺寸火工品的质量、质心、质偏、长度的自动化测量,详细介绍了本套装备的测量原理以及测量系统的设计;设备经实际应用检验,满足工艺要求,实现了无人化操作,提高了测量效率和测量精度,提高了本质安全度,降低了工人劳动强度,避免了火工品表面刮伤和火工品倾覆等危险事件的发生。

机器人磨抛复杂曲面加工轨迹对表面质量的影响研究

为了探究不同加工轨迹及其排布对工件磨抛加工表面质量的影响,本文进行了机器人磨抛轨迹对工件表面质量影响规律的研究。基于Preston去除方程和Hertz接触理论建立了砂带磨抛加工材料去除深度模型,分析了表面残留纹理的生成机理。以曲面航空发动机叶片为试验样件,利用自行搭建的机器人磨抛系统,分别使用等距轨迹、摆线轨迹进行加工试验,分析材料去除效果及表面纹理情况。试验结果表明,采用传统直线加工的等距轨迹于搭接处产生条带状纹理;摆线因其多方向性的加工动作,均化了表面纹理,提高了加工表面一致性。

深海AUV无动力垂直下潜运动特性研究

深海AUV(自主水下机器人)采用无动力下潜方式能有效节约能源,但是水平或小纵倾角姿态下潜用时较长,水平偏移大。为提高下潜速度,减小下潜偏移距离,对AUV无动力垂直下潜过程进行研究。使用四元数代替欧拉角得到AUV运动方程,并加入洋流和浮力数学模型,通过Simulink仿真模块建立AUV垂直下潜运动仿真方法,解决垂直下潜产生的姿态角解算奇异性问题。通过设置不同仿真工况,得到AUV垂直下潜运动状态量受负浮力、重浮心距离、舵角、初始纵倾角及环境扰动力的作用规律。结果表明,AUV采用垂直下潜方式,可实现较大的下潜速度,同时减小水平偏移距离;洋流扰动是垂直下潜运动产生水平偏移的主要原因;下潜深度6000 m时,浮力变化扰动导致末端下潜速度减小30%,下潜时间增加21%。

主从遥操作机械手工作空间覆盖控制策略研究

针对遥操作机器人主控制器工作空间过小和主从手工作空间不匹配的问题,提出一种区域覆盖思路。将主控制器工作空间与从机械手工作空间一一对应的映射关系转换成主手工作空间多次区域映射的关系,通过多次建立主从手的连接,达到区域覆盖的目的。同时为了更好地控制从机械手末端的姿态,设计一种相对运动姿态控制方法,将传递给机械手的绝对姿态坐标替换成姿态运动信息,以达到相对姿态控制目的。最后,进行仿真分析和试验验证。结果表明:该方法能够实现工作空间完美覆盖,主手能够有效地控制从手运动。

基于攻击意图的工业网络抗毁性评价研究

随着工业网络的迅猛发展,安全事件层出不穷,网络抗毁性成为了该领域关注的焦点之一。针对工业网络中的安全问题,以攻击意图为切入点,开展了工业网络抗毁性评价问题的研究。首先,通过对已知攻击案例的分析,识别了多种攻击类型及其潜在影响;然后,区别于现有针对网络系统本身特性的评价方法,将攻击的潜在意图纳入考量,构建了一个综合性的抗毁性评价方法;最后,在一个工业网络系统模型上,通过与现有流行的网络系统抗毁性评价方法对比,发现所提出的基于攻击意图的工业网络抗毁性评价方法具有更加客观、稳定的评估效果。该抗毁性评价方法综合考虑了外界攻击的意图、发生概率、影响范围以及可能的后果,有效刻画了不同场景下系统面对相同规模外界攻击时的抗毁性。

《太赫兹科学与电子信息学报》2024年第12期专栏征稿主题:太赫兹成像感知技术

成像是人类认识世界最直接的方式,太赫兹波作为最后一个被开发的电磁波段,为科学探索和工业应用提供了新的视野,其包含的物质指纹,可作为分子级的识别手段。受限于波长的物理尺度,其成像分辨率距离人们的期望还有一定距离;太赫兹光谱传递了什么信息、该如何应用,仍需要深入探索。本专题拟对此进行探讨。

基于光诱导介电泳的微粒自动化操作实验研究

采用等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)制备了氢化非晶硅(a-Si∶H)光电导薄膜,并利用双面胶技术封装ODEP芯片。构建了包括光投影模块和视频监控模块的ODEP自动化操作实验平台。以聚苯乙烯微粒为操作对象,进行微米尺度粒子的ODEP自动化操作实验,并深入研究了交流电压、投射光颜色和光电极形状对微粒运动速度的影响。实验结果表明,在交流电压频率和投射光颜色相同的条件下,粒子的运动速度与交流电压的幅值成线性关系,施加的交流电压幅值越大,微粒的运动速度越大。在交流电压的幅值和频率相同的条件下,投射光为白色时,粒子的运动速度最大;投射光为蓝色时,粒子的运动速度最小。当投射光为白光,电压为20V,频率为20kHz时,10μm和20μm聚苯乙烯微粒的最大运动速度分别为143μm/s和158μm/s。

集群技术在电力综合自动化系统中的应用研究

介绍了一种利用集群技术实现双机容错的开发方法.通过对集群技术运行机制的深入研究,提出了采用基于"层"模式的双机容错系统技术方案,在普通PC服务器上实现了双机容错系统,分析了该系统的可用性,针对电力综合自动系统的结构特点,对心跳侦测等功能进行了改进,并在一套小型变电站自动化系统上进行了实验验证,能够较好的满足中小型电力综合自动化系统的需求.