一、简要技术说明 移动操作机器人是移动平台与多自由度操作机构相结合的综合性机器人系统，具有可面向不同应用环境的模块化设计，集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体，其关键技术涉及机械学、机器人学、力学、传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等方面。 近年来，移动操作机器人系统技术已经成为机器人领域的研究与应用热点之一，本项目得到了高档数控机床与基础制造装备、国家自然科学基金、环保部公益类项目等资助，主要在移动平台系统相关技术、移动手臂自主操作技术、环境感知与局部路径自主规划技术、多机器人动态群机器人系统调度与规划技术、面向危险环境的防护结构设计技术、移动操作机器人系统设计与集成技术等方面开展研究。 哈尔滨工业大学与北京理工大学经数年合作，突破了上述关键技术，将技术成果应用在实体档案传输、矿山井下探险搜救、放射源处理、生物采样等领域，研制了首例功能完整的智能档案传输机器人系统、国际先进的矿山井下搜救机器人、以及用于核生化危险环境的放射源处理机器人和生物采样机器人等系统，夯实了移动操作机器人领域的基础研究，也拓宽了机器人技术在上述领域的进一步应用。 二、创新点 （1） 首次提出了实体档案智能调取及转运的综合解决方案，研制了移动平台与多自由度操作机构相结合的自主移动式档案机器人系统，实现了大区域范围、高速移动条件下的机器人精准自主导航、定位一体化，以及档案的视觉识别与高可靠性自主抓取。 （2） 提出了动态群系统的调度及路径规划方法，解决了多机器人系统动态调度、设备对接与管理、自动充电等问题，实现了实体档案高效、自主智能管理。 （3） 提出了基于地面计算力学的履带-地面作用机理模型，分析了移动平台的牵引特性，考虑了移动手臂对系统整体动态性能的影响，实现了移动平台的自主越障规划，提高了机器人在复杂环境中的全地形通过性、机动性、抗干扰性和越障能力。 （4） 研制了载有移动手臂的危险环境移动操作机器人，突破了移动操作机器人危险环境适应性技术，实现了机器人系统的防水、防爆、耐辐射及生化洗消功能，提出了基于抓取目标形状与立体视觉反馈的移动手臂自主操作与抓取方法，解决了手爪对抓取目标的多样性适应和基于视觉反馈的自主精准抓取问题，成功应用于矿山搜救、放射源处理、生化采样等领域。 三、作用意义 移动操作机器人关键技术应用于多个项目，已创造了3000余万元产值，近三年来，相关技术应用于实体档案传输、矿山井下探险搜救、放射源处理、生物采样、反恐防暴、医疗服务等领域，已获得间接经济效益960万元。 在档案传输方面，该技术为我国机器人产业化发展提供了新思路，可广泛应用于档案、图书、物流、银行、云存储等相关行业，对提升智能化管理、自动化水平具有重要意义。该项技术可以有效提升关键技术领域中技术保密资料及行政保密资料等的无人化管理水平，对于企业技术安全和国家安全具有重要的价值和意义，可以最大限度地减少人为因素造成的泄密、损坏，保障数据或资料的安全。 该技术在消防、核生化、矿业等领域救援、搬运、勘探等任务中同样具有突出优势，作为煤炭大国，我国国内煤矿开采条件复杂、灾害严重，煤炭企业生产与安全的矛盾日益突出。该产品可替代人的机器人深入矿井探测矿难位置和矿难现场情况，提供准确而及时的井下情况(包括瓦斯浓度、有无着火点、风速、氧气浓度、井下环境情况，以及井下各种有害气体的情况等)，并且探测矿工伤亡及幸存情况，被困人员的分布及被困地点周围的环境等，并实时将信息传输到救援指挥中心，为救援决策提供科学依据，从而在确保救援人员安全的前提下实施高效率救援；同时机器人可携带必要的救生装备，如水、氧气、牵引绳、千斤顶等，辅助矿工开展自救，或清除障碍实施对被困矿工的救援。该技术有利于最大限度地减少人员和财产损失，具有显著的社会效益。

哈尔滨工业大学

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