外骨骼智能机器人核心系统是什么?

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1、“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(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

2、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 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 型材料、新型驱动、新型传感器技术的高度融合,研究新结构、 新机构的建模与控制技术,研制相应仿生机器人实验样机

3、,实现 验证。 考核指标:研制仿生飞行、仿生游动、仿生跳跃等不少于 3 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 2-3 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, 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 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 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 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 优化决策,针对 5

4、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 经控制技术,脑电、肌电、视觉、触/力觉信息的融合方法,行为 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; 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 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 不大于 200ms,准确率不低于 95%;实现在康复辅助机器人、协 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

5、 研究内容:研究一体化柔顺关节设计、高负重比轻型机械臂 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 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; 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 知、作业对象识别与定位、移动臂自标定、臂-手协调控制、反应 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 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 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 作半径不小于 900mm,负载能力不小于 7kg,重复定位精度优于 0.0

6、5mm;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、

7、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

8、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

9、 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 RV 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

10、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

11、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

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