山东省科学院自动化研究所之机器人

2015-02-14

机器人技术与应用 2015年3期

山东省科学院自动化研究所人才荟萃，设有山东省机器人与制造自动化技术重点实验室、机器人国家工程中心山东分中心、山东省机器人与制造自动化工程技术研究中心，为山东省机器人产业技术创新战略联盟理事长单位。机器人与制造自动化技术是该研究所主要研究方向之一。

机器人科研团队目前有32 人，其中院士特聘专家1人，泰山学者海外特聘专家1 人，博士6 人，硕士20 人。团队主要围绕机器人关键共性技术及智能制造技术开展研究，在此领域已有10 余年的研究积累，在经济型工业机器人、移动机器人、智能装备等研究方面形成了自己的科研特色，主持承担了国家863 计划项目、国家国际科技合作项目、国家自然科学基金、山东省自主创新重大专项、山东省自主创新成果转化重大专项等多项国家、省重点科研项目，取得了一批具有自主知识产权的重要科研成果，包括井下探险救援机器人、大空间消防机器人、造纸行业包装搬运机器人、码垛机器人等，并在装备制造业、食品、包装等行业得到广泛应用。

一、主要研究方向及研究内容

1.经济型工业机器人

主要研究机器人智能控制、结构优化设计、建模仿真技术；机器人标定技术及性能检测技术。

2.移动型机器人

主要研究移动机器人导航、定位、通信、管理调度技术；机器人视觉、力觉、触觉等感知感测技术。

3.智能制造装备

面向行业应用需求，开展工业生产所需专用智能装备、工装夹具的研究设计和开发工作。

4.机器人系统集成

主要开展基于机器人的自动化生产线、数字化车间的解决方案研究、设计与开发工作。

二、主要研究成果

1.经济型工业机器人

· 圆柱坐标式码垛机器人

采用混联结构，为圆柱坐标式，见图1。其平行四边形结构使机器人具有更好的刚性和灵活性，结构上主要由腰部、并联部分以及腕部三部分组成。

该码垛机器人具有效率高、控制简单、成本低、工作空间大等特点。目前6 台成果样机已经在山东、江苏、广西、河南、湖南、安徽等地的建材、化工行业的企业中进行了应用，每年企业可节约用工成本15 万元，同时机器人的使用提高了企业产品质量和生产效率。

· 垂直关节式码垛机器人

采用串联结构，为垂直关节式，见图2。超高速4 轴运行机构、3.1m 到达距离加上200kg 的有效载荷，在同类产品市场上具有较大优势，是袋、盒、板条箱和瓶子等包装材料的理想堆垛工具。

图2 垂直关节式码垛机器人

2.移动型机器人

· 移动机器人平台

作为通用的机器人移动平台，整个平台配有模块化、标准化机械接口、电气接口和通信控制接口，在结构化环境中具备自主导航、自主作业、自主充电功能。该平台可通过更换运输平台、小型机械手、探测设备等不同机构和作业工具，实现不同的作业功能，并可以通过不断完善和升级实现机器人在非结构环境下的探测和行走，以适应不同的作业环境。

该机器人平台可以在工业物流、生产线夹装搬运、消防作业、电力巡视检测、野外探测、军事等行业领域应用（图3）。