“全省数字精密测量技术研究重点实验室”由浙江省质科院为依托单位建设并于2024年7月获批认定。自2023年省科技厅开展省重点实验室体系化重组和系统化提升行动以来,该实验室也是浙江省市场监管系统获批认定的首个“全省重点实验室”。
该实验室在浙江省智能计算及人工智能战略领域发展中,在光学参数、几何量、力值等感知数据的可靠性保障方面具有重要作用,是支撑国家战略和打造浙江科技创新、产业发展策源地并举的高能级科创平台。
实验室围绕浙江省“415X”先进制造业集群建设,瞄准“315”科技创新体系中的智能计算与人工智能领域,聚焦浙江省智能机器人、智能网联汽车、工业级智能硬件等产业需求,重点对复杂环境自适应空间位姿感知、非结构化复杂力感知、多传感智能感知融合等三大测量技术展开研究,解决各类感知数据测不了、测不全、测不准等难题。主攻方向科研技术达到国内领先、国际先进水平。
这些研究方向也契合了国务院和浙江省在智能感知领域的中长期战略规划需求。
三维坐标测量仪校准装置
叠加式力标准机
实验室是国内最早开展30MN级大力值测量研究的四家单位之一,也是国内开展正弦力精密测量研究的两家实验室之一。现有科研用房5000余平方米,科研仪器总价值接近7000万元。
50m大长度测量标准装置
实验室拥有的50m大长度测量标准装置,是在中国计量院之后,国内第二台具有国际先进水平的仪器设备,其测量不确定度可达0.01mm,全长测量最大允许误差相当于一根头发丝直径的1/10;拥有的1MN静重式力标准机、30MN叠加式力标准机是国内第三套大型计量装备,其精度分别可达0.01级(万分之一)和0.1级(千分之一)。
1MN静重式力标准机标准装置
30MN叠加式力标准机
标准装置
实验室突破了多尺度三维扫描高精密测量标准溯源关键技术、海工装备多尺度几何参数在线计量及应用关键技术、高速耐低频冲击公路动态称重系统关键技术、高精度冷原子量子重力与力值测量系统与基于在役精度校准的工业机器人精度保障技术。
实验室现有工作人员70人,其中副高级以上职称或具有博士学位人员43人,占比61.4%,拥有“浙江省151人才工程”“浙江省万人计划”培养人员各一名;获得浙江省科技进步奖6项,主持和参与国家重大项目、省部级重大项目37项,省专利金奖及各类国家行业协会奖项36项;研究形成国家、行业标准7项,国家技术规范2项,发明专利11项。
实验室针对三大主攻方向,通过数字精密测量技术研发服务形式,有效带动人工智能感知相关上下游企业的技术进步,有力支撑浙江千百亿级产业高质量发展。实验室将着重强化与产业链的技术融合,到2026年,争取完成成果转化推广1000万以上,相关企业实现年产值2.5亿元以上,推动人工智能感知技术研发与产业服务能力双向提升。
国产工业机器人在精确性和稳定性方面与进口产品存在差距,导致其难以进入高端市场。
针对这类产业难题,实验室从机器人关键部件与整机的退化原理、如何高精度的空间测量与精度校准等问题出发,开展减速器与整机的退化模型研究,机器人精度诊断系统、高精度多站激光跟踪空间测量技术及机器人校准软件等技术研发,优化后的在役精度诊断工业机器人可集成于控制系统中,实现自动化生产的高效运行。
该成果已成功应用于浙江钱江机器人、沈阳新松机器人等国产工业机器人企业,示范数量达200台(套),国产机器人精度保障能力得到有效提升。
部分企业往往存在“高”“精”“尖”仪器计量校准需求,国内某企业提出机器人肢腿质量分布不均、几何外形不规则、求解质心位置难度较大等亟待解决的问题。
实验室基于牛顿第二定律,创新提出了转动惯量测试法为企业纾困解难。该方法通过伺服电机对机器人肢腿施加恒定转矩,并利用高精度转矩转速测量仪,对肢腿的运动情况、所受力矩进行实时监测,求导出角速度曲线。
该方法原理简单、操作便捷,具有较强的可操作性和较高的鲁棒性(稳健性),能准确测试和求解外形不规则肢腿机器人的转动惯量,精准贴合研发高新机器人对相关参数准确可靠的迫切需求。