多传感器融合的六自由度协作机器人

20211126

制造业

（一）技术基础 北京轩宇空间科技有限公司原属北京控制工程研究所，是北京控制工程研究所航天技术应用产业对外的窗口，经过多年的努力，轩宇空间依托航天器姿态与轨道控制，特别是航天器交会对接技术、深空探测的表面巡视环境感知和路径规划技术，向民用领域进行转化，孵化相关产业并形成批产。拥有双目视觉、空间位置环境感知等基于视觉感知的原始技术，拥有智能路径规划、智能任务规划等智能行为控制的原始技术，拥有远程故障诊断、监视和自主系统重构的原始技术。可以为用户提供基于环境感知和自主行为决策规划等智能技术应用。 在六自由度机械臂方面，公司依托北京控制工程研究所在多自由度空间机械臂控制的基础上，成功研制六自由度机械臂，实现六自由度多轴运动。同时，通过本次项目，公司在六自由度协作机器人视、力觉辅助下的柔性作业技术、复杂环境下的人—机交互协作技术以及多机器人协同柔性作业技术等方面有了新的突破，并成功在样机上进行了测试验证。 （二）人员基础 公司六自由度协作机器人研发团队是由公司相关技术人员和北京控制工程研究所相关技术专家组成，共计14人，其中，博士2人，硕士6人。技术专家均是参与多自由度空间机械臂设计人员，具有丰富的经验；公司相关技术人员在软件设计、电控设计、结构设计等方面具有丰富的经验，多人也参与了民用智能装备产品设计，为本项目的转化提供了坚实的人才基础。 （三）资金基础 公司自成立以来，营业收入逐年递增，2020年营业收入达5.2亿。2019年，公司重组上市，正式并入北京康拓红外技术股份有限公司，借助上市公司的资金优势，为本项目的转化提供了良好的资金来源。

北京轩宇空间科技有限公司（以下简称轩宇空间），2011年3月成立，隶属于中国航天科技集团中国空间技术研究院北京控制工程研究所。2019年与北京康拓红外技术股份有限公司（以下简称康拓红外）完成上市重组，成为中国航天科技集团中国空间技术研究院下属上市公司康拓红外全资子公司。轩宇空间2012年成为国际宇航联合会成员，是一家深耕于宇航核心部组件、测控仿真和智能制造、智能微系统 等领域，集研发、设计、制造于一体的高新技术企业。公司人员规模超过300人，其中骨干技术人员包括博士11人，硕士108人，拥有一支高学历、专业化、年轻化的人才队伍。 本项目要实施转化，实现量产，需要形成一定的协作机器人组装生产线能力，因此，在本项目实施转化过程中主要需求如下： （一）场地需求 根据市场调研情况，年产300台左右的协作机器人组装生产线场地面积在1000平方米左右，分零部件库存区、组装前检验区、装配区、组装后检验区、测试区、成品库存区等。 （二）人员需求 为满足年产量需求，初步拟定人员配置情况如下： 工艺人员：5人 检验人员：6人 测试人员：5人 装配线操作人员：16人，其中，电装6人，钳装10人 管理人员：4人。 （三）设备需求 协作机器人组装生产线建设所需设备主要包括以下几个方面： 检测工具工装：5套 电装操作台：5套 部件装配操作台：5套 组装流水线：1套，包括自动化作业平台、工具工装等

仅限国内转让

（一）预期经济效益 本项目采用基于多传感器数据融合的机器人复杂环境感知机理研究，使人机交互更为便利，保证操作人员的安全。项目创新的进行了新一代智能机器人本体设计及制造，并全部实现本地化生产等技术的整合，使产品具有极强的前瞻性和先进性。产品面向高端制造领域，尤其是大范围、跨厂房，以及生产设备及其摆放位置需要时常做出改变的智能制造的需求，迫切需要适用于非结构化环境下作业，且可在作业现场进行快速部署的产品。 本项目成果转化成功后，产品价格远低于同档次产品价格，国内同类产品在应用过程中，定位精度和导航鲁棒性均有待提升。根据销售价格和市场占有情况分析，本项目在科技成果转化落地后，预计3年内订单可达到50—100台，可实现年销售收入1000万元，利润300—400万。未来5年内，联合智能制造龙头企业，对产品进行推广，以系统带终端的方式扩大市场份额，实现年销售500台，年销售额到达5000万以上，利润2000万以上。 （二）社会效益 本项目紧密结合北京市产业发展实际，符合《中国制造2025》(国发〔2015〕28号)提出的重点产业发展方向，技术成果列入了《北京市鼓励发展的高精尖产品目录(2016年版)》和《北京市工业企业技术改造指导目录(2016年版)》。项目技术成果将有效促进国家科技创新2030智能制造的实施进程，提升自主知识产权的品牌影响力，同时，通过紧密结合本市产业发展实际，落地转化后可促进首都圈传统工业现场的智慧升级，提高生产效率、灵活性和市场竞争力。

基于多传感器柔性协作机器人研制

北京市顺义区人民政府

（一）课题技术来源 项目主要研制面向智能制造领域的柔性机器人产品，紧密结合北京市产业发展实际，符合《中国制造2025》(国发〔2015〕28号)提出的重点产业发展方向，技术成果列入了《北京市鼓励发展的高精尖产品目录(2016年版)》和《北京市工业企业技术改造指导目录(2016年版)》。 我国工业机器人尽管在某些关键技术上有所突破，但还缺乏整体核心技术的突破，特别是面向中国智能制造2025对新一代工业机器人的需求：在工业机器人本体优化、智能控制系统、关键部件及基于传感的智能工业机器人系统设计、复杂环境中先进工业机器人技术与应用等方面，急需组织重大项目开展相关研究。面向北京市机器人产业化发展，充分发挥前司后所（北京轩宇空间科技有限公司、北京控制工程研究所）的技术优势，突破特种应用、智能作业、人机协作等工业机器人系列化技术，解决我国与先进国家在机器人技术方面的差距问题，实现具有自主知识产权的新一代智能工业机器人产品研发应用和产业化，对提高我国的制造装备水平，改善产品质量、降低生产成本，增强国际竞争力具有重要意义。 项目面向人-机器人协同装配等柔性作业需求，研究具有视觉、激光与力等工业环境多信息反馈的机器人感知技术，建立机器人作业与人、目标和环境一体化实时感知方法。同时构建基于模块化机器人作业臂，建立运动学及动力学模型，研究灵巧作业和柔性作业的动态规划方法与控制技术；机器人定位精度及作业性能优化设计技术；机器人协同控制及路径规划技术。提升工业机器人的安全性与柔性。 （二）关键技术 （1）工业机器人本体高强度、轻量化优化设计 （2）视、力觉辅助下的柔性作业技术 （3）复杂环境下人—机交互协作技术 （4）多机器人协同柔性作业技术 （三）关键技术指标 （1）机器人负载：10kg （2）重复定位精度：+/-0.05mm （3）最大臂展1400mm （4）外部感知接口 （5）自由度:6 （6）工作半径：500mm （四）应用前景 协作机器人作为工业机器人的一种新兴产品类型，产品仍处于迭代升级的过程中，同时，协作机器人的功能、技术参数尚未完全定型，仍满足不了一些特殊应用场景的实际需求，但随着协作机器人技术的成熟与发展，其市场价值非常巨大，尤其是相关的核心技术一旦被攻破，可以肯定的说，协作机器人将是工业机器人的未来。 本项目重点进行关键技术攻关，转化成功后，产品价格远低于同档次产品价格，市场前景非常广阔。