| 单位名称 | 北京交通大学 | 大赛年份 | 2023年 | ||||
| 大赛届次 | 第18届 | 奖项 | 银奖 | ||||
| 发明人姓名 | 李振坤，董珈皓，崔红超，魏乂兼，王虎军，郭乙飞，邓成耀，方毅，易上海 | ||||||
| 技术领域 | 机械制造与自动化, | ||||||
| 应用行业 | 工业自动化，人形机器人，3C电子，物流，食品医疗 | ||||||
| 项目类别 | 专利 | ||||||
| 专利类型 | 发明 | ||||||
| 专利情况 | 申请号 | 申请日期 | |||||
| 专利号 | 授权日期 | ||||||
| 计算机软件著作权证书登记号 | |||||||
| 项目简介 | 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新 根据国际机器人协会的调查数据显示，全球工业界只解决了3%至4%的规则、刚性物品的自动化生产搬运问题，剩余96%左右的柔性异形、易损物品仍使用人工上下料。这意味着软体机器人领域的发展潜力惊人，以及它背后有着“蓝海”般不可估量的市场。现有软体夹爪是靠高压气体来控制驱动的，但高压气体进入软体夹爪内部空间时，会降低与物体的接触面积，使软体夹爪出现抓不牢、抓不稳物品的现象。4D打印是3D打印技术的升级，包括材料升级、技术升级、应用升级等方面。4D打印技术不仅能够构建出更加复杂的软体夹爪结构，而且能够通过物体的自组装和自适应性，实现更加精确的控制和操作。北京交通大学Rheobot团队发明了国际上首个基于磁控智能材料的高精度体素式4D打印技术，推出国际首台商用4D打印机，并利用自研的4D技术制作了多种软体夹持器，并进一步将磁流变原理引入软体抓取中，提出了一种变刚度软体夹持方法，可以大幅度提高夹持重量与稳定性。Rheobot团队提出的磁控4D打印与软体夹持可应用于食品、生鲜、汽车配件、3C产品等多个行业的生产加工环节，尤其适用于异形、易破损的分拣包装。 |
||||||
| 2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面 1.首次提出一种基于磁控智能材料的体素化 4D 打印装置与方法，利用该方法可以实现对体素单元的精确磁畴方向编程，大大提高了4D打印结构的性能； 2.提出了用4D打印技术与磁流变技术结合的变刚度软体夹持方法，可以大幅度提高夹持重量与稳定性，同时使软体抓手具备更高的自适应性，使其可以满足人形机器人的灵巧手需求。 3.提出了基于光固化水凝胶的4D打印方案，通过在材料中形成记忆性结构解决了磁性水凝胶体系的可打印性难题，将现有4D打印的固化时间从30min缩短到10s，大大提高了4D打印效率，使其规模化应用成为可能。 4. 利用4D打印技术开发软体抓手批量化制作工艺，将大大降低成本，现有工业用软体抓手及气源控制主流厂家全套售价在1.2-2万元，4D打印的磁控软体抓手及其磁控系统成本可以控制在2000元以下，且最大抓取重量提高2倍以上，将成为柔性抓取领域的主流替代方案，预期当年可推广2000套，创造产值2000余万元。 |
|||||||
| 项目进展阶段 | 小批量试用 | ||||||
| 备注 | 项目获得“创客北京2023“创新创业大赛三等奖，获得中国创新创业大赛机器人专业赛全国三等奖。 | ||||||