高端制造装备重大科技创新工程(智能机器人)2017年项目

附件1高端制造装备重大科技创新工程（智能机器人）2017年项目申报指南一、工业机器人（一）机器人本体1、人机协作型智能工业机器人研究内容：研发具有协作功能、人机交互特性且具有一定的环境适应性的新型智能工业机器人；发展模块化可重构关节优化设计、柔顺控制技术以及人机协作过程中的安全预防机理等；开展基于力位控制的碰撞检测与预防、人机协作零力示教技术以及基于多传感器融合的双臂运动规划与协调控制技术研究，开发可具有人机共融特性且能满足个性化、柔性化制造需求的新型智能机械臂,并在特定行业开展试验验证。

考核指标：机械臂采用模块化关节，不少于7个自由度，重量不超过25KG，重复定位精度优于0.1mm ，负载不小于5KG，具备碰撞检测与预警、力矩控制及柔顺作业能力，密封等级以及安全性等达到国家标准要求，面向1～2个特定应用领域开展试验验证。

申请发明专利和软件著作权。

有关说明：该方向择优立项不超过2项。

2、生产物流配送AGV系统研发及应用研究内容：研究自主移动AGV设计与优化技术、安全导航技术、多AGV高效规划、调度、管理与监控技术；开发作业调度与监控系统；在典型行业开展示范应用。

考核指标：负载适应200kg～3000kg，速度0～1.5m/s，定位精度5～10mm；作业调度系统支持与生产系统的物料及仓储等系统集成。

在典型行业示范应用不少于15台，申请发明专利和软件著作权。

有关说明：该方向择优立项不超过2项。

（二）机器人核心零部件1、工业机器人高精度系列化谐波减速器研究内容：根据国产工业机器人性能配套需求，开展谐波传动齿轮啮合齿型、谐波3D动态仿真与模拟等关键技术研究；突破制约高精度谐波减速器的加工技术、热处理技术及精密装配技术，提高批量生产过程中产品一致性和可靠性；研究检测工艺，完善产品质量检验手段；开展规模化推广应用。

考核指标：开发出不少于10种高精度谐波减速器；背隙初始值小于15弧秒，双向传动精度优于2弧分，重复定位精度优于25弧秒，额定寿命超过10000小时，传递效率大于70%；申请发明专利并申报标准；实现年产5000台的生产能力；在国产机器人上实现配套应用。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过2项。

2、工业机器人伺服电机与驱动器研究内容：针对3～500Kg工业机器人专用伺服电机和驱动器，研究高磁性材料优化、加工装配工艺优化、实时变负载驱动控制、专用伺服驱动单元自适应、驱动单元实时参数自辨识等关键技术，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：伺服电机功率0.1～15KW，峰值扭矩1.6～160N.m；驱动器包括电流、速度、位置三环控制方式，连续输出电流1A～50A，电流环伺服周期不大于100µm，支持两种以上高速现场总线接口，具备控制参数自整定、自动惯量识别等功能；申请发明专利并申报标准；实现年产5000台的生产能力；在国产机器人上实现配套应用。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过2项。

3、面向用户可定制开发的工业机器人控制器研究内容：基于嵌入式实时操作系统，支持两种以上应用架构体系，开发工业机器人高速总线型、功能模块化、软件化的控制器产品，具有用户工艺可定制的二次开发接口；研究高性能的运动控制技术，包括高速插补、动力学控制、软PLC技术等；研究机器人通信接口技术，实现设备间的互联互通；研究机器人协作技术，包括人机、单机双臂协作及多机协同控制技术；开展工程化开发和产业化应用。

考核指标：基于标准的硬件平台，支持2种以上高速标准以太网总线，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；具有3种以上工艺软件包；支持OPC-UA协议；申请发明专利并申报标准；实现年产1000台的生产能力；在国产机器人上实现配套应用。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过2项。

（三）机器人集成应用1、面向汽车零部件生产的自动化柔性生产线研究内容：采用国产或自主研发的机器人，针对汽车刹车片、大型覆盖件、轮胎等汽车零部件研究自动化生产专用机械手设计与优化技术，规模化、柔性化和一体化生产线设计与集成技术，生产节拍优化与动作协调技术等；研究自动化设备与机器人间的“多机融合”理论与方法，形成整线优化生产与安全预防兼具的综合评估方法。

考核指标：整线生产节拍效率提高20%以上，产品合格率不小于95%，同一生产线适应产品规格不小于2种，具有可扩展性和开发接口，并给出在各种工业条件和工业环境中的安全措施、安全保障和标准化要求；在刹车片、大型覆盖件、轮胎等汽车零部件行业典型示范应用不少于30台；申请发明专利和软件著作权。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过3项。

2、面向食品、饮料行业的装卸车机器人系统研究内容：采用国产或自主研发的机器人，研究大尺度空间搬运作业机器人的设计实现、多机器人协同作业下的任务规划，车辆及货物位姿动态测量与预测技术、混装模式下的机器人最优垛型和搬运策略规划；货车装卸系统及生产线集成应用技术。

考核指标：机器人不少于4自由度，机器人负载能力不小于160KG，机器人重复定位精度优于0.5mm，车辆位姿识别精度优于5 mm；装卸车效率不小于1000件/小时；在典型行业示范应用不少于10台；申请发明专利和软件著作权。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过3项。

3、超厚板复杂大型结构件焊接机器人系统研究内容：采用国产或自主研发的机器人，研究超厚板大型结构件焊缝位置识别和焊缝特征尺寸提取、自动化焊接工艺和焊接质量稳定性控制、焊接路径离线编程等技术；研制大型复杂结构的机器人智能焊接技术及装备，形成工艺规范、工艺数据库、研制出样机及智能软件研制大型结构件机器人焊接机器人系统。

考核指标：针对直径大于7m、焊接钢板厚度适应80～100mm、重量大于60吨的超厚板复杂大型结构件研制焊接机器人作业系统、智能工艺专家系统，机器人重复定位精度优于0.1mm；在典型行业开展示范应用；申请发明专利和软件著作权。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过2项。

4、3C行业工业机器人生产线示范应用研究内容：面向3C行业小型、轻质、多样的机械、电子零部件的快速精密自动化生产需求，研究高速轻载工业机器人、灵巧执行机构设计、视觉快速识别及定位、手眼协同工作安全机制等技术，研制3C行业贴附、组装、分拣、打磨、点胶、检测等精密作业机器人生产线，并开展示范应用。

考核指标：研制3C行业工业机器人生产线，配置国产机器人量不少于10台，生产效率提升50%以上；机器人具备视觉定位与检测功能，定位精度优于0.1mm；在3C行业开展示范应用；申请发明专利并申报国家标准。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过3项。

二、特种机器人（一）重大公共安全事故应急处置机器人研究内容：针对放射源失控、核事故泄露等重大公共安全事故，研发应急处置与探测智能机器人，主要研究机器人系统辐射加固、放射源探测及快速定位、机器人本体结构、驱动系统和末端执行机构设计等技术。

攻克机器人系统防辐射技术、放射源探测、快速定位及处置等关键技术。

考核指标：机器人系统耐辐射能力不小于10Gy/h，累计吸收剂量不小于50Gy；机器人自重不大于300Kg，操作臂自由度不少于5个，负载不小于10Kg；针对γ射线能量测量范围：0.08 ～ 3.0 MeV，剂量率测量范围：3*10-7～100Gy/h；放射源定位精度优于3°；研发样机不少于2台，申请发明专利和软件著作权。

有关说明：该方向择优立项不超过2项。

（二）电力设施带电作业机器人技术研究与示范应用研究内容：围绕电网电力设施维护与抢修带电作业的需求，研究适合于变电站、输配电线路电力设备作业的移动机构、多自由度机械手、障碍物识别、目标定位、路径规划、数据通信及智能控制等带电作业机器人共性关键技术，研究不同电压等级、不同电力设备及不同作业项目的带电作业工艺流程、绝缘防护措施、带电作业专用工器具等解决方案，研究强电磁环境下的无线数据传输及机器人可靠性技术；针对架空输电线路、变电站和地下电缆沟道电力设备的带电作业需求，开发不同作业需求的带电作业机器人。

考核指标：根据电力设备的不同作业需求，研制适合500kV及以下电压等级的带电作业机器人，完成所设定内容的作业示范；每类机器人在行业领域示范应用不少于10台，申请发明专利并申报行业或国家标准。

有关说明：该方向需由企业牵头申报，鼓励产学研联合申报；择优立项不超过2项。

（三）医用机器人研究内容：针对临床手术与高精度自动配药的需求，开发具有自主知识产权的内窥镜手术机器人，液体药物（尤其是有毒有害化学药物）配制机器人，其中手术机器人可基于多机械臂实现三维高清内窥，病变部位的提拉、切除和取出等操作；液体药物配制机器人可自动配制各种典型用量的输液袋；每项研究均需开展医院应用示范。

技术指标：手术机器人系统具备2个以上机械臂，每个机械臂具备4个以上自由度，机器人系统可搭配三种以上内窥镜，镜头操作端具备3个以上自由度，机器人引导镜头视野范围-150～150°球形面，末端定位精度优于0.5mm；项目完成时产品技术就绪度达到8级以上，完成20例以上示范应用手术；液体药物配制机器人可自动开启安瓿瓶、西林瓶等原始药物封装，可兼容1ml～100ml注射器、200ml～1000ml 输液袋，重复配药精度优于5%，具备药物混匀与全程扫码溯源跟踪功能，具备空气洁净系统可应用于化疗药物配制，完成1000例/20种以上临床静脉药物的配制示范应用。

有关说明：该方向择优立项不超过2项。

（四）水下机器人1、水下探测机器人研究内容：以提高水下机器人的智能性和自主性为目标，研究水下目标探测与识别技术、水下定位导航技术、通信技术以及能源系统优化技术。

重点在关键传感器高精度陀螺仪、水下大数据流远程通讯方法、自携带高效能源系统研制、小型化、轻型化和仿生技术的应用方面进行深入研究，突破技术瓶颈，在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航与定位等技术上缩小与国外的差距。

考核指标：集成度高并具有综合补偿和校正功能的综合智能导航系统，在整个动力能源系统保持合理的体积和质量的情况下，使水下机器人能够达到设计速度和满足多自由度机动的任务要求。

在大型船舶水下船体表面探测、水下大型构筑物表面探测、水下地理形貌数据探测等应用。

IP防护等级不低于IP68，水下作业深度范围0～500米，作业时间不小于6小时；有关说明：该方向择优立项不超过2项。