您所在的位置: 成果库 智能加油机器人

智能加油机器人

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-10-25 11:32:42

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 | 2025-10-25 11:32:43

当前加油站普遍依赖人工完成加油作业,存在效率低、人工成本高、安全隐患(如操作误差引发的泄漏风险)等问题。为推动加油过程自动化与无人化,北京海鹰科技情报研究所研发了智能加油机器人,旨在通过机器人技术解决低技术门槛重复性工作的痛点。该机器人采用纯机器自动操作方式,核心由六轴协作机械臂、复合型智能加油属具及实时控制系统组成。关键技术包括:视觉触觉融合感知技术(3D 视觉识别油盖、加油口位置,定位精度 ±0.05mm)、视触觉闭环控制(臂手眼协同实现精准操作)、多轴实时控制(基于 x86 平台的 RT-linux 系统,响应实时 / 非实时事件);协作机械臂作业半径 1.3m,功率消耗 450W,末端属具集成外盖开启、内盖旋拧、油枪插拔、捏合油枪四大功能,可完成全流程自主加油。目前该成果处于样机阶段,已积累协作机械臂设计、自研谐波减速器、无框力矩电机等技术基础,相比国外同类产品(如瑞典 Faulmatics 5000),自由度更高、对驾驶员车技要求低,更适配国内高频率加油场景,为加油站智能化升级提供创新解决方案。

传统人工加油及国外自动加油设备(如 Faulmatics 5000)存在 “效率低、适应性差、自由度有限” 等局限,本成果通过技术创新实现突破,核心亮点如下:1. 高精度定位与操作控制:融合 3D 视觉识别与力感知的多模反馈伺服技术,定位精度达 ±0.05mm,通过臂手眼闭环控制,实现有限特征下油盖、加油口的精准识别与操作,解决非结构化场景下的定位难题;2. 高集成复合型属具:末端执行器一体化设计,集成外盖开启、内盖旋拧、油枪插拔、捏合油枪四大功能,避免多设备切换的繁琐,较单一功能属具作业效率提升 60%;3. 高效实时控制系统:基于 x86 平台的 RT-linux 系统,采用分布时钟控制模式,可同时响应处理实时 / 非实时事件,确保机械臂动作流畅(如柔顺控制避免油枪与加油口碰撞),功率消耗仅 450W,能耗低于传统工业机械臂;4. 强适应性与安全性:六轴协作机械臂作业半径 1.3m,适配不同车型加油口位置;优化电机谐波等部件参数,提高功率密度,降低防爆环境下的系统负担,满足加油站安全规范。

本项目研发的智能加油机器人主要应用于加油站及相关能源补给场景,具体包括: 1. 传统加油站:替代人工完成汽油、柴油等燃油的加注,实现 “车辆停靠 - 识别定位 - 加油 - 结算” 全流程自动化,单台机器人日均可服务 200 + 车次,较人工效率提升 30%,降低加油站人力成本; 2. 新能源补给站:扩展应用于电动汽车充电口对接,通过视觉定位与柔顺控制,适配不同车型充电接口,推动新能源补给自动化; 3. 特殊场景延伸:在危化品运输站、港口物流车队等场所,完成特种车辆的燃油 / 能源加注,减少人工接触风险。 据测算,国内智能加油机器人市场容量约 2 亿元,随着智慧加油站建设推进,该技术可快速覆盖各类加油场景,尤其适配新能源汽车与传统燃油车混加的复杂需求,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. 核心技术团队负责人:在协作机器人与实时控制领域具有深厚积累,主导六轴协作机械臂本体设计,攻克自研谐波减速器、无框力矩电机等核心部件技术,推动机械臂功率密度提升与能耗降低;2. 视觉与控制算法团队:负责视觉触觉融合感知技术研发,基于 AI 算法开发 3D 识别与车型数据库自学习功能,实现油盖、加油口的精准定位,解决视觉伺服闭环控制难题;3. 系统集成团队:专注于复合型加油属具与实时控制系统集成,优化 RT-linux 系统的分布时钟控制策略,确保多轴动作协同与安全操作,完成样机搭建与测试。

为了研发该成果,团队已投入经费用于协作机械臂设计、视觉算法开发、样机试制等,积累了多项核心技术(如一体化机器人关节、多轴实时控制)。目前处于样机阶段,尚未产生实际收益,针对工程化落地,尚需投入经费用于产品化优化(如防爆认证、标准化测试)、生产线建设,预计 1-2 年内完成。 成果在推动科学技术进步方面,促进了机器人技术在防爆环境下的特种应用,提升了加油自动化的技术水平;在经济效益方面,预期市场容量 2 亿元,可实现收益 2 千万元,帮助加油站降低人工成本 40% 以上;在社会效益方面,减少人工操作误差引发的安全隐患,提升加油服务质量与速度,推动交通运输领域智能化升级。

拟采用多种转化方式推动成果落地: 1. 合作开发:与加油站运营商、能源企业联合开发适配不同场景的智能加油工作站,共享技术与市场资源; 2. 技术许可 / 入股:向机器人制造商许可核心技术(如视觉伺服算法、实时控制系统),或通过技术入股组建产业化公司; 3. 自行实施:依托中关村政策支持,完善工程化团队(补充产品化、标准化测试人员),推动样机向量产转化。 资金需求方面,需投入经费用于工程化优化、市场拓展及多场景应用测试(如扩展至新能源充电领域),目标是 3 年内实现商业化应用,占据国内智能加油设备市场 20% 以上份额。