超声技术焊接熔深测试可行性研究报告

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1、超声技术焊接熔深测试项目可行性研究报告（此文档为Word格式、下载后您可任意修改编辑！）一、选题的必要性1、项目所处技术领域产业政策；项目所处技术领域为机器人领域，隶属于制造业，目前某省正大 力发展制造业信息化、白动化，提升技术含量，增加产品附加值。智 能轮椅床的研制融合了智能机器人技术与多功能康复床技术，包括结 构设计与仿真、语音识别交互、机器视觉、导航定位、模式识别、多 传感器融合、嵌入式交互接口技术等，涉及机械、控制、传感器、人 工智能等领域，其技术上的研制成功对制造业信息化及其他工业生产 具有重要的参考价值和理论指导意义，尤其嵌入式交互接口技术的实 现，可以直接应用到其他产品或系统，对

2、于提高产品技术含量，增大 附加价值具有重要的意义。另外，随着世界老龄化进程的加快，而且 中国也正进入老龄化社会，照顾老人问题即将成为一个严重的社会问 题。同时，由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加。老年人 和残障人士的动作、行动存在着诸多的不便，他们的休息、出行、照 顾如果采用专门的人力，将严重增加社会的负担（因为老龄化社会本 身劳动力就存在着短缺）。项目针对老年人和残障人士特点，研制可供 老人休息、“行走”、娱乐、心理安慰及白我照顾的交互式轮椅床智能 机器人，符合社会现状及发展趋势，并可与协作单位进一步开发、推 广、批量生产，在满足社会需求，为社会服务的过程中，不断的创造 经济价值，为

3、某省制造业发展添砖加瓦。（项目意义具体可参见项目立 项书项目意义项）2、项目所处技术领域技术发展现状;(1) 国内外研究现状从1986年英国开始研制第一台智能轮椅以来，许多国家投入较 多的资金来研究智能轮椅。如美国麻省理工学院 WHEELESLE倾目、 法国VAHM项目、德国乌尔姆大学 MAID项目、西班牙SIAMO项目、 力口拿大AAI公司TAO项目、欧盟TIDE项目、KISS学院TINMAN项目、 中国台湾中正大学机电系LUOSON项目、我国863智能机器人智能轮 椅项目、第三军医大学外科研究所项目等。初期的研究，赋予轮椅的 功能一般都是低级控制，如简单的运动、速度控制等。随着机器人技 术

4、及人工智能的发展，轮椅也出现了更高的智能性，如具备了较好的 交互性、适应性与白主性。西班牙的SIAMO项目始于1996年，目标是根据用户残障程度及 特殊需求建造多功能系统。为达到要求，项目特别研究了系统的模块 化和灵活性，也着重开发了人机界面，使用户易于控制轮椅。SIAMO项目的第一个成果是一个轮椅模型。法国的VAHM项目始于1989年, 第一阶段的智能轮椅有轮椅、PC486、超声波传感器、人机界面和一 个图形屏幕组成，具有手动、白动、半白动三种模式。德国乌尔姆大 学MAID项目是在商业轮椅的基础上研制的，已经具备了较高的智能 性，能够识别和判断行驶的前方是否有障碍物或行人挡路，并能采取 绕行

5、路线，并在1998年汉诺威工业商品博览会上进行了实地现场表 演。麻省理工学院智能实验室 WHEELESLE倾目的智能轮椅，是一半 白主式的机器人轮椅，装有一个Macintosh笔记本电脑用于人机界面 交互，具备两种级别的控制：高级方向指令和低级计算机控制路线， 并且拥有菜单、操纵杆和用户界面三种控制模式。我国智能轮椅方面的研究起步较晚，在机构的复杂性和灵活性上 和国外相比存在着一定的差距，但也根据白身特色研制出技术指标接 近国外先进水平的智能轮椅，主要研究单位有中国科学院白动化研究 所、上海交通大学和第三军医大学等。中国科学院白动化研究所研制了一种具有视觉和口令导航功能并 能与人进行语音交互的

6、机器人轮椅，并于 20OO年11月通过“ 863” 智能机器人主题专家组的鉴定。此项研究高度重视了智能轮椅人机控 制界面的设计，使人能通过语音控制轮椅白由行走，轮椅可以实现简 单的人机对话功能，并成功研制了中国第一台智能轮椅样机。上海交 通大学开发成功一种声控轮椅，主要是为四肢全部丧失功能的残疾者 设计，使用者只需发出“开”、“前”、“后”、“左”、“右”、“快”、“慢”、 “停”等指令，轮椅可在1. 2秒内按指令执行。总的看来，智能轮椅方面的研究国外的应用对象偏重于残障人士， 而且各个具体项目的目的有所不同，智能性方面达到了较高的水平。 国内中国科学院白动化研究所成功研制了智能轮椅样机，上海

7、交通大 学研制了具有简单指令功能的声控轮椅，但还都没有针对老年人设计 的智能轮椅产生。在床的研制方面，研究多集中在医用护理床和多功能康复床方面， 主要针对医用患者如医用护理治疗牵引床、华佗三维康复床、组合型 多功能偏瘫康复床等，针对老年人特点的休息、娱乐、“行走”的功能床少见报道。从功能上来说，一般通过机械机构手动或电动实现，功 能相对不很复杂，智能性上尚还欠缺。轮椅床的研制主要考虑了患者休息与“行走”功能的结合，目前 国内的研究多集中在简单组合的初级功能上，主要针对对象也主要是 医用患者。吴景岐1994年设计了一种可以手动调节的轮椅床， 通过机 械结构和手动调节能够把轮椅变换为床，实现轮椅和

8、床的复合功能。张彦满1998年设计了一种由椅背、椅座、椅腿和扶手构成的多功能床 椅，能够手动调节实现床椅变换，因为具备了轮椅的功能，所以移动 比较方便。张维元2002年设计了一种特护轮椅床，针对需要特殊护理 的体弱残瘫病人，从输液吊架附件、解便装置等细节处给予了考虑。吴远金2004年设计了一种电动四折轮椅床，轮椅变换由四折机械结构 和电力驱动装置实现，结构调整实现了非手动调节。傅俊祖2004年也 设计了一种多功能床椅，机械结构较为复杂，功能较为全面，但控制 系统较为初级。另外还有张安芳2001年设计的针对医患对象的多功能 白控康复轮椅床。总的看来，国内轮椅床的研制改善主要集中机械结 构方面，控

9、制及智能性方面都较为初级，而且大多针对医用患者。(2) 发展趋势虽然由于各种灾难和疾病造成的残障人士逐年增加，但是随着世 界老龄化进程的加快，照顾老人问题即将成为一个严重的社会问题。 老人的特点既要保证安逸休息，又要保证顺利出行，而且要考虑到老 人的心理和情绪问题。因此，具备智能轮椅和保健床功能的智能轮椅 床将是未来开发的重点对象，尤其是具备简单操作，高级智能，同时 考虑老人心理和情绪问题的适合于老年人应用的高级智能轮椅床将是 重点开发和扶植生产的对象。(3) 市场前景据2005年中国国家统计局对全国1%人口抽样调查发现，65岁及以上的人口为1亿4500万人，占总人口的7.69% ,中国已经是

10、老龄社 会俱乐部的一员，而日本65岁以上老年公民约占日本人口 17%。而 根据联合国世界人口展望，世界各国老年人口的比重将继续加大， 到2050年，预计全世界将有1/3的人口是65岁以上的老年人。全球 不断增多的高龄、病残、独居老人，要求提供社会照料服务的需求日 益加大。而生活照料、精神安慰等许多老年人服务工作也很难有足够 的护理人员(老龄化社会本身特点之一就是劳动力短缺)，老年服务型 机器人智能轮椅床的需求将会非常巨大。假设每3个老人中有1人需要智能轮椅床，根据2005年中国国家统计局抽样调查，仅中国老年人 需要的智能轮椅床就4800多万台(而且不计残障人士所需要的)，数 量巨大。如果能够出

11、口到其他国家，数量更是惊人。因此，项目的研 制成功与推广，具有广阔的市场前景。3、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用；项目的技术先进性在于项目的技术先进性在于设计的轮椅床的智 能性，尤其是嵌入式交互接口技术的实现和针对老年人特点的设计。对相关领域技术进步的推动作用主要表现在：(1) 对于机器人领域：服务机器人是机器人领域的研究热点， 技 术一般相对于工业机器人复杂。智能轮椅床老年服务机器人的研制，尤其语音、视觉交互及多传感器融合技术在通用型服务机器人的研究 应用，必将对机器人行业起到积极的促进作用。(2) 对于制造业相关技术领域：老年服务机器人系统隶属于制造业，其研制成功与推广生长，

12、一方面可以增加就业，创造经济价值，另一方面其技术的实现尤其是嵌入式智能交互接口技术的实现，可以 促进制造业的信息化、白动化和产品的智能化，提升产品技术含量和 附加值，从而促进制造业相关技术领域的发展。(3) 对于老年人服务行业：老年人服务行业尤其老年人白助式服 务在我国还属于薄弱环节，智能轮椅床的研制实现可以大大解决老年 人照顾问题，节约社会劳动力。同时，对于老年人心理需求和服务调 查研究分析，有助于社会对老年人服务问题的理解和正确定位，为解 决我国老年人问题，创建和谐社会做出贡献。4、项目目前进展情况。(1) 项目正在进行轮椅床机械结构设计建模工作。(2) 项目已进行了超声传感器测距模块部分

13、研制和实现工作。(3) 项目正进行语音交互模块的功能实现和方法研究。二、技术方案论述1、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平；(1) 技术关键点 智能感知系统。智能轮椅床本身就复合了多功能康复床和智能 轮椅的功能，与传统轮椅或床相比更突出的特性就是它的智能性。智 能性的特点就是能够白主的感知、白主的给出决策，而智能感知又是 智能决策的基础，是系统的技术关键之一。系统拟采取超声传感、视 觉传感、语音传感等感知技术，超声传感主要配合视觉传感之一，进 行障碍物的判断与识别(包括尺寸和距离)，并制定合理的绕行路线; 语音传感主要感知语音指令，并随时可根据语音指令进行中断，并配 合视觉传

14、感之二进行高级的语音理解识别研究；视觉传感之三也属于 高级研究内容之一，就是轮椅接受视觉指令，进行视觉控制，同时并 进行基于特定环境的视觉导航探索性研究以及远程监护功能研究。 运动控制与能源系统。控能轮椅床除了具备床的休息、辅助运 动、娱乐功能外，还要具备轮椅的运动功能，如何保证轮椅的可靠、 稳定运行与停止，以及动力的提供，是智能轮椅床研制的关键内容之 一。智能轮椅床具备白主运动功能，需要实时根据各种传感器信息， 做出运动决策，进行运动控制。轮椅床的运动范围较大，不能使用外 用电源，只能根据所确定的运动范围、驱动功率使用蓄电电源。 人机接口。人机接口是机器人理解人的意图和外界环境，并做 出决策

15、到外界环境的传播途径，智能轮椅床人机接口包括嵌入式语音 交互接口、视觉交互接口、超声传感接口等，拟在各模块分别研究实 现的基础，统一成多传感交互接口控制系统，实现智能感知与决策。 娱乐心理安慰功能实现。智能轮椅床的主要应用对象为老年人, 老年人除了日常生活外，心理心情问题也是需要考虑的重要内容。进 行老年人心理需要的认真调研，在统计分析的基础上，进行功能设计， 实现初期的语音模仿及娱乐安慰功能，并进行后期的多媒体式的模仿 安慰功能探索研究和技术实现，是项目解决的重要研究内容之一。(2) 创新点与主要特色 创新点：据作者所查阅资料，属于在国内首次进行针对老年人 特点的智能轮椅床设计，尤其是采用嵌

16、入式系统开发高级智能系统。 主要特色：本项目的特色在于设计了复合式轮椅床，实现了轮 椅和多功能床的复合功能，尤其是实现了轮椅床的高级智能性(包括 视觉交互控制与导航研究、语音交互控制、多传感器信息融合决策与 分布式控制架构)，对智能机器人和智能系统开发具有重要的参考价值 和理论指导意义，对提升制造业产品技术含量和附加价值具有重要的 促进作用和经济意义。(3) 项目完成时达到的技术水平项目完成时达到的技术水平在智能轮椅床研制方面属于国内领 先，并达到国际先进水平。2、项目技术方案论述：生产技术、工艺流程、主要技术参数；(1) 机械系统设计与仿真建模机械系统设计采用PROE建模和ADAMS仿真相结合的方式进 行，在结构上能够保证实现床椅变换、左翻(侧)身、右翻(侧)身、 任意仰角可调等功能，并且设计上满足人机工程学，保证坐、躺的舒 适性。PROE建模具有参数可调