您所在的位置: 成果库 复合协作智能机器人

复合协作智能机器人

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-10-14 13:22:29

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张慧如 | 2025-10-14 13:22:30

中科非凡机器人(深圳)有限公司开展了智能制造核心装备技术 —— 复合协作智能机器人的攻关研究,该机器人在制造业生产线协同作业的效率与灵活性问题上已取得突破。传统制造业中,工业机器人(机械臂)与智能移动机器人功能分离,难以高效协同,难以适应定制化、小批量生产需求。复合协作智能机器人创新性地整合 “手”(机械臂)与 “脚”(移动底盘)功能,实现 “手脚并用”:机械臂模块负责物料抓取、装配、检测等精细操作,移动底盘模块负责自主导航、灵活移动,二者通过统一控制系统协同工作,打破传统机器人功能割裂的局限。该机器人采用先进传感器技术与人工智能算法,具备高精度运动控制、自主避障、人机协同作业能力,可广泛应用于智能制造设施,完成物料搬运、装配、检测等全流程任务。胡斌博士及其团队凭借丰富的机器人研发经验,推动产品持续迭代,以适应制造业对高效、灵活自动化生产的需求,助力企业通过节省时间、降低成本、快速响应客户需求提升全球竞争力。

传统工业机器人与移动机器人存在 “功能割裂、协同性差、灵活性不足” 等局限,本成果通过技术创新实现突破,核心亮点如下:1. “手脚协同” 一体化设计:整合机械臂与移动底盘功能,通过统一控制系统实现两者精准联动,机械臂操作精度达 ±0.1mm,移动底盘定位精度 ±5mm,解决传统机器人 “各司其职、协同效率低” 的问题,作业流程衔接时间缩短 60% 以上;2. 高适应性与灵活性:搭载先进自主导航与避障算法,移动底盘可在复杂车间环境(如设备密集区、人员流动区)自主规划路径,机械臂支持多自由度运动,适配不同规格物料(重量 5-50kg)的抓取与装配,满足小批量、多品种生产需求,换产调整时间<30 分钟;3. 人机协同安全性:集成碰撞检测、力反馈等安全机制,当检测到与人员或物体距离过近时自动减速或停止,符合工业人机协作安全标准(ISO/TS 15066),可在无需物理隔离的环境中与工人协同作业,提升生产线空间利用率;4. 低成本集成优势:相较于 “机械臂 + 独立移动机器人” 的传统组合方案,一体化设计使设备成本降低 30%,维护成本降低 40%。

本项目研发的复合协作智能机器人主要应用于制造业生产线场景,具体包括: 1. 电子制造业:在 3C 产品(手机、电脑)生产线,完成零部件抓取、PCB 板装配、产品检测等任务,移动底盘适配车间柔性布局,机械臂精准操作满足精密装配需求,可使生产线效率提升 25% 以上; 2. 汽车零部件行业:用于汽车座椅、仪表盘等部件的搬运与装配,机械臂抓取重型部件(30-50kg),移动底盘在产线间灵活转运,替代人工完成重复性体力劳动,降低劳动强度; 3. 医疗器械生产:在无菌车间完成医疗设备的高精度装配,通过人机协同避免人工接触造成的污染,同时满足小批量定制化生产需求; 4. 仓储与物流衔接:在工厂内部物流环节,实现从仓库到生产线的物料 “抓取 - 搬运 - 上料” 一体化,与数字化工厂系统对接,提升物料周转效率。 随着制造业智能化转型加速,对柔性自动化装备的需求年均增长 20% 以上,该复合机器人凭借 “一体化、高协同、低成本” 优势,预计 3 年内可覆盖国内 15% 以上的中小型制造企业生产线,应用前景广阔。

(按解决该项成果技术问题所作贡献大小排序)1. 胡斌博士(核心研发负责人):拥有丰富的机器人研发经验,主导复合协作智能机器人的整体技术架构设计,提出 “手脚协同” 一体化创新理念,攻克机械臂与移动底盘的精准联动控制难题,带领团队完成核心算法与硬件集成,推动产品从概念走向实用化;2. 机械与控制研发团队:由机械设计、自动化控制领域工程师组成,负责机械臂结构优化(提升负载与精度)、移动底盘导航算法开发(增强避障与路径规划能力),解决设备在复杂车间环境中的适应性问题;3. 人机交互与系统集成团队:专注于人机协同安全机制设计、与工厂 MES 系统对接开发,实现机器人与生产线的无缝融合,同时优化操作界面(支持触屏、语音控制),降低工人操作门槛。

为了研发该成果,累计投入包括核心技术攻关(机械臂与底盘集成、协同控制算法)、原型机试制、场景测试等各类经费,目前产品处于持续迭代阶段,已在部分制造企业试点应用,帮助企业降低设备成本 30%,提升生产效率 25%。   针对技术完善,尚需投入经费用于提升机械臂负载能力(从 50kg 提升至 80kg)、优化极端环境(高温、粉尘)适应性,预计 1 年内完成,增强产品市场竞争力。   成果在推动科学技术进步方面,促进了复合机器人技术的发展,提升了我国智能制造装备的自主化水平;在经济效益方面,按年推广 500 台计算,可直接创造产值 1.5 亿元,带动制造企业降本增效超 3 亿元;在社会效益方面,替代重复性、高强度劳动,改善工人作业环境,助力制造业向 “高效、安全、柔性” 转型,具有显著的社会与经济价值。

拟通过多种方式推动成果转化: 1. 设备销售与定制化服务:向制造企业销售标准化复合协作智能机器人,同时根据客户生产线需求(如特殊负载、环境适配)提供定制化开发,收取设备费用与定制服务费;   2. 技术合作与授权:与工业机器人集成商合作,授权核心协同控制技术,联合开发行业专用复合机器人(如汽车行业专用机型),按销售额提成;   3. 产线整体解决方案输出:为制造企业提供 “机器人 + 数字化管理系统” 的整体产线改造方案,涵盖设备部署、系统对接、人员培训,收取方案实施费用。   资金需求方面,拟投入经费用于生产线建设、市场推广及技术迭代,目标是 2 年内成为国内复合协作机器人领域的主流供应商,3 年内进入行业前三,推动制造业自动化水平升级。