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日期:2009-09-07 閱讀次數:11299
 
西安交大蘇州研究院機電系統測控一體化實驗室
 
概況:
  機電測控系統一體化實驗室以西安交通大學機械工程學院為依托,是專門從事智能機器人測控技術以及腦電信號檢測技術研究的科研實體。研究室現有研究人員8名,包括教授1名,副教授1名,博士研究生生一名,碩士研究生5名。自成立以來,實驗室承擔了省部級項目兩項,已發表學術論文4篇,其中EI收錄兩篇。本實驗室以機電測控系統一體化技術為研究對象,在綜合機械、信息、電子技術、生命等諸多學科領域的基礎上,致力于推動蘇州及周邊地區的裝備制造業發展,逐步形成了以高科技研究為主,兼顧實用技術的發展模式,在腦機接口技術及應用、智能信號處理技術、嵌入式系統、網絡化檢測與智能診斷技術、智能傳感器技術等多個技術領域形成了自己的特色,并取得了相應的研究成果。
 
 
(一)現代檢測技術分組
研究領域:                                            
    目前主要從事網絡化監測與智能診斷技術、數字化維修和保障技術、智能信息處理技術、汽車主動安全等領域的研究。
學術及科研成果:

    近五年來,教學方面主要承擔專業基礎課“現代測試技術”和專業課“機械故障診斷學”的本科生教學工作,同時承擔研究生“智能信息處理技術”的教學工作。在教學管理上,主管測控技術專業,支持西安交大儀器科學與技術學科的發展,該學科成為一級學科博士點,并建立了博士后流動站。在科研方面,主要從事網絡化監測診斷技術、計算機虛擬儀器、機械信號處理和人工智能應用技術研究。在縱向項目中,作為項目負責人承擔了國家“十五”攻關項目“基于網絡的設備遠程監測和故障診斷系統”和國家發改委高技術產業化項目“離心壓縮機組集散監控系統”;作為第二參加人參與國家“十五”、“863”重點項目“基于資源節點的設備監測診斷網絡系統及關鍵技術研究”;作為主要參加人完成國家“八五”攻關項目,研制成功“大型離心式壓縮機組在線監測診斷系統”,該項目于1998年列入國家科委頒布的重點科技成果推廣項目,并獲國家科技進步三等獎。在橫向項目中,開發了便攜式監測診斷系統和設備狀態點檢信息管理系統,在上海寶鋼、武鋼、馬鋼、酒鋼、揚子石化、齊魯石化等多家單位得以應用,經濟效益超過五千萬。另外,作為主要完成人申請“基于扭振的回轉機械狀態監測方法”、“全息動平衡方法”和“基于概率模型的設備動態報警技術”國家發明專利三項,2003年獲得中國專利優秀獎一項。 

 

(二)機器人分組

實驗室研究方向:

    本實驗室目前綜合運用智能信號處理技術、智能測控技術、嵌入式系統、網絡化監測與智能診斷技術、智能傳感器技術等多項基礎技術,主要進行以下幾個系統方向的研究:

1、助老助殘機器人系統研究:

(1)在2007年度江蘇省自然科學基金的支持下開發研制一種助殘機器人——腦機接口驅動控制神經義肢手系統。


圖1   基于腦電控制的神經義肢手系統組建原理圖

該系統的特色和創新之處在于:
  1)選用多通道EEG測量系統,利用大腦行為驅動機理及腦電信號的特征提取與識別方法,實現了手操作的腦電信號的模式識別。
  2)改造國內現有的肌電控制義肢手,使其能夠實現腦電信號的驅動控制,完成手的抓取、松開、閉合等基本功能。
  3)采用串行通信接口技術,連接多通道EEG測量系統和多指頭義肢手系統,成功開發了一個腦機接口裝置,實現了神經義肢手的腦機接口驅動控制。

(2)在前面的研究基礎上,在機器人學國家重點實驗室基金的支持下,進一步研究面向義肢手控制的大腦“意念”驅動機理及其腦電信號的特征提取與識別方法,完成相應的腦-機(BCI)接口的開發研究,在國內率先開發研制大腦“意念”驅動神經義肢手的原型系統。

(3)助老助殘移動機器人技術研究
主要研究移動機器人本體機械結構設計、移動機器人精密運動控制、移動機器人與外界環境的視覺感知和與人的觸覺感知交互,移動機器人導航與路徑規劃,腦電信號無線傳輸控制以及基于ARM的嵌入式移動機器人控制系統,從而構建一個輪式移動服務機器人,可以在“意念”控制下幫助殘疾人及老年人完成物體的取放。

2、大型旋轉機械多參數在線監測與精密故障診斷系統(VT&FF)


 圖1 大型旋轉機械多參數在線監測與精密故障診斷系統


圖2 滑動軸承潤滑膜的動態測量方法原理 
圖3  在線監測與診斷系統

  VT&FF的早期系統已在電廠、煉油廠已得到了成功應用,通過2006年度國家自然科學基金的支持,現有系統的關鍵技術已申請了國家發明專利(滑動軸承潤滑膜的動態測量方法及測量用光纖傳感器,200810150326.7),它的突出特色主要包括:
  1、實現了機組振動、溫度、潤滑膜工作狀態等多參數信息的綜合協調監測;
  2、采用雙圈同軸式光纖傳感器拾取滑動軸承潤滑膜的狀態信息,提取它的多維特征,動態顯示潤滑膜的工作狀態;
  3、通過轉子動力學知識對軸承-轉子系統的典型工作狀態(正常、異常)進行數值模擬,實現了滑動軸承潤滑膜的可視化,從而獲取潤滑膜工作狀態的特征知識,構建其特征知識庫;
  4、擁有豐富的多參數信息特征知識庫,采用智能信息融合算法實現大型旋轉機械設備故障的在線自動診斷與離線精密診斷分析。

實驗室科研成果:
  1、完成江蘇省自然科學基金項目腦電驅動神經義肢手項目;機器人學國家重點實驗室基金項目-大腦“意念”驅動神經義肢手的關鍵技術研究正在進行中
  2、申請軟件著作權3項;
  3、申請國家發明專利兩項;
  4、發表論文四篇,其中兩篇被EI收錄。

 

(三)三維光學測量技術分組

系列工業近景攝影測量技術

    綜合機械設計、光學測量技術、計算機技術,自主研發系列工業近景攝影測量系統,廣泛的應用于汽車工業、飛機工業、機械制造、模具設計、家電、數碼類電子產品等制造行業的三維復雜曲面產品的三維測量、逆向設計、產品質量檢測、尺寸檢驗、變形與應變分析。
1、XJTUOM 三維光學面掃描測量系統
2、XJTUDP 三維攝影測量系統
3、XJTUSD 三維靜態變形測量系統
4、XJTUDA 三維動態變形測量系統
5、XJTUSM 板料成型應變分析系統
6、三維檢測軟件研究開發
7、三維逆向設計
8、沖壓應變三維測量
9、拉伸變形散斑三維圖像處理

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