ca88注册 视频|工博会先睹为快:无人清扫车已经如此聪明了!上海交大在多个关键领域实现自主创新,助力中国制造

2020-01-11 19:06:26 4359 4359

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ca88注册,9月17日至21日,主题为“智能、互联互通——使能产业的新发展”的第21届中国国际工业博览会在国家会展中心(上海)举行。今年,国内外74所参展高校携大量最新原创科技成果参展,聚焦代表中国高校最高水平的科研创新项目。

世博会大学展区位于国家会展中心(上海)6.2h展馆。现在,请跟随边肖到上海交通大学的展台去看一看。

“无人驾驶车辆-道路协作”帮助无人驾驶清扫车技术落地

今年9月,在上海交通大学闵行校区,无人驾驶清扫车正在调试中。这是上海交通大学机电工程学院副教授王亚飞开发的无人驾驶清扫车。只有清扫车灵活地避开路上的许多障碍物,底部的四把大刷子不停地转动,把所有的垃圾扫进“肚子”。工作完成后,它还可以自动倒垃圾。

这款“智能车”的有效运行离不开“智能道路”的帮助:传统的无人驾驶一般使用卫星定位,但卫星定位有一定的局限性,车辆无法在树木茂密的街道和高层公园等复杂场景中准确运行。

王亚飞团队针对具体场景,以“协调车路感知定位”为突破口,将环境感知和信息融合技术与通信技术深度融合,实现了“协调车定位”和“协调局部场景感知”的基础理论创新和关键技术突破。随着无人驾驶汽车变得“聪明”,它们也赋予道路“智慧”。双方合作,可以在复杂的场景中准确操作。

这一成果正应用于公园、矿区和有特定路线的港口地区的无人驾驶系统。

垃圾自动清扫、洒水、倾倒垃圾、环卫保洁的好帮手

在清扫车的底部,有四个大刷盘。工作时,地面上的垃圾通过刷板的旋转被扫进“肚子”。工作完成后,它还可以自动倾倒垃圾。车辆清扫宽度达到2.2米,宽度可根据检测到的垃圾情况自适应调整,清扫面积为每小时2万平方米,不仅减轻了环卫工人的工作压力,还提高了环卫工人的工作安全性。

“智能车”不能与“智能道路”分开,复杂的地方仍然可以使用。

无人清扫器可以代替重复的工作,通常在固定的线路上或特定的场景中运行,这是无人技术着陆的最佳场景之一。然而,目前行业中的大多数无人清扫器使用卫星定位,这很难应用于树木茂密的街道和高层公园。此外,有效的局部场景感知也是复杂场景中应用的限制因素。

为了突破传统卫星定位和局部场景感知的局限性,研究组开发了基于主动车路协调和被动车路协调的冗余定位技术。这种冗余定位技术可以有效提高不同区域的定位精度和稳定性。其中,被动的车路合作定位,就像一双“眼睛”,可以帮助清扫车判断自己的方位,而主动的车路合作则赋予道路“智慧”,而“智慧之路”可以准确地告知车辆方位。该研究团队已将上述定位方法和技术应用于无人扫地机,以便它们可以应用于各种复杂的场景。

核心关键技术正应用于港口和矿山无人驾驶。

上海交通大学积极推进先进技术产业化,形成人才培养、科学研究和商业化的良性循环。

目前,研究团队已经建立了虚拟仿真平台、数据采集分析平台、无人驾驶汽车平台等完善的实验条件,并与十多家知名企业建立了长期的“产学研”合作关系。多传感器信息融合、协同定位和多车协同控制等核心技术正在应用于无人港口、无人公园和无人矿山等特定场景。

面对无人技术全面登陆的挑战,上海交通大学机电工程学院王亚飞研究团队将围绕“自行车智能车道路协调”的技术理念不断创新,帮助无人技术登陆并在更多场景中优化。

“高性能架空导线制备技术”助力中国UHV电网建设

中国的能源和电力负荷是反向分布的,国家实行“西向东、北向南”的战略。架空输电线路使用电线作为输电的“血管”,这是电网中最重要的组成部分之一。

中国架空导线总长超过1000万公里。2018年,中国全社会将使用约6.8万亿千瓦时的电力,其中导体电阻造成的损失将是巨大的。即使导体的导电率仅增加千分之一(0.1%iacs),国家每年也可以节约约7亿千瓦时的电力,减少电力和煤炭消耗约23万吨,减少二氧化碳排放58万吨,从而在节能减排方面取得显著效益。

随着超高压、长距离、大容量传输和清洁能源利用的发展,对架空导线的导电性、强度、耐热性和疲劳性能提出了更高的要求。然而,在提高材料导电性的同时,又要提高材料的强度和耐热性,这就很难满足我国电网建设急需的特殊导体的工程要求。

上海交通大学材料学院孙宝德教授和高海燕教授的研究团队,与江苏中天科技合作,在973、国家自然科学基金和上海专项节能减排项目的支持下,突破了制约高性能铝合金线材的关键技术,开发了高导热、高强度耐疲劳、超高压节能线材等新型特种线材和制备技术,建立了全流程过程控制系统。形成独立核心技术、高导电耐热导线、高强度抗疲劳导线、高导电铝导线三大类19种新型导线通过权威机构的新产品鉴定,满足国家电网建设的需要。

高导电耐热导线:超强的输电能力,一条线路上有两根导线

高强度抗疲劳导体:在中国北方和南方飞行,安全使用寿命50年。

高导电铝导线:UHV电网的“基石”

产学研结合助力中国制造业走向世界

十多年来,上海交通大学孙宝德教授和江苏中天科技集团的研究团队一直保持着密切的合作。面对国家电网建设对高性能导线的迫切需求,成立了“上海交通大学-中天科技”联合研究中心。

项目组开发的高导电性耐热导体和高导电性抗疲劳导体已出口到欧洲、美国和一带一路沿岸国家。他们承担了许多海外架空线路建设项目,总长度超过2万公里,打破了国际大公司的垄断,成为中国制造业和中国电力行业的“国家名片”。

汽车、城市轨道列车、高速列车、飞机等交通工具已经成为城市居民日常出行的主要选择。先进的高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等轻质材料越来越多地用于制造汽车、高速列车、航空航天器等车辆的薄壁结构,对传统的材料连接技术提出了新的挑战。

然而,国内焊接连接技术和设备长期被国外垄断,中国研发具有自主知识产权的新型连接技术和设备的需求更加迫切。

上海交通大学先进的连接技术团队长期从事新连接技术和接头质量改进领域的研究工作。针对轻质复杂板材和结构连接件面临的巨大问题,经过近20年的艰苦研究和不断积累,形成了一系列具有自主知识产权的集成软硬件系统解决方案,包括先进的连接技术设备、技术规范、标准和联合质量“检测-评估-控制”。推动了轻质新材料在薄壁结构制造中的应用,消除了高端制造技术设备对美国、德国、日本等工业大国的长期依赖。

智能电阻点焊质量实时控制技术为焊接安装“大脑”。

电阻点焊技术是汽车车身与轨道列车车身焊接装配中最重要的连接技术。焊点的质量直接决定了整车的安全性和使用寿命。

上海交通大学李永兵教授的团队,基于电阻点焊领域的长期技术积累,针对高强度钢薄壁车体点焊质量实时检测和控制的难题,与青岛四方机车、SAIC通用五菱、SAIC通用汽车等企业联合开展协作研究,发明了外磁场辅助电阻点焊的新方法,实现了点焊熔核宏微观特性的磁流体控制,显著提高了高强度钢点焊的性能。提出了一种基于多传感器信息融合的点焊质量实时评价方法,将点焊质量检测从传统的离线手工取样模式转变为在线自动全检测模式,有效降低了检测成本,提高了检测可靠性。突破了基于不同焊接工况的焊接工艺参数自适应调整技术,实现了点焊熔核尺寸的实时精确智能调整和控制,就像为焊接设备安装了一个“大脑”。该焊接系统可以实现焊点质量的自感知、数据决策和自执行控制。

以上成果形成了从磁控点焊技术到在线全质量检测和工况波动自适应控制的电阻点焊质量控制技术体系,解决了大批量、快节奏制造中高强度钢焊缝质量一致性差的问题,整体技术达到国际先进水平。

自冲摩擦铆接技术颠覆了创新,突破了低延性轻合金铆接的强度极限。

李永兵教授的团队在国家自然科学基金会的支持下,在传统的自冲铆接和搅拌摩擦点焊的基础上,发明了一种新的自冲摩擦铆接工艺(f-spr)。与市场上现有的机械连接技术相比,该接头强度高、加工成本低、适用材料广泛,在高强度材料、低延性材料和非均质材料的连接领域具有巨大潜力。

自冲摩擦铆接技术独特的机械-固体复合连接机构处于世界领先水平,为中国打破国外技术壁垒,在先进轻量化车身方面赶上世界领先水平提供了重要机遇。

结合“生产、学习、研究和使用”帮助强大的制造国

为促进成果转化,依托位于临港新城的上海智能制造研究所和上海智能制造功能平台有限公司,团队直接面向行业需求,开展系统解决方案和常用技术的研发,实施“产学研用”相结合,建立上海容止工业设备有限公司,实现科研成果和技术设备的孵化和转化。

公司产品已应用于青岛四方、SAIC通用、SAIC通用五菱等企业,打破了汽车动力对点焊质量在线检测控制设备的垄断,大大降低了焊接设备的制造成本。相关技术产品荣获2018年上海市科学技术进步奖一等奖,在行业中发挥了领先和示范作用。

作者:楚舒婷主编:楚舒婷责任编辑:江鹏、范立平