12月17日至19日，由共青團(tuán)中央、工業(yè)和信息化部共同主辦的2023年全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人科技創(chuàng)新交流營(yíng)暨機(jī)器人大賽終審決賽在山東省日照市舉辦。

　　昆明理工大學(xué)《面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人快速標(biāo)定系統(tǒng)》項(xiàng)目榮獲一等獎(jiǎng)，為云南省高校本屆競(jìng)賽獲得的唯一一項(xiàng)一等獎(jiǎng)。此外，《基于數(shù)字孿生的上下料機(jī)械臂路徑規(guī)劃虛擬示教與實(shí)現(xiàn)》項(xiàng)目獲三等獎(jiǎng)。

　　本屆競(jìng)賽共設(shè)工業(yè)機(jī)器人、個(gè)人及家用服務(wù)機(jī)器人、公共服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人、其他應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人等5個(gè)賽道，共收到1017件參賽作品，分別來自全國(guó)30個(gè)省、自治區(qū)、直轄市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的431所高校。經(jīng)資格審查，共有961件作品進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)初審。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初審，共有221件作品入圍終審決賽。

　　據(jù)悉，全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人科技創(chuàng)新交流營(yíng)暨大賽是共青團(tuán)中央、工業(yè)和信息化部共同主辦的一項(xiàng)具有導(dǎo)向性、示范性和群眾性的全國(guó)競(jìng)賽活動(dòng)，是共青團(tuán)服務(wù)大學(xué)生科技創(chuàng)新的重要載體。本屆大賽堅(jiān)持科創(chuàng)育人，成效突出；主動(dòng)服務(wù)中心大局，作用彰顯；助力青年發(fā)展，影響廣泛；深化合作辦賽，亮點(diǎn)紛呈，多措并舉持續(xù)提升賽事引導(dǎo)力、影響力和公信力，瞄準(zhǔn)機(jī)器人前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)需求，激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)、交流機(jī)器人技術(shù)、傳播機(jī)器人文化、投身機(jī)器人行業(yè)、攻關(guān)機(jī)器人關(guān)鍵核心技術(shù)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，推動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域教育、科技、人才融合發(fā)展。

　　項(xiàng)目展示

　　國(guó)賽一等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)

　　作品名稱：面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人快速標(biāo)定系統(tǒng)

　　獲獎(jiǎng)級(jí)別：一等獎(jiǎng)

　　團(tuán)隊(duì)成員：劉飛 李映杰 姜麗晨 王茜

　　指導(dǎo)老師：那靖 高貫斌 鄧超

　　項(xiàng)目簡(jiǎn)介：精度是制約國(guó)產(chǎn)機(jī)器人高端應(yīng)用的重要瓶頸，運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定能夠顯著提升機(jī)器人的精度。目前國(guó)內(nèi)外主流標(biāo)定方案大多依賴于激光跟蹤儀，但其價(jià)格昂貴，標(biāo)定過程繁瑣，且難以部署在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)器人快速標(biāo)定系統(tǒng)的迫切需求，團(tuán)隊(duì)開展了基于封閉運(yùn)動(dòng)鏈和非完整末端位置信息條件下的機(jī)器人標(biāo)定理論研究，突破了工業(yè)機(jī)器人封閉運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)建技術(shù)、三維空間非接觸式高精度測(cè)量技術(shù)和多傳感器融合技術(shù)等三大關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)設(shè)計(jì)了一款“面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人快速標(biāo)定系統(tǒng)”，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，為工業(yè)機(jī)器人提供具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)一站式標(biāo)定解決方案，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)狹窄工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下的機(jī)器人快速標(biāo)定，極大地提升標(biāo)定效率，節(jié)約企業(yè)成本。

　　項(xiàng)目成果：本項(xiàng)目依托于云南省先進(jìn)裝備智能控制及應(yīng)用國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合國(guó)家對(duì)機(jī)器人快速標(biāo)定和維護(hù)的需求，以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人的標(biāo)定為主線，開展了基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究，已發(fā)表高水平論文11篇，發(fā)明專利4項(xiàng)，實(shí)用新型專利5項(xiàng)，軟件著作權(quán)5項(xiàng)。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于珠海格力機(jī)器人、蘇州艾利特機(jī)器人等機(jī)器人制造公司和上海航天八院、北碩測(cè)量有限公司等機(jī)器人使用廠商，得到了企業(yè)的高度認(rèn)可，共簽訂意向訂單200余萬元。

　　國(guó)賽三等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)

　　作品名稱：基于數(shù)字李生的上下料機(jī)械臂路徑規(guī)劃虛擬示教與實(shí)現(xiàn)

　　獲獎(jiǎng)級(jí)別：三等獎(jiǎng)

　　團(tuán)隊(duì)成員：曾晉東潘欣張家剛許一鳴馮根昌付先慶羅正云唐冠屹

　　指導(dǎo)老師：陰艷超

　　項(xiàng)目簡(jiǎn)介：上下料工業(yè)機(jī)械臂在工件抓取、搬運(yùn)、定位、裝夾等作業(yè)過程中定位精度和異常碰撞等情況難以具體描述，尤其在實(shí)際生產(chǎn)中工業(yè)機(jī)械臂需要頻繁進(jìn)行人工示教，操作繁瑣、效率低，針對(duì)上述問題本作品提出基于數(shù)字孿生的上下料機(jī)械臂路徑規(guī)劃虛擬示教方法，研發(fā)設(shè)計(jì)機(jī)械臂路徑規(guī)劃虛擬示教的數(shù)字孿生系統(tǒng)。通過分析上下料工業(yè)機(jī)械臂路徑規(guī)劃過程與難點(diǎn)，搭建包括虛擬示教孿生場(chǎng)景、機(jī)械臂作業(yè)過程孿生虛實(shí)同步、上下料路徑規(guī)劃分析與虛擬示教調(diào)控等功能的孿生系統(tǒng)。采用OPC UA通訊技術(shù)與Socket數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，打通虛實(shí)機(jī)械臂運(yùn)行數(shù)據(jù)的雙向傳輸通道，并根據(jù)物理機(jī)械臂運(yùn)行邏輯確定孿生機(jī)械臂各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)行為，通過行為邏輯順序設(shè)計(jì)和腳本化，實(shí)現(xiàn)孿生與實(shí)體機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程的精準(zhǔn)映射；在此基礎(chǔ)上，研發(fā)結(jié)合動(dòng)態(tài)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)概率偏置和雙樹擴(kuò)展指引的機(jī)械臂路徑規(guī)劃方法，并采用孿生環(huán)境下的網(wǎng)格碰撞體進(jìn)行碰撞檢測(cè)；最后，采用Socket和OPC UA技術(shù)對(duì)PLC中的控制變量進(jìn)行綁定和賦值更新，完成工業(yè)機(jī)械臂的在線示教與調(diào)控。本項(xiàng)目為工業(yè)機(jī)械臂高效安全的路徑規(guī)劃提供了一種新的思路，路徑規(guī)劃算法在復(fù)雜工況下效率更高，節(jié)點(diǎn)利用率達(dá)20%以上；虛擬示教路徑規(guī)劃時(shí)間減少20%以上，路徑長(zhǎng)度縮減7%以上，對(duì)進(jìn)一步提高機(jī)械臂的工作效率具有指導(dǎo)意義，為機(jī)械臂路徑規(guī)劃虛擬示教的落地應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

　　項(xiàng)目成果：目前本項(xiàng)目相關(guān)發(fā)明專利4項(xiàng)，EI期刊論文2篇，軟著3項(xiàng)，并且研究成果推廣于煙草制絲車間生產(chǎn)過程工藝精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與聯(lián)動(dòng)調(diào)控、富氧銅熔池熔煉冰銅品味預(yù)測(cè)與參數(shù)優(yōu)化、制藥產(chǎn)線的全流程質(zhì)量追溯等智能生產(chǎn)中，得到了企業(yè)認(rèn)可。