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重磅发布!科技部2017年度智能机器人重点专项申报指南,一图把握要点

人工智能学家  · 公众号  · AI  · 2017-08-02 20:14

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考核指标:机械臂不少于 7 个自由度,重量不超过 25kg,工作半径不小于 900mm,负载能力不小于 7kg,重复定位精度优于0.05mm;具备碰撞检测与预警、整臂动态避碰、力顺应及柔顺作业能力。灵巧手具备仿人 5 指结构、集成力/触觉传感器,每指主动自由度不少于 2 个。移动平台具备全方位移动、自主避碰能力 ,定位精度优于 5mm。面向不少于 2 个应用领域开展试验验证。


1.5助力型外骨骼机器人


研究内容:研究助力外骨骼机器人的人机相容性设计、关节变刚度驱动、人体运动感知、人机耦合协同控制,以及高功率密度动力源、系统轻量化等关键技术,研制负重移动型外骨骼、以及作业增强型外骨骼机器人,面向典型需求开展试验验证。


考核指标:负重移动型外骨骼机器人支持行走、站立、转体 、下蹲、上下楼梯、上下斜坡等人体运动,可适应水泥、硬质泥土 、砂砾等复杂地面,本体重量不大于 30kg,最大承载能力不小于90kg,负重 50kg 状态下行走速度不低于 4km/h,连续工作时间不小于 6h。作业增强型外骨骼机器人本体重量不大于 50kg,搬移托举能力不小于 50kg,负重 30kg 状态下连续工作时间不小于 3h。上述两种机器人平均助力效率不小于 70%;面向不少于 2 个应用领域开展试验验证。


2共性技术


2.1机器人系列化高精度谐波减速器产品性能优化


研究内容:针对我国机器人产业对高精度、高可靠性、系列化谐波减速器需求,开展谐波传动啮合齿形设计、啮合过程动态仿真模拟与优化等关键技术研究,形成完善的谐波减速器设计体系;突破谐波减速器制造工艺技术,提高批量生产过程中产品的一致性和可靠性;研究检测工艺,完善产品质量检验手段;开展工程化开发和规模化推广应用。


考核指标:开发出不少于 15 种高精度谐波减速器;在谐波减速器寿命周期内,背隙初始值小于 10 弧秒,双向传动精度优于 2 弧分,重复定位精度优于 20 弧秒,额定寿命超过 10000 小时,满负荷条件下噪声小于 60 分贝,效率大于 70%;批量化生产产品合格率优于 97%;实现 5 万台/年的生产能力,项目执行期内累计销售谐波减速器 10 万台以上。


有关说明:由企业牵头申报。


2.2机器人系列化高精度RV减速器产品性能优化


研究内容:针对高精度、高可靠性、系列化 RV 减速器设计 、制造和检测需求,开展传动齿形啮合三维动态仿真模拟与优化等关键技术研究,形成 RV 减速器优化设计技术体系;突破批量制造工艺技术,提高批量生产过程中产品的一致性和可靠性;研究检测工艺,完善产品质量检验手段;开展工程化开发和规模化推广应用。


考核指标:研制覆盖负载 6-500kg 工业机器人所需系列化 R V减速机;在 RV 减速器寿命周期内,齿隙精度优于 0.5 弧分,传动精度优于 1 弧分,额定载荷条件下效率高于85%,额定寿命不小于 8000 小时,满负荷条件下噪声不大于 70 分贝;批量化生产产品合格率优于 97%;实现 5 万台/年的生产能力,项目执行期内累计销售 RV 减速机产品 5 万台以上。


有关说明:由企业牵头申报。


2.3工业机器人伺服电机与驱动产品性能优化


研究内容:针对我国机器人产业对专用伺服电机和驱动器的需求,开展网络化、模块化、智能化、安全、高效节能等关键技术研究,研制高可靠性、高性能的伺服电机和驱动器产品;提高批量生产过程中产品的一致性和可靠性;研究检测工艺,完善产品质量检验手段;开展工程化开发和规模化推广应用。


考核指标:研制覆盖负载 6-500kg 工业机器人所需系列化工业机器人伺服电机与驱动产品,支持两种以上高速工业现场总线接口,具备惯量自动识别和控制参数自整定等功能;平均无故障时间不小于 30000 小时;项目执行期内累计实现在工业机器人上示范应用 5 万台以上。


有关说明:由企业牵头申报。


2.4工业机器人控制器产品性能优化


研究内容:基于嵌入式实时多任务操作系统,支持两种以上硬件架构,开发支持智能控制算法、外部传感器接入以及结合工艺定制化的二次开发接口,研制工业机器人网络化、高安全性、高实时性、高可靠性、高适应性的控制器产品;提高批量生产过程中产品的一致性和可靠性;研究检测工艺,完善产品质量检验手段;开展工程化开发和规模化推广应用。


考核指标:具备 2 种以上高速总线接口,可实现机器人视觉 、力等外部传感器的接入;具备开放式二次开发环境;安全性符合国家或行业相关标准;平均无故障时间不小于10000 小时;具有5 种以上工艺软件包;项目执行期内累计实现工业机器人上示范应用 5000 台套以上。


有关说明:由企业牵头申报。


2.5机器人操作系统


研究内容:研究支持多核与网络化分布处理的实时任务分割与通信技术、实时数据分发与交互技术;研究对多种主流硬件体系结构和智能硬件加速芯片的支持技术;研究设备即插即用式动态配置技术、机器人功能组件标准化技术、机器人应用框架描述技术;开发兼具实时性、多任务和交互性的机器人操作系统。


考核指标:提供机器人作业与移动 8 类以上常用功能模块库 ,支持不少于 2 种的主流硬件架构,支持 2 种以上现有主流操作系统的运行环境和应用框架,支持 10 种以上机器人驱动器及传感器,实现微秒级中断任务调度延时和任务切换时间,提供一套可视化调试测试平台,在 5 家以上机器人企业、6 类以上机器人产品进行应用验证。


有关说明:由企业牵头申报。


2.6面向工业机器人生产线的工艺规划仿真与离线编程软件


研究内容:研究工业机器人和周边设备作业环境三维建模与可视化、运动仿真、轨迹生成、碰撞检测、虚拟交互、程序载入等技术;研究生产制造流程和工艺规划的效率分析、故障检测与优化技术;面向行业自动化生产线研制需求,研发工业机器人生产线的工艺规划仿真与离线编程软件。


考核指标:开发面向工业机器人生产线的工艺规划仿真与离线编程软件,提供不少于 3 种典型工艺应用软件包;建立机器人及智能设备单元虚拟仿真模型数据库,涵盖不少于 3 家国产工业机器人主机龙头企业系列产品;生产线中可运动执行部件工作轨迹、可达性、干涉性模拟达 100%;在不少于 3 种工业机器人生产线研制中进行应用验证。


有关说明:由企业牵头申报。


2.7工业机器人可靠性质量保障技术


研究内容:研究工业机器人可靠性工作基本规范、可靠性影响因素与特性;研究工业机器人高可靠性设计方法、可靠性评估建模方法、指标预测与分配技术;研究核心部件与整机的可靠性测试、破坏性测试和加速测试方法;完成相关实验验证,形成工3业机器人可靠性质量保障技术体系。


考核指标:建立机器人可靠性质量保障技术体系,应用于 3家以上国产工业机器人重点主机厂产品,使国产工业机器人平均无故障工作时间达到 80000 小时。


2.8工业机器人整机性能测试与评估平台


研究内容:研究工业机器人整机性能所需参数及其测量方法,研究温湿度、震动、电磁等环境方面对于机器人整机性能的影响,研究伺服电机、减速器等核心部件静动态特性、性能退化评估方法与测试技术,研究由控制器、伺服电机和关节减速器组成的机器人驱动系统的机电耦合动力学特性、系统性能运行品质的仿真模型和评估方法,研究基于多基站激光跟踪仪联动的机器人精度测量技术,建立工业机器人整机性能评估模型,形成机器人性能测试与评价的技术规范,研制机器人整机性能测试与评估系统。


考核指标:形成机器人测试分析与评估的软件与技术规范、机器人定位精度测试分析规范、机器人联动性能评价方法及其测量技术规范,构建机器人整机性能综合测试与评估系统,完成不少于 10 种国产主流品牌工业机器人的综合测试与评估;形成相关国家标准草案。


3关键技术与装备


3.1大型复杂曲面叶片智能磨抛作业机器人技术与系统


研究内容:研究大型复杂曲面叶片定位与型面检测、力控磨抛、视觉检测技术及效率提升等机器人磨抛工艺技术;研究多机器人协同作业碰撞与干涉规避技术、多机器人磨抛系统集成技术 ;研制大型叶片多机器人智能磨抛作业系统,在风电等行业开展应用验证。


考核指标:多机器人协同打磨,叶片一次装夹打磨区域不小于 90%,打磨后粗糙度优于Ra3.2,叶片型面过渡平滑,无氧化烧伤,磨抛面与要求型面的尺寸偏差不大于+/-0.05mm,机器人磨抛速度:不少于人工磨抛速度的 1.5 倍。打磨质量符合叶片质量检测行业标准。


有关说明:由企业牵头申报。


3.2大型复杂结构机器人智能激光焊接技术及系统


研究内容:研究大型复杂结构焊缝位置识别和焊缝特征尺寸提取、激光自动化焊接工艺和焊接质量稳定性控制、焊接路径规划与编程等技术;研制大型复杂结构的机器人智能激光焊接技术及系统,形成工艺规范、工艺数据库;焊缝质量符合行业标准。在航空、航天等典型行业实现应用验证。







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