机械臂项目计划书

机械臂项目
计划书
规划设计/投资分析/产业运营
报告摘要说明
近年来，随着服务机器人的兴起，机械臂也正走进我们的日常生活，近年来出现了一些低成本的、小型的、“桌面版”的机械臂的产品，相信这将是服务机器人的一个重要方向！
工业机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置。

拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位姿（位置和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。

如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

该机械臂项目计划总投资2142.70万元，其中：固定资产投资1830.27万元，占项目总投资的85.42%；流动资金312.43万元，占项目总投资的14.58%。

本期项目达产年营业收入3057.00万元，总成本费用2299.68万元，税金及附加40.60万元，利润总额757.32万元，利税总额902.38万元，税后净利润567.99万元，达产年纳税总额334.39万元；达产年投资利润率35.34%，投资利税率42.11%，投资回报率26.51%，全部投资回收期5.27年，提供就业职位43个。

工业机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置。

拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位姿（位置
和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。

如夹
持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压
成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

根据国家标准，工业机械臂定义为“其操作机是自动控制的，可重复
编程、多用途，并可以对3个以上轴进行编程。

它可以是固定式或者移动式。

在工业自动化应用中使用”。

操作机又定义为“是一种机器，其机构
通常由一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成。

它通常有几个自由度，
用以抓取或移动物体（工具或工件）。

”所以对工业机械臂可能理解为：
拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间
位姿（位置和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业
要求。

如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运
压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

液压驱动机械臂通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械臂的执行机构进行工作。

通常它具有很大的抓举能力（高达几百公斤以上），其特点是结构紧凑，动作平稳，耐冲击，耐振动，防爆性好，但液压元件要求有较高的制
造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。

其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便，动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。

但难以进行速度控制，
气压不可太高，故抓举能力较低。

电力驱动是目前机械臂使用得最多的一种驱动方式。

其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400公斤），信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方案。

驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机以及交流伺服电机（其中
交流伺服电机为目前主要的驱动形式）。

由于电机速度高，通常采用减速
机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋行动和多杆式机构等）。

目前，有些机械臂已开始采用无减速机构的大转矩、低转速的电机进
行直接驱动（DD），这既可以使机构简化，又可提高控制精度。

随着社会的自动化性质越来越强，许多人工操作的传统机械已被摒弃，渐而被代替的是自动化操作，机械手便是自动化社会下的产物，对现代工
业生产有着巨大的影响和作用，从微观生活到规模化操作，机械手正在渗
入人类生活中的细枝末节。

机械臂项目计划书目录
第一章项目总论
第二章市场调研分析
第三章主要建设内容与建设方案
第五章土建工程
第六章公用工程
第七章原辅材料供应
第八章工艺技术方案
第九章项目平面布置
第十章环境保护
第十一章安全保护
第十二章项目风险情况
第十三章节能可行性分析
第十四章项目实施方案
第十五章投资方案说明
第十六章项目经营效益
第十七章项目招投标方案
附表1：主要经济指标一览表
附表2：土建工程投资一览表
附表3：节能分析一览表
附表4：项目建设进度一览表
附表5：人力资源配置一览表
附表6：固定资产投资估算表
附表7：流动资金投资估算表
附表8：总投资构成估算表
附表9：营业收入税金及附加和增值税估算表附表10：折旧及摊销一览表
附表11：总成本费用估算一览表
附表12：利润及利润分配表
附表13：盈利能力分析一览表
第一章项目总论
一、项目建设背景
近年来，随着服务机器人的兴起，机械臂也正走进我们的日常生活，近年来出现了一些低成本的、小型的、“桌面版”的机械臂的产品，相信这将是服务机器人的一个重要方向！
绝大多数机械臂的应用领域是在工厂，例如在汽车工厂中的点焊和喷漆、化学和制药工厂中的包装和填充、以及核电站等高危环境下的工作。

这些机械臂粗壮有力，但略显笨重，大多被关在笼子里从事简单的重复性工作。

近年来，随着服务机器人的兴起，大家也希望机械臂也能走进我们的日常生活来。

于是便有了低成本的、小型的、所谓的“桌面版”机械臂的产品。

机械臂由很多连杆（金属杆），和关节（电动轴枢）构成。

典型的机械臂有一个基座、一个末端执行器（例如夹钳、吸盘或毛笔啥的）和它们之间的六个连杆和关节，这样机械臂可以在其活动范围内实现任意的三维位置和朝向（位姿）
马达当前是机械臂的一个瓶颈，不仅力量小，还成本高，显著影响了机械臂的最终成本。

马达和生物系统里的关节和肌肉的工作机制截然不同有关。

我们人类的手臂关节既轻又极具弹性。

每个关节的柔韧度和肌肉的硬度是可以控制的，因此在击剑运动中，你能够在招架的同时保持肌肉的放松，轻易地将手中的花剑移至侧面；或者是在扳腕较量中使胳膊上的肌肉变硬，保持牢固不被扳倒。

我们的关节的活动速度也非常快。

相比之下，电机是笨重、高能耗、僵硬的。

如果你给电机增加齿轮箱，便能够增大输出扭矩，但同时也降低了转动速率，而且使输出轴难以被转动——不花点力气你就无法用手扭动机械臂，无法用手转动齿轮箱的输出轴。

如果你制作小型机械臂时内置轻型电机，即使机械臂和人的胳膊一样轻，机械臂也完全不可能举起一个咖啡杯。

并且这个任务对于要求能够在家里扶老人下床，协助他们去卫生间的机器人就太过简单了，机器人要完成这些动作必须同时具备柔韧性、弹性以及相当大的力度。

有一段时间，很多人认为机器人马达的未来应该是像人的肌肉那样工作的系统，镍钛合金金属肌肉纤维技术被誉为下一个革命性的进步。

这种金属纤维能够随着电流变化而伸展收缩，人们设计了巧妙的装置来使多簇同类的纤维平行工作用来负重，以及将其活动范围从几毫米扩展至几厘米以及更长距离。

然而，整体能源效率和疲劳度方面的挑战将这种金属肌肉纤维的应用缩小局限在某些领域，譬如医疗机器人领域。

在这个领域，严格受控的环境可令其工作地非常理想。

尽管如此，最近新型马达的设计工作在高动态、可控马达方面已经有
所成就。

研究者们正在开发一种将电机和可调节弹簧整合起来的关节，这
一整套的系统能够能精巧地应对外来冲击力。

更为精巧的马达已经具备了
内置的压力感知，而且它能够实现极为快速的控制，马达的电子器件能感
知作用在马达上的外部压力并对这些压力做出实时反应以输出任意期望的
刚度和韧度。

总有一天，这将使机械臂能够与人进行有力而又安全的握手、折纸、甚至是在保持蛋黄完整的前提下打破鸡蛋。

马达之所以得以进步，
其中一个原因是虽然它们本身并不遵循摩尔定律，但却得益于不断进步的
嵌入式控制电路和软件，这样摩尔定律可以通过另一条途径影响未来马达
技术。

二、报告编制依据
1、《产业结构调整指导目录》。

2、《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。

3、《建设项目经济评价细则》（2010年本）。

4、国家现行和有关政策、法规和标准等。

5、项目承办单位现场勘察及市场调查收集的有关资料。

6、其他有关资料。

三、项目名称
机械臂项目
四、项目承办单位
xxx科技公司
五、项目选址及用地综述
（一）项目选址方案
项目选址位于某工业园区,地理位置优越，交通便利，规划电力、
给排水、通讯等公用设施条件完备，建设条件良好。

（二）项目用地规模
项目总用地面积7016.84平方米（折合约10.52亩），土地综合
利用率100.00%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照机械臂行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合规划建设要求。

六、土建工程建设指标
项目净用地面积7016.84平方米，建筑物基底占地面积5204.39
平方米，总建筑面积7087.01平方米，其中：规划建设主体工程
4805.64平方米，项目规划绿化面积491.00平方米。

七、产品规划方案
根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：机械臂xxx单
位/年。

综合考xxx科技公司企业发展战略、产品市场定位、资金筹措
能力、产能发展需要、技术条件、销售渠道和策略、管理经验以及相应配套设备、人员素质以及项目所在地建设条件与运输条件、xxx科技公司的投资能力和原辅材料的供应保障能力等诸多因素，项目按照规模化、流水线生产方式布局，本着“循序渐进、量入而出”原则提出产能发展目标。

八、投资估算及经济效益分析
（一）项目总投资及资金构成
项目预计总投资2142.70万元，其中：固定资产投资1830.27万元，占项目总投资的85.42%；流动资金312.43万元，占项目总投资的14.58%。

（二）资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。

（三）项目预期经济效益规划目标
项目预期达产年营业收入3057.00万元，总成本费用2299.68万元，税金及附加40.60万元，利润总额757.32万元，利税总额902.38万元，税后净利润567.99万元，达产年纳税总额334.39万元；达产年投资利润率35.34%，投资利税率42.11%，投资回报率26.51%，全部投资回收期5.27年，提供就业职位43个。

九、项目建设单位基本情况
（一）公司概况
公司满怀信心，发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追求卓越，回报社会” 的企业宗旨，以优良的产品、可靠的质量、
一流的服务为客户提供更多更好的优质产品。

公司将“以运营服务业
带动制造业，以制造业支持运营服务业”经营模式，树立起双向融合
的新格局，全面系统化扩展经营领域。

公司为以适应本土化需求为导向，高度整合全球供应链。

公司依托集团公司整体优势、发展自身专业化咨询能力，以助力
产业提高运营效率为使命，提供全方面的业务咨询服务。

公司不断加
强新产品的研制开发力度，通过开发新品种、优化产品结构来增强市
场竞争力，产品畅销全国各地，深受广大客户的好评；通过多年经验
积累，建立了稳定的原料供给和产品销售网络；公司不断强化和提高
企业管理水平，健全质量管理和质量保证体系，严格按照ISO9000标
准组织生产，并坚持以质量求效益的发展之路，不断强化和提高企业
管理水平，实现企业发展速度与产品结构、质量、效益相统一，坚持
在结构调整中发展总量的原则，走可持续发展的新型工业化道路。

公
司及时跟踪客户需求，与国内供应商进行了深入、广泛、紧密的合作，
为客户提供全方位的信息化解决方案。

和新科技在全球信息化的浪潮中持续发展，致力成为业界领先且具鲜明特色的信息化解决方案专业提供商。

公司高度重视技术人才的培养和优秀人才的引进，已形成一支多领域、高水平、稳定性强、实战经验丰富的研发管理团队。

公司团队始终立足自主技术创新，整合公司市场采购部门、营销部门的资源，将供应市场的知识和经验结合到研发过程，及时响应市场和客户的需求，打造公司研发队伍的核心竞争优势。

强有力的人才队伍对公司持续稳健发展具有重大的支持作用。

公司以生产运行部、规划发展部等专业技术人员为主体，依托各单位生产技术人员，组建了技术研发团队。

研发团队现有核心技术骨干十余人，均有丰富的科研工作经验及实践经验。

公司将继续坚持以客户需求为导向，以产品开发与服务创新为根本，以持续研发投入为保障，以规范管理为基础，继续在细分领域内稳步发展，做大做强，不断推出符合客户需求的产品和服务，保持企业行业领先地位和较快速发展势头。

（二）公司经济效益分析
上一年度，xxx科技发展公司实现营业收入2589.28万元，同比增长28.04%（567.07万元）。

其中，主营业业务机械臂生产及销售收入为2256.85万元，占营业总收入的87.16%。

根据初步统计测算，公司实现利润总额656.15万元，较去年同期相比增长120.04万元，增长率22.39%；实现净利润492.11万元，较去年同期相比增长101.27万元，增长率25.91%。

十、主要经济指标
主要经济指标一览表
第二章市场调研分析
一、机械臂行业发展概况
工业机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置。

拟人手臂、
手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位姿（位置
和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。

如夹
持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压
成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

根据国家标准，工业机械臂定义为“其操作机是自动控制的，可重复
编程、多用途，并可以对3个以上轴进行编程。

它可以是固定式或者移动式。

在工业自动化应用中使用”。

操作机又定义为“是一种机器，其机构
通常由一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成。

它通常有几个自由度，
用以抓取或移动物体（工具或工件）。

”所以对工业机械臂可能理解为：
拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间
位姿（位置和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业
要求。

如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运
压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

液压驱动机械臂通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械臂的执行机构进行工作。

通常它具有很大的抓举能力（高达几百公斤以上），其特点是结构紧凑，动作平稳，耐冲击，耐振动，防爆性好，但液压元件要求有较高的制
造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。

其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便，动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。

但难以进行速度控制，
气压不可太高，故抓举能力较低。

电力驱动是目前机械臂使用得最多的一种驱动方式。

其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400公斤），信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方案。

驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机以及交流伺服电机（其中
交流伺服电机为目前主要的驱动形式）。

由于电机速度高，通常采用减速
机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋行动和多杆式机构等）。

目前，有些机械臂已开始采用无减速机构的大转矩、低转速的电机进
行直接驱动（DD），这既可以使机构简化，又可提高控制精度。

二、机械臂市场分析预测
工业机械手是在工业生产中使用的机械手的总称，主要用于完成工业
生产中的某些作业。

依据具体应用目的的不同，又常常以其主要用途命名。

我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为四个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。

而今经过20多
年的发展已经初具规模。

我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。

一批国产工业机器人已服务
于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。

一
些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；
工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边
配套设备的开发和制备技术等。

某些关键技术已达到或接近世界水平。

目前我国机器人产业发展正经历从数量扩展向高质量发展的攻坚阶段。

《机器人产业发展规划（2016—2020年）》提出，我国机器人产业在“十
三五”时期要实现“两突破”“三提升”，即实现机器人关键零部件和高
端产品的重大突破，实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业竞争
力的大幅提升，形成较为完善的机器人产业体系。

近年来越来越多的工厂招工困难，这就要求工厂必须提高自动化程度。

工业机械臂技术作为工厂自动化的重要部件，人们对这种技术的研究和认
识逐步深入，己在工业的各个领域内得到了广泛的应用。

在工业领域内，人们对装卸机器人、码垛机器人、搬运机器人、焊接
机器人等的应用己经很广泛和成熟。

在当前的机器人技术领域内，应用最
广泛的自动化机械装置当属机械臂，除了在工业领域内，在其他诸如娱乐服务、医疗医学、军事等领域都能用到械臂，机械臂通常是指一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成的具有模仿人类手臂功能并可完成各种作业的自动控制设备，它可把物件或工具按空间位姿的变化要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求，机械臂技术不仅可以提高生产效率，还可以节省人工成本。

因此，机器人产业将会成为在汽车以及计算机之后的又一个大型的高新技术产业，我国工业机械臂产业增长潜力巨大。

2017年我国工业机械臂市场规模为150.43亿元，2018年我国工业机械臂市场规模为149.19亿元。

其中国产品牌市场规模从2014年的6.51亿元增长至2018年的22.83亿元；国外品牌市场规模从2014年的72.45亿元增长至2018年的126.36亿元。

2014年我国工业机械臂销量为3.60万台，其中国产品牌销量为0.36万台，国产品牌占比为10.00%；到2018年我国工业机械臂销量增长至
9.72万台，其中国产品牌销量增长至1.88万台，国产品牌占比从2013年的10.00%增长至2018年的19.34%。

工业机械臂是一种仿生机电设备，能模拟人手动作通过改变目标物体的位姿来实现作业。

可完成搬运、焊接、切割、喷涂及装配等工作。

工业机械臂操作可控，可实现人机交互，用途比较广泛。

由于工业机械臂的结构特点，整体架构属于费力杠杆，并且传动齿轮间隙的存在也会
降低机械臂的刚度及运动精度。

因此提高机械手臂的负载能力、提高整体
刚度及降低驱动能耗成了机械臂性能提升的关键问题。

工业机械臂的主要部件包括回转部、大臂、小臂及腕部。

回转部可完
成整机的回转运动，大臂和小臂的配合运动可实现机械臂末端的空间位置
移动，腕部能实现俯仰轴与摆轴两个动作。

各部件的运动配合实现机械臂
设定的运动轨迹。

国外工业机械臂行业主要集中在发那科、ABB、安川、库卡和川崎重工。

国内工业机械臂生产企业主要有新松机器人、尔必地、埃夫特、新时代、
埃斯顿、广州数控、华数等企业。

主要分布在国内东部地区，东北和华东、华南是主要工业机械臂生产基地。

目前，国内工业机械臂行业客户主要是汽车产业和3C产业，其他行业
还有金属加工及塑料加工等行业。

2018年国内工业机械臂安装量约9.72万台，其中汽车领域约3.69万台，3C领域1.36万台。

国内的工业机械臂技术起步较晚，但随着国内人工成本的不断是上升，工业机械臂对制造业显得越来越重要，并且国内正处于企业转型升级的关
键时期,作为先进制造业不可替代的重要设备,工业机械臂的应用和普及势
必会成为企业的优先选择。

国内工业机械臂的发展十分迅速，政府颁布的政策支持也起到了很大
的帮助作用。

政府相继颁布了《中国制造2020》、“十三五规划”和《机
器人产业发展规划（2016-2020年）》等政策扶持机器人产业的发展。

有了
政策支持，再加上机械臂的产品优势和广阔的市场需求，工业机械臂在国
内的发展前景不可估量。

随着关键岗位机器人替代工程、安全生产少（无）人化专项工程、智
能制造工程和新的应用示范政策的不断落实，工业机械臂的应用领域将不
断拓展。

3C制造业、汽车制造业依然是国内产工业机械臂的主要市场，并
有望延伸到劳动强度大的纺织、物流行业，危险程度高的国防军工、民爆
行业，对产品生产环境洁净度要求高的制药、半导体、食品等行业，和危
害人类健康的陶瓷、制砖等行业。

根据中国制造2025的发展规划，未来制造业将形成新一代信息技术和
制造业相融合的新模式，力求实现中国由制造大国向制造强国转变。

而智
能制造是中国制造2025的核心，工业机械臂的应用更是其关键，以工业机
械臂为核心的智能制造已经成为推动我国制造业转型升级的重要手段。

未来，随着工业机械臂应用的不断扩展和智能制造的转型，我国工业机械臂
发展潜力巨大。

二、机械臂行业发展趋势分析
随着社会的自动化性质越来越强，许多人工操作的传统机械已被摒弃，渐而被代替的是自动化操作，机械手便是自动化社会下的产物，对现代工
业生产有着巨大的影响和作用，从微观生活到规模化操作，机械手正在渗
入人类生活中的细枝末节。