突出应用特色 服务地方经济

——“特种功能机器人”学科巡礼

一、学科概况

机器人已被列为我国高端装备制造战略重点之一，而装备制造业是甘肃省的传统优势产业之一。随着国家中长期科学和技术发展规划纲要以及“中国制造2025”等战略规划的制定及实施，机器人技术近年来得到了快速发展，但也面临着新的机遇与挑战。大力发展机器人技术研究，对于振兴甘肃地方经济，振兴甘肃装备制造业具有重要的现实意义与深远的发展影响。“特种功能机器人”重点学科立足甘肃省优势产业，形成了一支专业结构合理、学科优势突出的科研团队并在管道机器人、农产品辅助加工机器人、特种功能机器人等方面取得了一系列高水平、有影响力的科研成果。

二、学术团队

学科团队建设。“特种功能机器人”重点学科团队有16人。外聘首席专家一人，教授2人，副教授7人，博士5人，硕士11人。其中创新创业教育省级教学名师1人，3人为省机械工程学会、电工技术学会常务理事。通过内部培养与外部引进相结合，逐渐形成了一支职称学历结构合理、年龄层次优化、学术方向相近、富有开拓精神的学术团队。

三、学科方向

针对我省当前的强势产业，经过不懈的努力与艰苦的探索，学科团队在强化与国内外科研院所交流合作的基础上，不断优化资源结构、凝练学科方向，瞄准我省当前优势产业所面临的问题和相关需求，突出应用特色，提出了以下研究方向：

1、面向工业管道环境管道机器人驱动系统关键技术研究。本方向旨在解决管道机器人在管内行走过程中机器人的姿态调节困难、避障能力弱、弯管通过性能力差、驱动效率低下的实际问题，目前设计了一种能够在管道内移动的单电机四轮全驱式自适应高效驱动机车，该驱动机车可解决管道机器人在弯管、直管段的快速自适应行走问题，避免运动干涉。

2、特种焊接机器人。针对特殊环境下焊接的难题，解决人工焊接操作不能到达、焊接环境污染、或有些人工操作效率低且有害健康、不安全的危险场合下的焊接任务的焊接机器人。利用焊接技术与工程专业优势，结合机器人先进技术，解决焊接工程实际问题。目前该方向正在研究国内外技术，进行方案论证。

3、农产品辅助加工机器人。本方向在已获得国家发明专利项目“籽瓜挖瓤机”的基础上，将该产品进一步优化设计，使之成为集籽瓜挖瓤、瓤籽分离、瓤汁利用、瓜籽烘干、包装等为一体的全自动化工业设备。目前该生产线方案设计基本完成，挖瓤机一直被产品，分离机方案基本成熟。

四、研究成果

特种功能机器人重点学科建立以来，取得了较好的科研业绩。由王振禄博士申请获批甘肃省自然科学基金“面向工业管道环境的管道机器人高效驱动关键技术研究（18JR3RA225）”，获5万元资助；由陈翔教授申请甘肃省教育厅创新团队项目“碳纤维刹车材料制备技术创新团队”，获得资助经费50万元；由安虎平教授申请的甘肃省科技计划项目“机床三爪卡盘与顶尖自适应夹紧控制系统及其关键技术研究（17YF1GA00）”，获得10万元资助；由同长虹教授主持的横向项目“微波、红外与热风联合干燥设备的研制”，获得科研经费20万元；由同长虹主持的兰州市科技局项目“土壤膨胀性能检测试验装置产业化研发”，获得经费10万元；由同长虹主持的甘肃省高等学校成果转化项目“籽瓜挖瓤机、籽瓤分离机产品再优化及其产业化研究”，获得资助经费30万元；由柴昌盛申请的“高性能碳纤维刹车片制备技术研究”，获得经费6万元。此外，学科团队成员在国内外学术期刊发表论文12篇，其中SCI 3篇，EI收录3篇，申报国家发明专利2件，实用新型专利近20件项。获得甘肃省教学成果二等奖一项，第二届中国创新挑战赛（兰州），难题解决方案对接“成功奖”，甘肃省焊接学会优秀论文二等奖一项。指导学生参加“挑战杯”等比赛获奖80余项。

五、学术交流

学术交流是提高学术水平的有效途径，两年来，共举办各类学术报告、讲座、学术研讨会10多次。其中，受邀来校汕头大学包能胜教授、江苏汇博机器人技术股份有限公司总裁苏州大学机器人专家王振华教授、兰州理工大学胡世军教授等知名专家做学术报告，团队成员学术报告8次，开展学术讨论近10次。参加2017昆山机器人国际会议、2018装备工业智能制造解决方案研讨会、甘肃省机械工程学会常务理事会等大型会议13人次。

六、今后发展

围绕实施“中国制造2025”、“工业4.0”等战略规划，学科团队将充分发挥人才优势、依托已获准立项的科研项目，加强科研平台建设和成果转化。积极培养和大力引进高端人才，大力扶持中青年骨干教师外出访学，参加高水平学术会议，打造一流学术团队；持续提升科研水平，通过项目建设锻炼团队成员，继续加大横向项目力度，提高项目研究水平，推进科学研究与社会服务，争取获得高水平标志性成果。根据学科现有基础，结合自身优势，努力使“特种功能机器人”学科成为省内乃至全国有一定影响力的重点学科之一。

审稿：同长虹