团队负责人：曹建福

依托单位：自动控制所

所在学院：电子与信息学部

一、团队简介

自动控制研究所前身是创立于 1958 年的自动控制教研室，1994 年改名成立研究所。现有教师 11 人，其中教授 4 人，有硕士、博士等 70 多人。主要研究方向为机器人装备、智能制造系统、视觉感知与工业大数据、智能电网。

二、团队项目

1、机器人控制关键技术研究

针对制造过程上下料、物料传送、喷涂作业，及电商无人配送、建筑作业，研究机器人控制关键技术与装备。

（1）研究内容

① 面向快速生产线的机器人高效平稳动力学控制方法；

② 复杂作业的机器人路径规划；

③ 双臂机器人协作方法

（2）承担课题

① 国家重点研发计划，复杂建筑作业环境的双臂机器人规划与协作控制关键技术，2018 年-2021 年；

② 陕西省重点项目，面向智能生产线的快速机器人控制系统，2014-2016；

③ 苏州市重大科技项目，面向大型构件再制造的机器人三维感知与控制技术；

④ 产学研项目，机器人控制系统关键技术研究等；

⑤ 产学研项目，防爆型喷涂机器人关键技术及喷涂装备研制；

⑥ 产学研项目，无人配送机器人研制。

（3）取得的研究成果

① 考虑了惯量变化及多关节非线性耦合的影响，提出了三次曲线插值、斜角逆运动学、非线性补偿等新算法，发明了实用的轨迹控制及柔性速度控制算法。

② 开发出多种机器人控制器：实现了机器人运动学、逆运动学、动力学、示教重现、协作控制等算法。可以为多种机器人装备进行配套，控制器末端定位精度 0.01 毫米，最大速度达 300°/s 。

（4）技术特点

① 伺服接口采用高速以太网接口：

② 控制器采用双核处理器，它有两个核:DSP 核 和 ARM 核.示教盒基于Wince 6.0。

③ 软件采用可组态结构。

2、工业制造用机器人装备开发

（1）关节型机器人装备，已产业化；

4、机器人化的无人配送系统

无人机智慧物流系统由配送无人机（大中型）、智慧无人机场、智能配送终端、无人小车等构成。

（1）配送无人机

干线货机实现跨跨省份的货物调配;利用几百公斤到几吨载重的大型无人机，完成省内城市间货物的转运;利用载重 5-50 公斤、飞行半径 10-50 公里的末端无人机，实现最后一公里的物流配送。

（2）智慧无人机场

半径 10-50 公里的无人机货物配送中心，包括配送无人机调度和管理,由各种码垛机器人、分拣机器人等构成的智能仓储系统。

（3）智能配送终端

智能配送终端是无人机配送网络中非常关键的节点，通过在配送区域密点布置终端，把无人机、无人小车与收货人连接起来。

主要工作内容：

在已开发出的智能配送终端基础上，按照无人机配送的场合和需求，开发多种规格的智能配送终端：

（1）智能配送终端机构优化与系列化设计

（2）货物转移机器人机构改进设计；

（3）无人机在终端上准确定位技术；

（4）信息管理软件开发，包括终端设备软件、机场服务器调度软件及APP 软件。

（5）产品化技术准备。

5、机器人化智能配送终端关键技术

（1）无人机在智能终端上准确定位

智能终端是直径 3.3m 的圆形，要求无人机的定位精度范围达到±50mm。使用 GPS 进行导航时，定位精度只能达到 1m 范围精度。

（2）货物转移机器人机构的设计

需要实现货物在无人机、储物格、取发货口之间的转移。如果采用一个 6关节机器人，虽然能实现货物拆包，但机构较复杂，会使价格较贵。

（3）终端控制与管理单元

多轴联动、快速运动控制，控制、通信与管理一体化技术。项目创新点

（1）终端内部货物转移机器人的灵巧机构设计；

（2）结合 GPS、机器视觉与机械机构的无人机精准定位技术；

（3）通过机器人化节点实现了无人机与送发货人的连接

6、建筑机器人

正在承担一个国家重点研发计划项目,“面向建筑领域的智能机器人关键技术与装备”。

项目目标开发：

（1）大载荷液压驱动双臂板材安装机器人；

（2）大曲率异形木构加工机器人；

（3）三种材质建筑结构打印机器人。