智能工业机器人机构与运动特性关键技术研发及产业化

20220424

制造业

应用技术

新技术

可国（境）内外转让

崎岖地形电驱动大负重比六足机器人移动系统能耗特性研究

国家科技计划

与企业合作

珞石（北京）科技有限公司;天津职业技术师范大学;北京瑞德佑业科技有限公司;北方科技信息研究所;北京航天控制仪器研究所

工业机器人因自身具备反复精度高、可靠性好、适用性强等优点，已在汽车、电子、航空航天等行业广泛应用，但是工业机器人存在机构和标定精度不高且复杂、运动轨迹规划不平滑、速度协同低和控制单元复杂且控制效率低的问题，限制了工业机器人的作业柔性与可扩展性。为了更高效的服务工业生产以及航空航天和军工应用，该项目结合国家自然科学基金青年科学基金项目（项目编号：51505335）支持，针对智能工业机器人机构与运动特性关键技术实施研发与产业化推广，提升工业机器人性能，有利于增强生产柔性和企业竞争力，突显出巨大的经济效益和社会效益。该项目主要技术发明如下： （1）针对工业机器人机构容易侵入外物，机器人关节和运动标定精度不高且复杂的问题，研发了一套面向工业与航空航天应用的工业机器人机构与标定方法，可保证机器人搬运或协同动作时的节拍与可靠性，能够广泛应用于自动检测、涂胶和柔性装配等类智能设备与特种移动机器人，提高工业应用的经济效益和航天军工应用的社会效益。 （2）针对工业机器人运动轨迹规划不平滑，速度协同和装配精度低的问题，研发了一套面向工业与航空航天应用的工业机器人运动特性规划方法，可以保证速度方向的连续性，方便定位机械臂的末端执行器在任意时刻的空间位置，提高控制精度和装配时的成功率。 （3）针对工业机器人控制单元复杂且控制效率低的问题，研发了一种面向工业与航空航天应用的工业机器人高可靠性安全控制单元，该研发的控制单元由电源、主接触器、自锁继电器、急停继电器和使能继电器组成，具有高实用性和通用性，有利于提高装备可靠性。 该项目实施过程中，共授权国家发明专利7项，授权国家实用新型专利5项，取得软件著作权5项，在国际知名期刊发表SCI检索论文2篇。 通过该项目的实施，珞石（北京）科技有限公司共推出多款工业机器人及柔性协作机器人产品，其中柔性协作机器人为国内首款自主研发和批量生产的国产化产品，珞石（北京）科技有限公司成为自主研发和生产国产化轻型机器人的高新技术企业与独角兽企业，具备年产能10000台/年，累计融资额6亿，累计研发投入5亿。该项目实施后，公司直接经济效益三年实现销售收入5699万元，利润1875万元，上交税收968万元，节支总额2302万元。所研发的产品已经在宝马、比亚迪、小米集团、葡萄牙IVO集团、爱慕、协和医院等公司和医院进行了推广应用，同时项目研发的产品已成功进入德国、俄罗斯、波兰、巴西、泰国等国市场，取得了显著的经济与社会效益。