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面向骨科手术机器人的具身智能自主导航与刚性支撑移动平台研发

发布时间: 2026-06-01
截止日期:2026-06-10

价格 ¥40万

地区： 天津市 市辖区 津南区

需求方： 天津***学院

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

       骨科手术机器人对术中定位精度、轨迹规划与机械刚性要求极高。传统设备依赖人工推行与手动调平，存在就位耗时长、重复定位误差大、术者体力负荷重等问题。在微创脊柱、关节置换等高精度手术中，设备微颤或位移将直接影响钉道精度与手术安全。具身智能（Embodied AI）通过“多模态感知-环境认知-自适应决策-精准执行”的物理闭环，可为骨科机器人赋予自主导航、动态避障与术中刚性支撑能力。本项目旨在研发一款轻量化、高承载的智能移动底盘，打通骨科手术机器人“自主转运-精准就位-稳态支撑”全流程，显著提升手术效率与操作安全性。

需解决的主要技术难题

1、轻载高刚与极限安全冗余的结构-动力学协同设计：在包络≤1250×850×400mm、自重≤100kg约束下，实现额定500kg载重与4倍负载结构无损验证，解决骨科机器人高频振动工况下的重心动态补偿与急停制动（≤50mm）耦合难题。

2、动态手术室环境下的具身多源融合导航：应对人员走动、器械遮挡、地面线缆等强干扰，突破激光/视觉/惯导时空同步算法，实现空间位置度Φ20mm（≤10mm）的高精定位与0~1m可调电子围栏避障。

3、“移动-支撑”双模态无缝切换与抗微振控制：研发四支点独立举升机构（单点≥400kg，行程≥40mm，≤15s），构建压力反馈与防压脚安全逻辑，实现术中刚性支撑零微颤，满足骨科钻孔/打钉<0.1mm级工艺要求。

4、具身自适应手术动线规划与记忆返航：建立≥10个坐标点位记忆与一键返航策略，结合术中路径动态重规划，实现设备在狭窄手术间内的柔性穿梭与精准对接。

期望实现的主要技术目标

1、完成轻量化移动底盘研制，额定载重500kg，满载移动速度1~1.5m/s，外侧轮转向线速度1m/s，具备0转弯半径与10°爬坡/越障（80×10mm）能力。

2、构建多传感器具身导航系统，室内动态环境定位精度≤10mm，避障距离0~1m可配置，制动距离≤50mm，支持≥10点位记忆与一键返航。

3、集成四腿升降支撑模块，单点举升力≥400kg，升降行程≥40mm、时间≤15s，具备防夹/防压脚检测与压力自适应调节功能。

4、实现“自主移动”与“定位支撑”双模式一键切换，骨科机器人就位效率提升≥50%，人工操作负荷降低≥80%，定位重复精度达标率≥99.5%，形成骨科智慧手术室标准化移动基座。