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科技部公开“智能机器人”重点专项指南,机器人企业能否成功接招?

[日期:2018-02-09] 来源:网络  作者: [字体: ]

根据科技部官网信息,“智能机器人”重点专项近日正式启动,科技部公开发布了2017年度项目申报指南。

“智能机器人”重点专项按照“围绕产业链,部署创新链”的要求,围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人服务机器人、特种机器人六个方向部署实施。专项实施周期为5年(2017—2021年)。

根据官网信息,2017年度,“智能机器人”重点专项按照基础前沿技术类、共性技术类、关键技术与装备类、示范应用类四个层次,发布42条指南。其中基础前沿技术类指南5条,主要涉及机器人新型机构设计、智能发育理论与技术,以及互助协作型、人体行为增强型等新一代机器人验证平台研究等。共性技术类指南8条,主要包括核心零部件、机器人专用传感器、机器人软件、测试/安全与可靠性等关键共性技术研发。关键技术与装备类指南17条,主要包括工业机器人、服务机器人、特殊环境服役机器人和医疗/康复机器人的关键技术与系统集成平台研发。示范应用类指南12条,面向工业机器人、医疗/康复机器人等领域的示范应用等。

对于机器人企业来说,此次重点专项项目中有不少是支持企业申报,无疑不是一个利好消息。

具体如下:

1.基础前沿技术

1.1 机器人新型机构设计理论与技术

研究内容:面向仿生飞行、仿生游动、仿生跳跃等仿生机器n人前沿技术,研究机器人新型机构的设计理论与技术,实现与新n型材料、新型驱动、新型传感器技术的高度融合,研究新结构、n新机构的建模与控制技术,研制相应仿生机器人实验样机,实现n验证。

考核指标:研制仿生飞行、仿生游动、仿生跳跃等不少于 3n类仿生机器人实验样机,性能达到国际同类研究领先水平,取得n2-3 项原创性成果。

1.2 机器人智能发育理论、方法与验证

研究内容:利用机器学习人工智能与脑科学的研究成果,n研究基于模仿学习、自主学习的机器人知识、技能获取与增长机n制及实现方法;面向自主作业和自主移动,研究机器人智能发育n的软硬件实现方法;研制机器人实验平台,实现技术验证与示范。

考核指标:面向自主作业和自主移动,构建不少于 2 类智能n机器人实验平台;实现基于发育的动态非结构化环境认知与行为n优化决策,针对 5 种以上典型应用场景对技术成果实现实验验证。

1.3 生-机智能交互与生机电一体化机器人技术

研究内容:研究神经信号的时频空高分辨率测量、解码与神n经控制技术,脑电、肌电、视觉、触/力觉信息的融合方法,行为n意图识别与理解、人机交互控制及生机电系统功能集成等技术;n构建基于多模态传感信息的人机自然交互系统实验平台。

考核指标:研制出神经信号高分辨率在体测量系统;神经控n制接口实现 20 种以上离散模式实时解码与控制,单次解码时间n不大于 200ms,准确率不低于 95%;实现在康复辅助机器人、协n作型机器人及运动神经假体中的实验验证。

1.4 人机协作型移动作业机器人

研究内容:研究一体化柔顺关节设计、高负重比轻型机械臂n结构设计、基于关节力感知的机械臂柔顺控制等技术;研究高集n成度多指灵巧手机构设计、触/力觉感知与多指协调控制等技术;n研究全方位移动平台设计技术;研究基于视觉等传感器的环境感n知、作业对象识别与定位、移动臂自标定、臂-手协调控制、反应n式行为规划与控制等技术;研究人的行为意图理解与人机互助协n作技术;研制高负重比轻型机械臂、多指灵巧手及移动平台集成n系统,面向典型应用开展试验验证。

考核指标:机械臂不少于 7 个自由度,重量不超过 25kg,工n作半径不小于 900mm,负载能力不小于 7kg,重复定位精度优于n0.05mm;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n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,n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n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n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n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、n下蹲、上下楼梯、上下斜坡等人体运动,可适应水泥、硬质泥土、n砂砾等复杂地面,本体重量不大于 30kg,最大承载能力不小于n90kg,负重 50kg 状态下行走速度不低于 4km/h,连续工作时间不n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n举能力不小于 50kg,负重 30kg 状态下连续工作时间不小于 3h。n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n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n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n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n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n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n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n于 2 弧分,重复定位精度优于 20 弧秒,额定寿命超过 10000 小n时,满负荷条件下噪声小于 60 分贝,效率大于 70%;批量化生n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n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、n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n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n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n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n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 RVn减速机;在 RV 减速器寿命周期内,齿隙精度优于 0.5 弧分,传n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n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n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n需求,开展网络化、模块化、智能化、安全、高效节能等关键技n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n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n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n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n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n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n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n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n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、n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n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、n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n国家或行业相关标准;平均无故障时间不小于 10000 小时;具有n5 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n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n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n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n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n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,n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n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n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n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n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n可视化、运动仿真、轨迹生成、碰撞检测、虚拟交互、程序载入n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n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n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n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n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n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n迹、可达性、干涉性模拟达 100%;在不少于 3 种工业机器人生n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n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n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n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n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 3n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n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n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n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n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n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n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n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n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n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、n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n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n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n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n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n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;n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n于 90%,打磨后粗糙度优于 Ra3.2,叶片型面过渡平滑,无氧化n烧伤,磨抛面与要求型面的尺寸偏差不大于+/-0.05mm,机器人磨n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n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n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n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n及系统,形成工艺规范、工艺数据库;焊缝质量符合行业标准。n在航空、航天等典型行业实现应用验证。

考核指标:实现全位置焊缝的激光自动识别、寻位、聚焦及n焊接;机器人重复定位精度优于±0.05mm;焊缝轨迹跟踪精度优n于±0.10mm;焊接加工速度不小于 10m/min。

有关说明:由企业牵头申报。

3.3 面向飞机装配的机器人智能钻铆技术与系统

研究内容:针对飞机部件装配中对于异形曲面钻铆精度的需n求,研究钻铆工艺规划、精确定位、作业状态实时监测及精确控n制、精度实时补偿、质量评估等关键技术;开展智能钻铆单元设 计,研制多功能末端执行器;研制面向飞机复杂构件装配的智能n钻铆系统,开展应用验证。

考核指标:机器人末端执行器定位精度优于 0.4mm;制孔法n向精度优于 0.4°;满足制孔直径Φ2.6-8.5mm、厚度 3-15mm 的铝n合金单层及叠层材料、铝合金与复合材料叠层材料、铝合金与钛n合金叠层材料的紧固孔制孔要求,精度达到 H9,锪窝深度误差n≤0.05mm;孔径在线检测精度优于 0.01mm;铆钉头与工件表面平n齐度≤0.1mm,形成飞机构件智能钻铆工艺规程与规范。

有关说明:由企业牵头申报。

3.4 混联机构加工机器人

研究内容:研究混联机器人构型综合与虚拟样机技术;研究n混联机器人轨迹规划、高速高精度运动控制技术;研究系统误差n补偿、工件局部三维形貌快速检测与加工过程监控技术;研究系n统整体加工精度与局部表面形貌测量评价技术;研制高性能 5 自n由度混联机器人,开展应用验证。

考核指标:机器人工作空间优于Φ1200×250mm 圆柱体,最n大速度优于 50m/min,定位精度优于±0.05mm,重复定位精度优n于±0.02mm,主轴功率不小于 7.5kW,可以完成钻铣加工。

有关说明:由企业牵头申报。

3.5 室外无轨导航重载 AGV

研究内容:研究高速、大负载、高精度室外无轨自主移动 AGVn— 13 —n设计与优化技术;研究室外复杂环境无轨安全导航技术;研究室n外多 AGV 高效规划、调度、管理与监控技术。开展室外无轨导n航 AGV 典型应用场景应用验证。

考核指标:AGV 最大直线行走速度≥30 公里/小时,续航时n间不少于 8 小时,重复定位精度优于 50 毫米,负载重量≥60 吨;n开展港口物流等典型行业应用验证,项目执行期内部署运行 AGVn不少于 30 台。

有关说明:由企业牵头申报。

3.6 液压重载机械臂

研究内容:面向工业领域大负载作业需求,研究多自由度液n压重载机械臂的机构设计、液压驱动伺服控制、动力匹配、重载n条件下动态稳定夹持等关键技术,研制多关节液压重载机械臂,n实现面向典型行业的应用验证。

考核指标:机械臂自由度不少于 6 个,有效工作半径不小于n2.5m,最大夹持负载不小于 3000kg,额定负载下最大运动速度不n小于 0.2m/s,末端重复定位精度优于 0.4mm。

有关说明:由企业牵头申报。

3.7 智能护理机器人

研究内容:面向卧床老人进餐/吃药等物品递送和远程监护等n需求,开展机器人机构设计、自主移动、物品自动检测与识别、n机器人灵巧作业、人机交互、远程监控等关键技术,研发保姆型护理机器人及相关智能家居系统。面向失能老人移乘搬运需求,n研制移乘搬运护理机器人,开展应用验证。

考核指标:保姆型护理机器人机械臂不少于 6 个自由度,最大n抓取负载不小于 2kg,可实现远程监控、自主物品递送等功能;n智能家居系统可支持不少于 5 种常用家电的机器人操控。移乘搬n运护理机器人最大负载能力不小于 80kg,可实现卧床老人的安全n移乘。

有关说明:由企业牵头申报。

3.8 截瘫患者助行机器人

研究内容:面向下肢截瘫患者,研究兼顾运动相容性与穿戴n舒适性的助行机构设计、协调控制和安全性保障等关键技术,研n制截瘫患者助行机器人,实现截瘫患者自主站起、在不同路面行n走、上下楼梯以及上下坡等功能。

考核指标:助行机器人可适用于身高 150-185cm 的截瘫患者n穿戴,本体重量不超过 25kg,关节主动自由度不少于 4 个,续航n时间不小于 2h,平均行走速度不低于 1km/h;完成不少于 50 例n截瘫患者穿戴站立行走实验,每例截瘫患者穿戴站立行走不少于n1.0 小时。

有关说明:由企业牵头申报。

3.9 服务机器人云服务平台

研究内容:建立基于互联网的开源共享云端数据库,研究服 务机器人环境、目标、交互等海量数据的获取与云端存储技术,n以及自主推理与规划、自主学习等数据挖掘技术,构建机器人云n服务平台,提供环境感知建模、目标识别理解、智能交互等云服n务,开展应用验证。

考核指标:建立百 PB 级分布式数据库系统,实现对 TB 级n别数据检索结果的秒级响应。可实现下述云服务:动态场景快速n三维重建,精度优于 1cm;20 类以上场景分类,正确率优于 95%;n复杂环境下人脸识别比对,正确率优于 98%;7 种以上表情识别,n正确率优于 90%;15 种以上人体行为识别,正确率优于 92%;语n音识别正确率优于 95%,具备长句语义理解能力;制定接入标准,n具备支持千万级用户的服务能力,开展不少于 5 类服务机器人应n用验证。

有关说明:由企业牵头申报。

3.10 核电站机器人检修智能作业系统

研究内容:面向核电站一回路运行维护,确保核电站安全运n行的需求,研制蒸汽发生器传热管检修定位机器人、核燃料组件n破损泄露监测机器人、核燃料组件检测机器人、核燃料组件骨架n修复机器人,实现蒸汽发生器传热管的检查、定位与破损封堵、n核燃料棒包壳破损的定量检测、核燃料组件关键指标检测,以及n核燃料组件骨架的更换,并开展应用验证。

考核指标:蒸汽发生器传热管检修定位机器人最大爬行速度 不小于 1m/min,定位精度偏差小于 1mm,耐辐照剂量率大于n2Gy/h;核燃料组件破损泄露监测机器人检测气态核素种类≥2,n检测裂缝当量长度≥30μm,累计耐辐照剂量>106Gy;核燃料组n件缺陷检查机器人工作水深>12m,氧化膜厚度检测精度±5μm,n累计剂量>106Gy;核燃料组件骨架修复机器人在 4 米工作水深n下夹爪对中精度±1mm,抽棒最短时间 12min/根,累计剂量>n106Gy。

有关说明:由核电企业牵头申报。

3.11 面向盾构施工的机器人智能作业系统

研究内容:研究集成环与撑紧功能为一体的安装机器人机构n设计、局部塌方与破碎围岩快速支护、隧道底部积渣清理等技术,n研制敞开式硬岩掘进机钢拱架安装机器,开展应用验证。

考核指标:敞开式硬岩掘进机钢拱架机器人自动安装系统,n环钢拱架拼装时间不超过 20min,旋转环速度不小于 2rpm,实现n自身 360°钢拱架安装。

有关说明:由企业牵头申报。

3.12 眼科手术机器人系统

研究内容:面向精准安全的眼科手术治疗,重点突破眼科机n器人灵巧机构与新型手术器械设计、多源传感信息融合与导航、n高精度自适应控制、安全性保障等技术,研制眼科机器人手术系n统,适用于青光眼靶向治疗、白内障和玻璃体等手术,建立全手术过程的安全性与有效性评估体系,开展模型及动物试验验证。

性能指标:机器人自由度数不小于 6 个,工作空间不小于n30mm×30mm×30mm,负载重量不小于 1kg,重复定位精度优于n0.05mm;机器人操控装置具有力反馈功能;建立眼科机器人的操n作规范,完成动物实验不少于 10 例。

有关说明:由医院牵头申报。

3.13 经输尿管肾内介入诊疗机器人系统

研究内容:面向软性输尿管镜体内精确操控,重点突破软性n输尿管镜体高精度操控机构设计、基于内窥镜图像的辅助定位导n引、力反馈操控等技术,研制经输尿管肾内介入诊疗机器人系统,n建立全手术过程的安全性与有效性评估体系,开展模型和动物试n验验证。

技术指标:机器人自由度数不少于 3 个,推送相对位置精度n优于 0.5mm,末端弯曲角度范围大于 120°,末端指向定位精度优n于 0.5mm;机器人操控装置具备力反馈功能以及内窥镜图像显示n及辅助导引功能;建立机器人辅助经输尿管肾内介入诊疗操作流n程及规范,完成动物实验不少于 10 例。

有关说明:由医院牵头申报。

3.14 口腔及喉部微创手术机器人系统

研究内容:面向口腔、喉部软硬组织微创手术,重点突破三n维实时图像监控下机器人精准切除软硬组织病灶技术、精确制备 种植手术窝洞技术,刚柔可控多自由度手术器械设计技术、多源n图像融合及导引精准定位技术、以及患者突发吞咽动作时机器人n敏捷反应及应急保护技术等;研制喉部微创手术机器人系统;建n立全手术过程的安全性与有效性评估体系,开展模型和动物试验n验证。

考核指标:机器人自由度数不少于 6 个,重复定位精度优于n0.5mm,有效工作半径不小于 1m,器械夹持力不小于 5kg;口腔n工作端自由度不少于 3 个,种植体窝洞制备精度之误差≤50um,n轴向偏差≤1 度;可实现口腔狭小空间三维图像实时获取,导航和n定位;可实现深腔空间缝合打结;建立机器人辅助喉部微创手术n操作流程及规范,完成动物实验不少于 10 例。

有关说明:由医院牵头申报。

3.15 微创膝关节置换手术机器人系统

研究内容:面向微创膝关节置换手术,开展机器人机构设计、n基于多模医学影像信息的空间映射建模、具备力反馈功能的机器n人操控技术、个性化手术方案设计等研究;研制微创全膝关节置n换手术机器人系统,实现手术器械高精度动态跟踪、精准微创关n节置换操作;建立全手术过程的安全性与有效性评估体系,开展n模型和动物试验验证。

考核指标:机器人自由度数不少于 6 个,末端动态定位精度n优于 0.5mm,工作空间不小于 300mm×300mm×300mm,负载能力不小于 5kg,力反馈控制精度优于 5%;膝关节置换假体压力误n差不超过 10N、位移误差不超过 1mm,角度误差不超过 1 度;建n立机器人辅助膝关节置换手术操作流程及规范,完成动物实验不n少于 10 例。

有关说明:由医院牵头申报。

3.16 实时导航穿刺手术机器人

研究内容:面向经皮穿刺消融、活检等诊疗需求,开展软组n织变形建模、生理运动补偿、生物组织选择性消融、穿刺手术路n径规划、实时导航与靶点跟踪等关键技术研究;构建 CT 影像引n导下的手术导航及精准定位单元;研制实时导航穿刺手术机器人n系统,实现对运动器官软组织高精度穿刺;建立全手术过程的安n全性与有效性评估体系,开展模型和动物试验验证。

考核指标:机器人自由度数不少于 5 个,重复定位精度优于n0.2mm,目标靶小于 1cm;医学影像空间位置配准误差不大于n1mm;建立机器人辅助穿刺消融手术操作流程及规范,完成动物n实验不少于 10 例。

有关说明:由医院牵头申报。

3.17 脑卒中康复机器人系统

研究内容:面向脑卒中肢体功能障碍患者,研究上、下肢康n复机器人的构型综合与尺度优化方法,个性化康复训练范式,以n生理信号为基础的多模态康复训练技术,以及功能电刺激技术等;研制具有自适应功能的上肢康复机器人,建立脑卒中康复规范,n实现肩、肘、前臂和腕关节、下肢胯、膝、踝关节的独立或协同n康复训练;开展康复训练试验和临床示范应用。

考核指标:研制一套上、下肢康复机器人系统,具有肌电信n号反馈和电刺激闭环,可实现主动、被动和抗阻等多模态康复训n练;主动运动意图识别率大于 90%,识别时间不大于 200ms;建n立机器人康复操作流程及规范,临床试用病例 200 人次以上。

有关说明:由医院牵头申报。

4. 示范应用

4.1 面向港口机械超大型构件的机器人制造技术与系统

研究内容:针对港口机械超大型结构件制造过程自动化需n求,研究超大工作空间内机器人定位与识别技术,研究焊接、打n磨、涂装等多种工艺规划、多机器人协同作业控制等技术;开发n生产现场信息交互与智能评判系统,构建超大型结构件的集群化n机器人制造系统,并开展应用验证。n考核指标:支持 3 种以上超大型结构件的机器人制造,最大n工件尺寸优于 10m×20m×80m;最大机器人单丝气体保护焊速度n1.6m/min;焊缝跟踪精度优于 0.5mm;打磨速度不小于 1m/min;n机器人喷涂速度不小于 5m/min;形成年产 20 台套超大型结构n件的生产能力,产品质量通过第三方验证;建立机器人智能作业n集群化制造系统,配置各类国产工业机器人不少于 10 台。

有关说明:由企业牵头申报。

4.2 高铁白车身机器人自动化生产线

研究内容:研究高铁白车身型材机器人切割、焊接、打磨、n拉丝、喷漆等制造工艺及工艺流程参数优化技术;研制高铁白车n身机器人自动化生产线,实现高铁车身型材切割与清理、焊接拼n装、焊缝打磨、拉丝、腻子打磨、喷漆等自动化作业,开展应用n验证。n考核指标:生产线配置国产工业机器人不少于 10 台套,可n实现 3 种以上白车身关键部件的自动化制造;装配配合精度优于n0.2mm;生产线无故障时间不小于 8000h。在典型企业开展不少n于 2 条生产线的示范应用。

有关说明:由企业牵头申报。

4.3 面向新能源汽车全铝车身制造机器人生产线

研究内容:面向多车型铝合金车身柔性自动化生产的需求,n研究铝合金车身铆接质量工艺及质量评价体系,实现铆接质量在n线检测,建立铆接质量检测标准;构建铝合金车身柔性机器人自n动化生产线,开展应用验证。n考核指标:实现 2 种以上车型并线自动化生产,生产线生产n纲领不低于 10 万台/年,生产节拍不大于 120 秒;国产工业机器n人应用数量不少于 50 台套;可实现 3 层、总厚度 8 毫米铝合金n板件组合的铆接;车身下线尺寸精度合格率达 95%以上,伺服铆 接合格率高于 99.5%。

有关说明:由企业牵头申报。

4.4 面向炼钢工艺流程的机器人自动化作业系统

研究内容:围绕钢铁业炼钢区域环境恶劣、危险及繁重人工作n业替代及炼钢精准化工艺需求,构建智能炼钢的全流程、集群化n机器人作业生产线,建立网络化可追溯的工艺、作业及设备数据n的质量管理平台,实现炼钢铁水预处理、精炼、电炉及连铸等过n程的定量取料、实时投料、测温、取样等的机器人化作业,开展n应用验证。

考核指标:生产线配置国产工业机器人不少于 6 台。机器人本n体末端载荷大于350kg,20秒作业时间内适应温度不小于1000℃,n机器人投料作业效率不低于 50kg/min,接插测温取样周期小于n2min/次。

有关说明:由企业牵头申报。

4.5 面向电子行业制造的机器人自动化生产线

研究内容:面向电子行业小型、轻质、多样化机械、电子零n部件的快速精密自动化生产需求,研究视觉引导、精密快速定位、n手眼力协调控制等关键技术,开展针对贴附、组装、分拣、打磨、n点胶、检测等电子行业典型工艺的机器人智能作业技术研究,并n实现应用验证。

考核指标:生产线配置国产机器人不少于 10 台,与传统人 工生产相比生产效率提升 50%以上;机器人具备视觉检测与定位n功能,定位精度优于 0.02mm。

有关说明:由企业牵头申报。

4.6 矿热炉冶炼机器人作业系统

研究内容:针对我国矿热炉冶炼行业生产环境危险恶劣、劳n动强度大等问题,研究高温强冲击载荷出炉机器人、移动式重载n捣炉机器人以及相关技术;构建电石冶炼出炉作业机器人生产系n统,实现电石炉前烧炉眼、开眼、带钎、堵眼、清炉舌以及料面n翻撬等自动化生产和机器人化捣炉与出炉等作业,开展示范应用。

考核指标:研制面向 40500kVA 及以上大型密闭式电石炉的n出炉机器人与捣炉机器人集群化示范系统。机器人末端最大冲击n载荷 20000N,带钎行程大于 1.2m,最大速度优于 3m/s,机器人n本体适应环境温度不低于 80℃。

有关说明:由企业牵头申报。

4.7 喷涂机器人技术及在家具行业的示范应用

研究内容:针对多品种实木板式家具、组装家具等产品的柔n性化并线喷涂需求,研究多品种家具产品识别技术、在线喷涂工n艺设计与轨迹规划技术、机器人快速示教技术、废漆自动回收技n术;构建家具机器人喷涂柔性化生产线,实现喷涂机器人在家具n行业的示范应用。

考核指标:研制支持不少于 3 种家具产品并线喷涂的柔性机 器人喷涂生产线,每条线使用国产工业机器人数量不少于 5 台,n喷涂质量符合行业标准,喷涂机器人具备防爆认证。示范应用生n产线数量不少于 6 条。

有关说明:由企业牵头申报。

4.8 面向纺织行业的机器人自动化生产线示范应用

研究内容:面向纺织行业制造自动化需求,研究纺织行业典n型产品生产或典型工艺流程的机器人应用工艺,研制面向纺织行n业的机器人自动化生产线,开展示范应用。

考核指标:配置国产工业机器人数量不少于 10 台,生产线n自动化率不低于 95%,无故障时间不小于 8000 小时,具有故障n检测与诊断、流程信息化、数据可追溯功能;在典型企业示范应n用生产线数量不少于 3 条。

有关说明:由企业牵头申报。

4.9 面向敬老院的老人辅助机器人系统典型示范应用

研究内容:围绕老年人照护需求,重点研究助行、助浴、情n感陪护、安全监护等方面辅助机器人安全性、可靠性和实用性等n关键技术,形成助老机器人系列产品;研究网络化监控和助老机n器人系统集成等技术;依托敬老院建立助老机器人集成应用系统,n开展典型示范应用。

考核指标:研制不少于 6 类助老机器人产品,开发网络化监n控系统 1 套,依托敬老院建立助老机器人集成应用系统,每类机 器人不少于 5 台,并进行应用示范;助老机器人完成推广应用 100n台套以上。

有关说明:由企业或医院牵头申报。

4.10 面向边远地区的远程骨创伤手术机器人示范应用

研究内容:研发面向边远地区的远程骨创伤手术机器人产n品,实现骨创伤疾病的远程诊断、个性化手术方案设计、骨折的n精准复位和固定操作、远程康复服务。

考核指标:手术机器人定位精度优于 0.5mm,骨折复位位置n精度优于 1mm,角度精度优于 1.5°,复位力大于 400N;建立长n骨骨折、骨盆骨折等常见骨科手术适应症的机器人手术技术规范;n建立远程骨创伤手术机器人的医疗器械检测标准与方法;完成患n者临床试验不少于 60 例,整机取得医疗器械注册证。

有关说明:由企业或医院牵头申报。

4.11 颅底及面侧深区穿刺诊疗机器人示范应用

研究内容:研制颅底及面侧深区穿刺诊疗机器人产品,实现n活检、放射性粒子植入、射频消融等穿刺类手术。

考核指标:机器人导航定位精度优于 2mm;机器人自由度不n少于 5 个,能够完成颅底及面侧深区肿瘤活检、多点放射性粒子n植入、射频消融等 3 种穿刺手术;建立颅底及面侧深区穿刺诊疗n机器人的医疗器械检测标准与方法;完成患者临床试验不少于 60n例,整机取得医疗器械注册证。

有关说明:由企业或医院牵头申报。

4.12 微创血管介入手术机器人示范应用

研究内容:研制微创血管介入手术机器人产品,实现自主和n半自主高精度血管介入手术。

考核指标:形成微创血管介入手术机器人产品,递送装置推n进速度优于 0-100mm/s,旋转速度优于 0-4πrad/s,最大推进力优n于 5N,推进精度优于 1mm,旋转精度优于 3°,术中导管实时定n位和跟踪精度优于 1mm;建立微创血管介入手术机器人的医疗器n械检测标准与方法;完成患者临床试验不少于 60 例,整机取得n医疗器械注册证。

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