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清华大学
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智能协作机器人关键技术和装备

2022-07-20 15:35:54
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
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所属领域:
人工智能
项目成果/简介:

1.痛点问题

协作机器人是在共享空间中与人互动或在附近安全工作的机器人。与传统工业机器人相比,协作机器人的优点主要体现在人机共融环境中的安全性、交互性、灵巧性和智能性。这种机器人不仅性价比高,而且安全方便,能够极大地促进制造企业的发展。针对我们国家协作机器人方向,机器人关键核心部件(一体化关节、扭矩传感器、力矩电机、自适应控制器)受到国外卡脖子影响,系统软件、智能感知和决策算法储备不足,整机集成设计方面需要极大提升,因此攻破关键制约,加速智能协作机器人发展刻不容缓。

2.解决方案

本项目总体目标是实现自治友好的智能协作机器人系统。突破了“感-驱-控”一体化关节集成设计技术、分布式实时控制系统架构设计技术、高带宽自适应柔顺运动控制技术、基于机器学习的视觉感知技术,形成一批关键核心部件,包括扭矩电机、力矩传感器、一体化关节、分布式控制器和末端执行器,实现轻量化、模块化的协作机器人单臂和双臂,和围绕复杂应用场景开展应用验证。

合作需求

1)构建针对于产品打磨的专业化团队;

2)组建针对产品的专业化管理和销售团队;

3)搭建研发的实验基地和批量生产基地,以及寻求资金支持。

或者,寻找有实力的产业企业,开展技术转移。

项目阶段:

围绕医疗检测检查、餐饮服务、教培行业和工业应用行业,以关键核心部件一体化关节、分布式实时控制器、扭矩传感器、高功率密度电机为突破,通过高灵活性、低成本6轴单臂、7轴单臂和14轴双臂开展定制化解决方案和技术集成服务,尤其突破在细分领域辅助医疗方面的应用。2-3年实现产品的打磨,5年内成为行业细分领域的独角兽企业。

效益分析:

对标企业:德国Franka机器人公司(全球最顶尖的协作机器人公司),产品Franka Production3,核心技术在于整机轻量化冗余设计(7自由度,重量17.8kg,负载3kg),优越的力控技术,灵活的控制架构(ROS)。本项目目前已经初步形成7自由度单臂(重13.9kg,负载3kg)和14自由度双臂(负载5kg,重35.6kg),并形成了国内外最早基于ROS2架构设计的单/双臂协作机器人系统架构之一。主要优势在于,实现了协作机器人核心部件的国产化(如力矩传感器的设计,精度0.08nm),结合本国场景,能够快速完成产业布局,并机动灵活的解决产业升级改造。

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