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
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
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,
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
2.5m, 最大夹持负载不小于3000kg, 额定负载下最大运动速度不
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
需求,开展机器人机构设计、自主移动、物品自动检测与识别、
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—
14 —
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,
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
抓取负载不小于2kg,可实现远程监控、自主物品递送等功能;
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
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
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
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
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
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
穿戴, 本体重量不超过25kg, 关节主动自由度不少于4个, 续航
时间不小于2h,平均行走速度不低于1km/h;完成不少于50例
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
1.0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— 15 —
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,
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
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
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
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
三维重建,精度优于1cm; 20类以上场景分类,正确率优于95%;
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,
正确率优于90%; 15种以上人体行为识别,正确率优于 92%;语
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,
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
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
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
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
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、
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
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— 16 —
不小于 1m/min,定位精度偏差小于 1mm,耐辐照剂量率大于
2Gy/h;核燃料组件破损泄露监测机器人检测气态核素种类≥2,
检测裂缝当量长度≥30μm,累计耐辐照剂量>106Gy;核燃料组
件缺陷检查机器人工作水深>12m,氧化膜厚度检测精度±5μm,
累计剂量>106Gy;核燃料组件骨架修复机器人在 4米工作水深
下夹爪对中精度±1mm,抽棒最短时间 12min/根,累计剂量>
106Gy。
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
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,
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,
环钢拱架拼装时间不超过20min, 旋转环速度不小于2rpm, 实现
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
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、
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
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— 17 —
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
30mm×30mm×30mm,负载重量不小于1kg,重复定位精度优于
0.05mm; 机器人操控装置具有力反馈功能; 建立眼科机器人的操
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
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
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,
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
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
优于0.5mm, 末端弯曲角度范围大于120°, 末端指向定位精度优
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
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
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
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— 18 —
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
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
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
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
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
0.5mm, 有效工作半径不小于1m, 器械夹持力不小于 5kg; 口腔
工作端自由度不少于3个,种植体窝洞制备精度之误差≤50um,
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
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
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、
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
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
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
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
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
优于0.5mm,工作空间不小于300mm×300mm×300mm,负载能— 19 —
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
差不超过10N、位移误差不超过1mm,角度误差不超过1度; 建
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
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
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
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
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
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
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
0.2mm,目标靶小于1cm;医学影像空间位置配准误差不大于
1mm; 建立机器人辅助穿刺消融手术操作流程及规范, 完成动物
实验不少于10例。
有关说明:由医院牵头申报。
3.17 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
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
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;— 20 —
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,
实现肩、肘、前臂和腕关节、下肢胯、膝、踝关节的独立或协同
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
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
练;主动运动意图识别率大于 90%,识别时间不大于200ms; 建
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
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
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
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
机器人制造系统,并开展应用验证。
考核指标: 支持3种以上超大型结构件的机器人制造, 最大
工件尺寸优于10m×20m×80m;最大机器人单丝气体保护焊速度
1.6m/min; 焊缝跟踪精度优于0.5mm; 打磨速度不小于1m/min;
机器人喷涂速度不小于5m/min;形成年产20台套超大型结构
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
集群化制造系统,配置各类国产工业机器人不少于10台。—
21 —
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、
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
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
装、焊缝打磨、拉丝、腻子打磨、喷漆等自动化作业,开展应用
验证。
考核指标:生产线配置国产工业机器人不少于 10台套,可
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
0.2mm;生产线无故障时间不小于8000h。在典型企业开展不少
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,
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
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
动化生产线,开展应用验证。
考核指标: 实现2种以上车型并线自动化生产, 生产线生产
纲领不低于10万台/年,生产节拍不大于120秒;国产工业机器
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
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—
22 —
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
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
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
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
程的定量取料、实时投料、测温、取样等的机器人化作业,开展
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
体末端载荷大于350kg,20秒作业时间内适应温度不小于1000℃,
机器人投料作业效率不低于 50kg/min,接插测温取样周期小于
2min/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
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、
手眼力协调控制等关键技术, 开展针对贴附、 组装、 分拣、 打磨、
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
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— 23 —
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
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
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
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
统,实现电石炉前烧炉眼、开眼、带钎、堵眼、清炉舌以及料面
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40500kV A及以上大型密闭式电石炉的
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
载荷20000N,带钎行程大于1.2m,最大速度优于3m/s,机器人
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
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
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
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
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—
24 —
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,
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
产线数量不少于6条。
有关说明:由企业牵头申报。