轻量化高效索驱动并联机器人装备

轻量化高效索驱动并联机器人装备

一、所属领域

高性能机器人+拣选、理料、包装和码垛等物流领域

二、项目介绍

1.痛点问题

在食品、医药、新能源、物流及3C等诸多行业，需要大量对产品进行高速拣选、理料和包装的机器人。高速机器人已成为分拣和包装领域中提高效率、降低成本和提升质量的核心装备。国际机器人巨头ABB和FANUC等引入并联构型，凭借基础零部件优势，开发的DeIta高速并联机器人一直处于市场垄断地位。国产机器人的高性能伺服驱动和减速器等依赖进口，面临中低端锁定的困局。

面向轻量化和智能化的发展趋势、及日益复杂多样的生产需求，刚性机器人在性能方面存在效率低、成本高、功耗高等亟待突破的瓶颈。

2解决方案

本项目引入高性能索驱动技术，建立了刚柔融合构型创新设计方法，发明了一类具有高效率、低成本、低功耗和高精度特性的高速索驱动并联机器人，实现了索驱动与刚性支链的并联融合；建立了运动学和动力学性能评价指标体系，形成了从构型设计到性能匹配的一体化优化设计理论和方法，保证了机器人本体的优异性能；突破了轨迹规划和精度保证等关键技术，研发了基于开放构架的高性能控制软硬件平台，形成系列化机器人装备。

基于本项目技术可以建立系列化索驱动并联机器人产品，突破刚性机器人面临的瓶颈问题，极大降低装备成本，推动国产机器人性能和市场占有率提升。

3.竞争优势分析

D产品性能优异，行业首创：高速索驱动并联机器人产品经机械工业机器人产品质量监督检测中心检测，关键技术指标超越进口同类产品，且具有突出的成本和能效优势（成本降低40%-70%,功耗降低30%-40%,详见下表）。目前尚无索驱动并联机器人产品。

2）轻资产运营，个性化定制：索驱动并联机器人产品加工和装配简单，便于开展模块化设计和构型动态重构，能够经济高效的形成针对具体工况的个性化产品。

3）理论储备扎实，技术先进：依托清华大学机械工程系索驱动机器人实验室，专注于索驱动机器人产品的创新研发和应用研究。

4.市场应用前景

机器人是智能制造的主力军，是国家科技创新能力的重要标志。我国已成为全球最大的工业机器人需求国和市场，全球占比超过1/3,然而国产机器人的国内市场份额不足l∕3

o

国内并联机器人市场规模已近百亿，且快速增长。并联机器人企业较少，竞争格局未定，带来创新机遇。索驱动并联技术可以演化出丰富的高性能机器人产品，支撑我国工业和服务业的智能化转型。

5.发展规划

本项目已成立产业化公司，产品开始在电子企业应用。计划通过与自动化集成商合作，推动高速索驱动并联机器人产品的大规模应用。预计2023年进行一次融资，用于机器人产品的系列化和标准化量产。

6.知识产权情况

本项目核心发明专利3项，软件著作权3项，新申请专利4项。索驱动并联技术的相关专利在持续申请中。

图1机构三维模型图2第四代工程样机及部分结构

图4第六代样机工业设计模型

三、合作需求

1）市场对接：自动化系统集成公司、分拣码垛需求迫切的大型企业集团；

2）资本对接：具有高端装备和智能制造背景的投资机构，引导产业链整合；3）技术合作：具备轻量化高速、超大空间重载、接触力控制等工况需求的企业，可与本团队合作攻关或共同申报、承接国家和省部级项目。

四、团队介绍

本项目负责人为清华大学机械系邵珠峰副教授，特别研究员（博导）、国家产业基础专家委员会委员、中国工程院强基战略系列研究特聘专家、中国机械工程学会高级会员、全国专业标准技术委员会委员。主要从事高性能机器人装备及智能制造方面的研究工作，已发表SCl论文37篇，El论文32篇，获授权中国发明专利42项，软件著作权12项。主持研发了大型民机整机智能涂装系统和大型船舶分段非结构面自动化涂装系统。牵头建设数控金属切削机床远程运维系统，已发布智能制造相关国家标准6项。曾获中国专利银奖、“中国仪器仪表学会科学技术奖”技术发明一等奖。研究成果应用于多个国家级重大工程。

五、联系方式

E-mail：

成果编号：注：所有成果发布内容未经授权，请勿转载!

授权请联系