昆山智能裝備研究院系中科院沈陽自動化研究所科技成果產業化基地，成立于 2017 年，是“機器人技術國家工程研究中心江蘇中 心”、“機器人學國家重點實驗室雙臂機器人實驗室”建設依托單位。開發的雙臂協作工業機器人、自動化生產線等系列化產品 , 在金屬 板材加工、鐵路智能檢測、陶瓷制造、電子裝配、半導體物流等多個行業已產業化應用， 致力于中國科學院高新技術成果的產業化應用 , 構建長三角地區新型鏈與產業鏈的有機融合 , 打造星星之火可以燎原。

　　1 背景

　　機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，滿足人類在眾多 領域的生產和生活服務需要。作為信息技術、控制技術、智能 制造技術集成創新的重大成果，機器人在推動以智能化為特征 的產業變革進程中發揮著日益重要的作用。大多數工業機器人 只有一個手臂，在結構化的工業環境下具有較好的作業能力， 然而當他們面對準結構化、甚至非結構化的復雜環境時，往往 無法滿足生產需求。昆山智能裝備研究院自主開發的雙臂機器 人為這個問題帶來了現實的解決方案。

　　雙臂機器人是近幾年出現的一類新型協作機器人，從仿生 的角度看，該類機器人更適合代替人工完成制造作業，具有廣 泛的應用前景。雙臂機器人雙手可協作完成任務，有防碰撞和避障功能，可以完美實現人機共融工作。相比較于單臂的工業 機器人，雙臂機器人的開發操作能力和適應性更強，更能滿足 應用的要求，是機器人未來發展的方向之一。

　　雙臂機器人協同的關鍵技術研究分為機器人開發關鍵技術 和應用技術兩部分，具體內容包括碰撞檢測、智能避障、工作 空間分析及軌跡規劃、人工蜂群算法、無碰撞路徑規劃、最優 路徑規劃、視覺定位和目標識別、工藝研究和手抓研制等，這 些技術構成了雙臂機器人開發和應用技術體系。通過以上體系 的構建開發新一代開放性更好、性價比更高、支撐服務更完善 的雙臂機器人，是建設人機共融生態的關鍵技術和核心部件。

　　2 架構

　　雙臂機器人由兩個四(或六) 自由度升降型平面(立體) 關節工業機械臂構成，雙臂協調作業，系統主要包括雙臂機器 人本體、控制柜、視覺系統、端拾器、直線行走機構(可選) 和回轉機構(可選)組成。

　　行走軸，雙臂機器人可整體安裝于行走機構上，此軸能夠 極大地延伸機器人的工作覆蓋范圍，從而顯著減少實際需要使 用的機器人數量。

　　回轉軸，回轉機構安裝的機器人腰部，可為雙臂機器人提 供額外的轉動自由度，增加機器人可達范圍以適應更為復雜的 使用要求。

　　視覺系統，視覺系統為機器人提供圖形認知和感知能力。 視覺定位：用于指引機器人操作和行動又可分 2D 和 3D 定位。

　　缺陷檢測：用于機械零部件的尺寸檢測，定性或半定量檢測。

　　遠程服務模塊，系統出現故障時，通過互聯網將故障數據 傳送給數據中心， 對故障進行分析處理， 實現主動售后的理念， 縮短了維修的時間，通過以太網、WIFI、GPRS 和 4G5G 等通 訊技術將動態信息和實時數據傳輸到數據中心，實現對設備的 遠程運維。

　　3 市場

　　雙臂機器人主要應用于智慧零售、電器電子，機械加工， 智能倉儲，汽車零部件、陶瓷裝備、物流和鈑金加工以及智能 裝配等行業領域，視覺部分延伸于自動化領域，其功能主要包 括定位及檢測，主要應用于分揀、裝配、質量監控、激光打碼 等方向。

　　4 特色

　　雙臂工業機器人是面向國內市場需求， 自主開發的新型智 能工業機器人， 目前已完成多個型號的樣機研制和產業化工作。

　　(1) 綜合幾何法與代數法的優點， 完成了手臂的逆解計算。

　　(2)成功地實現了開放式系統下由模塊化關節構成的服 務機器人雙臂的協調運動。

　　(3)從神經生理學角度出發，對雙臂機器人手臂運動進 行了擬人化。

　　(4)設計了基于 Petri 網模型內核的雙臂協調操作控制 結構。

　　(5)應用技術研究：面向不同行業需求，基于已有雙臂 工業機 器人開發專用執行系統、應用軟件，形成基于雙臂機 器人的系列化制造系統。

　　(6)雙臂機器人產品的應用驗證與考核，建立雙臂工業 機器人 的工藝性能及工業可靠性的測試平臺。

　　(7) 形成基于雙臂工業機器人小批量生產條件，為各類 企業客戶提供產線級、車間級、工廠級的自動化成套解決方案。

　　(8)逐步推動雙臂工業機器人產品的示范應用與推廣。

　　(9)我院共同起草的《雙臂工業機器人性能及其試驗方 法》已成國家標準。

　　5 指標

　　6 總結

　　機器人是人工智能的重要研究領域，隨著人工智能技術的 突破升級，機器人感知能力和交互能力越來越強，雙臂協作機 器人的市場呈現明顯增長態勢， “人機共融”成為重要發展趨勢， 雙臂機器人助力人機共融生態發展和建設。