郑洛新国家自主创新示范区特种机器人重点实验室

一、平台简介

实验室紧密结合“郑洛新国家创新示范区”协同发展的国家自主创新战略，聚焦先进制造、电子信息等核心领域，努力推进产品和装备制造的智能化进程，着力攻克应用于特殊领域的机器人关键技术。实验室承担了学校作为武器装备科研生产单位的主体研发任务，实现了学校主持承担JW科技委国防科技创新项目零的突破，在水下自主作业平台研发领域取得多项具有自主知识产权的核心技术成果，相关研究工作得到科技部专家、省市级领导的充分肯定。

二、平台成员

现有成员21人，其中，教授5人（含柔性引进高层次学术教练3名），副教授5名；博士7人，硕士8人。拥有河南省政府特殊津贴专家1人，河南省教育厅学术技术带头1人，河南省高校青年骨干教师1人。团队技术力量雄厚，成员的年龄结构、职称结构和从事的研究方向组成合理，知识结构能实现很好的互补，能够充分体现产学研联合攻关的运行模式，实现“零距离”的技术成果转化，已形成协调与发挥社会各类资源合作攻关的良性运行模式。通过分工协作和优势互补，能显著提高科技创效的效率，有利于深入开展基础研究，为突破高新技术瓶颈、攻克关键技术难题以及实现技术集成与示范推广等奠定良好的基础。

三、研究方向

1. 面向智能安防巡视的机器人精准路径导航与避障

2. 适用于全地形作业的子母协同侦察机器人研发

3. 面向水下复杂环境的图像处理技术

4. 水下自主作业平台本体结构研发

5. 多AUV水下自主通信与协同作业技术

6. 水下不合作目标探测与防御打击技术

四、研究成果

平台围绕智能特种机器人研发的关键科学问题，大力开展创新性基础研究和应用基础研究，已形成智能特种机器人共性技术研究、智能特种机器人样机研制与智能特种机器人应用等三个特色鲜明的研究方向。近年来，团队承担科技部国家重点研发计划智能机器人重点专项、JW科技委H863计划、中央支持地方高校专项等国家级重大、重点项目4项，河南省委“13710”重大督办专项、河南省重大科技专项、河南省重点研发专项等省级重大、重点项目6项，其他各类省部级以上科研项目20余项，科研经费近3500万元；授权国家发明专利34项，发表SCI、EI高水平研究论文60余篇，出版学术专著4部。此外，该团队还积极与国内外高等科研院所开展多方位合作交流，先后与北京机械工业自动化研究所、山东大学、华中科技大学等著名高校和科研机构建立了紧密的合作关系。具体成果如下：

1.智能消防机器人

智能消防机器人实现了自主灭火、无线通讯、图像及声音识别、自主导航、自主定位等一系列功能。可满足不同火灾现场的需求，代替人员进入事故现场侦察、救援灭火最大限度减少人民的生命财产损失。

图1智能消防机器人

2.变构型救援机器人（2台）

变构型救援机器人应用于灾后墙倒屋塌的非结构环境，可以对受困人员进行搜救。变构型救援机器人可以通过前后摆臂与机身的相互配合，实现对墙体、沟壕、斜坡等复杂地形的攀越，具备较强的机动性。同时该机器具有IP66的防护性能，负载能力强。在恶劣环境下的长时间工作的同时还可搭载机械臂、抢险设备等，提高该机器人对不同救援环境高度的普适性。

图2变构型救援机器人

3.水下管道构型可变探测机器人

水下管道构型可变探测机器人应用于城市地下排污管道检查，可实现对管道堵塞位置、管道缺口位置进行精准识别。可满足不同管道场景需求，替代人员进入充满有害气体的管道内部勘察，有效保障了工作人员的生命安全。

图3水下管道构型可变探测机器人

4.复杂场景下的巡检机器人（2台）

复杂场景下的巡检机器人能够自主完成生产储存区域仪表、阀门、液位计识别；现场泵、管道、容器温度测量报警等功能。其主要应用场所为：成品油库、石油化工企业、城市燃气泵站、天然气储气库和集气站、煤化工企业等石化、危化、易燃易爆环境。

图4复杂场景下的巡检机器人

5.智慧水产养殖机器人

智慧水产养殖机器人可以实现水路交替环境巡视侦察任务，具有极强的水域适应能力。可以搭载监控系统救援设备，抢险设备、水质检测设备以及智能投喂系统，可以实现鱼塘的环境实时监测与自动化养殖。

图5智慧水产养殖机器人

6.作物性状测评机器人（2台）

作物性状测评机器人主要用于检测作物抗倒伏性能。针对科研工作者对作物信息采集过程中环境恶劣，工作强度大的问题，作物性状测评机器人通过移动越野底盘、三自由度机械臂、工业相机、云台相机、高精度压力传感器、GPS接收机等设备，融合图像识别目标检测、远程图传、机械臂自主路径规划等技术实现对作物抗倒伏性能进行精确测量，自主采集规整作物抗倒伏性能数据集，并实时远程反馈数据分析处理结果。设备通过听觉、视觉、嗅觉、力反馈融合判别，具有极高的准确性。可自主采集规整作物抗倒伏性能数据集，实时反馈数据分析处理结果，大大减轻农业科研工作者的劳动强度，提高科研效率。

图6作物性状测评机器人

7.高地隙自主喷洒机器人

高地隙自主喷洒机器人应用于作物液体肥料、药物等的喷洒，实现了在不损伤作物的情况下自主喷洒，能够保证不影响作物正常长势的情况下，减少人工作业受药物等的危害，提高喷洒效率的同时保障了人员健康。

图7高地隙自主喷洒机器人

 

 

（图片/柴豪杰  初审/柴豪杰  复审/徐涛  终审/蔡磊）