这款名为FAA-05K的机器人,中国航天科技集团旗下北京自动化控制设备研究所的工程师团队赋予其高度的赞誉,因为这是我国自主研发的第一台装卸放射源机器人。它由精密的机械臂系统、高效的末端操作器、精准的定位与回转装置、先进的视觉反馈装置以及便捷的操作台等多个部分构成,能够在2.5米长、2.5米宽的狭小空间内自由穿梭,灵活作业。值得一提的是,它采用了图像识别与末端随动综合控制技术,使得放射源的安装过程变得更加精确无误。此外,经过精心设计的灵巧末端夹持器不仅保证了夹持的可靠性,同时也有效地保护了放射源不受任何损伤。
负责此项研发任务的吕翀先生表示:“装卸源机器人是我们根据中海油田服务股份有限公司的实际需求而特别研发的一款特种机器人,旨在满足测井仪探测放射源装卸过程无人化的使用需求,从而避免了对操作人员的健康损害。”
尽管这个看似简单的手臂,实则凝聚了航天技术的精华,涉及到系统集成技术、自主控制技术、视觉定位系统、高功率密度电机、伺服驱动控制器等诸多领域。
除了在石油领域发挥重要作用外,特种机器人在煤矿、电网等行业同样有着广阔的应用前景。针对反恐、侦察、排爆、电站巡检、煤矿巷道探测等特殊需求,我们成功开发出了中、小型通用移动机器人产品,融合了航迹推算、路径跟随、自主避障等多项导航控制技术。
例如,MGT-20K移动机器人便具备这样的强大性能,它拥有履带式底盘和两条辅助手臂,体积仅相当于普通遥控玩具车,却能适应沙滩、田野、瓦砾、街道等各种复杂路况,具有出色的爬坡、越障能力。此外,它还配备了航姿系统、GPS、摄像机等多种传感器,可用于日常巡检、危险环境侦查、搜救及排爆等多种任务。
智能机器人研究室负责人张新华博士向我们详细介绍了移动类机器人的模块化设计理念,这种设计使得它们的功能具有极高的可塑性,能够迅速融入已有的技术体系,从而拓宽应用领域。例如,通过将惯性导航定位功能加载至移动类机器人之上,我们便能够创造出一种能够为煤矿坑道提供精确位置信息的小型智能移动机器人。一旦这项产品投入实际应用,必将为矿难救援工作带来极大便利,大幅提高救援效率。在当前的技术水平下,无人驾驶汽车也并非遥不可及,“从技术角度来看,我们完全有能力实现这一目标,但成本问题仍需进一步解决。”据张新华博士透露,核心系统的成本价可能高达七八十万元人民币。
七八台小型机器人通过巧妙的组合形成了一条高效的流水线工作平台,广泛适用于电子部件生产、装配、包装等各个环节。“我所在国内率先实现了小型工业机器人的系列化生产。”张新华博士自豪地说道。今年以来,已经有一家外资企业订购了30台我们的产品,涵盖了电路板焊锡、印制板点胶、螺钉装配和印制板切割等多种类型的机器人,主要用于空调、音响控制面板、电子智能钥匙等汽车零部件的生产制造。
张新华与其团队在研发出这一套精心设计的微型工业机器人前,曾深入许多工厂实地考察。在那里,一排排的生产线宛如庞大的机械海洋,年轻的工人每日重复着看似简单却单调无味的工序,如安装螺钉或施以粘合剂,眼神却没有任何情感流露。“如果让这些机器人来接替这些工作,无疑将大大提高效率,减少废品率。”在样品展示区,笔者目睹了各种尺寸的铜丝线圈,其中最小的一个直径仅有头发丝般纤细,然而在一个半径不足50毫米,长度不足1厘米的线圈上,它却能精确无误地完成900圈的缠绕。
这种微型工业机器人的售价大约在25万元人民币,使用寿命可长达七至八年之久。由于采用了模块化设计理念,只需对工厂的技术人员进行适当的培训,便可轻松完成维护和维修工作。相较之下,同等性能的机器人在日本的售价高达50万元人民币,这使得我们的产品在价格方面具有显著优势,从而吸引了众多希望引进机器人提升生产效率的工厂。随着劳动力成本的不断攀升以及工业化生产所引发的社会问题日益严重,越来越多的企业开始考虑引入机器人。然而,张新华表示,考虑到社会就业率的因素,预计机器人在中小企业中的替代率并不会过高。
目前的平台仍保留了传统机器臂的外观,但未来将会发展成为仿人上半身的形态,并配备两只灵活的手臂,每个手臂至少拥有三个手指,以便执行更为复杂的工作任务。在实验室中,张新华向笔者展示了最新研发的双轴机器人系统,该系统具备同时执行两项工作任务的能力。
除此之外,还有一款大型的自动码垛机器人,它每分钟可以处理30箱矿泉水。这款机器人是专为一家矿泉水公司量身打造的,在此之前,该公司一直依赖进口设备。如今,采用国产化设备后,不仅可以使客户的机器人采购成本大幅降低,日常运营成本亦可降低超过60%。
这款大型机器人主要由托盘供给装置、滚筒输送线、自动码垛装置等六大核心部件构成,适用于食品、饮料及矿泉水生产线末端成品箱的搬运、码垛作业。其码垛层数最高可达五至八层,足以满足各类产品的使用需求。