先进工业机器人系统关键技术研究与试验

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成果单位：北方工业大学

合作方式：技术许可技术转让技术入股

所处阶段：概念

关键词：蛇形机器人攀爬机器人协作机器人仿鸟飞行器运动学正解精准解耦跟随运动规划协调阻抗控制

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

该科研成果针对工业机器人系统在复杂作业环境中的运动规划与控制难题，特别是超冗余自由度机器人运动学解析解缺失、耦合驱动并联机构精准解耦、内窥操作头部跟随运动规划以及分布式驱动系统协调阻抗控制等痛点问题，进行了深入研究与试验。

解决方案

该成果通过突破一系列关键技术，包括超冗余自由度机器人运动学的新算法、耦合驱动并联机构的精准解耦运动规划方法、内窥操作头部跟随运动的智能规划算法以及分布式驱动系统的协调阻抗控制策略，成功研制出具有22个自由度的蛇形机器人臂、船体表面攀爬机器人系统、力位双反馈轻型协作机器人及小型仿鸟扑翼飞行器等样机。这些样机通过先进的试验验证，其性能指标已达到国内外同类产品的先进水平，部分技术甚至具有显著优势。

竞争优势

该科研成果在工业机器人系统的关键技术研究方面取得了显著进展，不仅解决了多项技术难题，还成功研制出多款高性能样机。其竞争优势主要体现在技术创新性、性能指标优势以及广泛的应用前景上。此外，该成果还促进了学术交流和人才培养，发表了多篇高质量论文，获得了多项国家发明专利，并出版了相关专著，为后续的科研和产业化工作奠定了坚实基础。目前，该成果处于小试阶段，未来有望在智能制造、航空航天、医疗等领域发挥重要作用。

成果描述

成果公开日期

20240118

所属产业领域

制造业

转化现有基础

相关专利技术已经开展了大量实验室测试，并通过样机研制，交付用户有偿使用。通过了由用户组织的专家组的考核验收。

转化合作需求

单件或小批量生产时，合作方应提供装置的生产资金。大批量生产时，合作方需提供专门场地、技术人员，以及从事产品生产的资金。

转化意向范围

可国（境）内外转让

转化预期效益

先关专利技术成果，在航天航空、微创手术、水下重大设施维护等方面，具有明确应用前景，可望产生巨大经济效益。同时在应对国家人口老龄化发展，帮助解决助老助残服务工作等方面，具有重要应用价值，具有明显社会效益。

项目名称

2023科技重点项目

项目课题来源

北京市教育委员会

摘要

突破超冗余自由度机器人运动学正解不存在解析解的困难、耦合驱动并联机构的精准解耦运动规划方法、超冗余自由度机器人的内窥操作头部跟随运动规划方法、分布式驱动系统驱动空间的协调阻抗控制等难题，研制完成具有22个自由度的蛇形机器人臂、船体表面攀爬机器人系统，力位双反馈轻型协作机器人、小型仿鸟扑翼飞行器等样机。开展了大量试验研究，系统样机指标达到国内外同类机器人样机的先进水平，部分技术具有一定指标优势。通过本项目支持，在国内外知名期刊发表收录论文10篇，全部为SCIE收录；获得授权国家发明专利6项；出版合著1部；培养博士生2名；硕士生6名；团队获得国家级项目3项，北京市基金前沿项目1项。