特种机器人的发展趋势剖析

特种机器人的发展趋势报告人：山东鲁班特种机器人有限公司赵修林1特种机器人定义的定义和分类常见民用机器人鲁班特种机器人部分产品简介特种机器人的发展趋势常见军用机器人2特种机器人的定义和分类科技部部长万钢：机器人分为工业机器人、特种机器人和服务机器人。发达国家将机器人分工业机器人和服务机器人。又将服务机器人分为专用服务机器人和家用服务机器人。特种机器人顾名思义就是具备自主运动和自主决策能能力、能适应特定作业环境的智能化装备。3常见军用机器人4排爆机器人战斗机器人侦查机器人水下机器人空中机器人运输机器人常见民用机器人（农业机器人）5无人驾驶拖拉机育苗机器人修剪机器人除草机器人葡萄园种植机器人黄瓜采摘机器人常见民用机器人（家务机器人）6家务机器人扫地机器人炒菜机器人送餐机器人家教机器人护理机器人常见民用机器人（医用机器人）7微创手术机器人行为辅助机器人消化道爬行摄像机器人远程诊断机器人吞服体内自组装机器人大白移动医疗机器人常见民用机器人（消防机器人）8室内消防机器人破拆消防机器人灾情探测机器人排烟机器人消防救援机器人室外消防机器人常见民用机器人（警用机器人）9危险作业机器人侦察、搜索、排爆、清障、扫雷多功能机器人巡逻机器人危险物检测机器人反恐机器人排爆机器人鲁班特种机器人部分产品简介（大型光伏电站智能清洗机）10一、我国光伏产业规模全球第一，2050年将占到我国总发电量的1/4，成本降到0.5元/度以内；二、沙尘污染影响发电效率是世界性难题，如果不进行清洗发电损失高达25%；三、国内外尚无成熟装备。四、产品特点：1、巡航作业：一键定速巡航作业，自动纠偏；2、三级清洗：滚刷清扫、高压吸尘、蒸汽清洗；3、四级调平：粗推路面、万向调平、刷具摆动、伸缩调距；4、节水节能：蒸汽节水、余热利用；5、智能监控：人机交互、远程监控。鲁班特种机器人部分产品简介（智能联合伐树机）一、背景：我国北方地区公路森林人工种植杨树面积超过一亿亩，居世界之首，采伐期大约在4-12年。南方地区桉树人工林面积已达300万公顷，约占全球总量的1/3，采伐期５年，可再生。二、现有技术：国内油锯为主，国外装备轮式、履带式、六足式等智能化装备，尚未国产化。11鲁班特种机器人部分产品简介（地震救援机器人）一、背景：灾害前期多因道路破坏或阻塞，救灾人员、物资仅靠直升机运输。大型工程机械功能单一，且很难在生命救援黄金48小时进入灾区现场。目前以便携式装备和原始的撬棍、铁锨、洋镐等为主。作业危险性和体能消耗大，效率低下。12鲁班特种机器人部分产品简介（地震救援机器人）二、现有技术装备：日本T53、破拆装备、步履式挖掘机、30吨级大型双臂救援装备。13鲁班特种机器人部分产品简介（地震救援机器人）三、LBJ45-1型地震救援机器人：1、规格小型化：装备质量4000Kg,适合直8直升机外挂吊运；2、功能集成化：四臂配置，辅具快换。实现抓举、撬动、挖掘、破碎、剪切、支撑、扩张、牵引、高空作业等功能；液压接口为便携式装备提供动力源；3、结构模块化：机械臂、支腿、辅具模块化设计，快速拆解装配，独立包装运输；4、控制智能化：手动、遥控和主从控制。14鲁班特种机器人部分产品简介（智能联合伐树机）特点：是一种集自动夹紧、高速切割、去枝、剥皮、定尺截断、长度测量、材积计算、喷码、记录打印等功能为一体、人称“伐树如撸串”的智能装备，用于南方桉树和北方公路森林-杨树的快速砍伐。采用六足液压机械行走，配备智能伐树机头，可在大坡度丘陵、高山作业，单台套可每小时可伐树12m³。已完成液压、控制系统设计和六足底盘、伐树机头试制。预期2017年度完成。15鲁班特种机器人部分产品简介（球罐检测机器人）一、背景及现有技术：1、球形储罐用于储存各种气体和液化气体，在石油、化工、冶金、城市燃气供应及核工业等方面得到广泛使用。我国目前在用大型球罐有一万个；2、球形储罐属于压力容器，应定期进行焊缝无损检测；主要工序包括清洗、除锈、检测、修复等内容；3、目前全球范围为人工作业。搭建脚手架，人工从直径60cm的上下孔进出，手持便携式钢丝刷除锈，便携式仪器检测和焊接修复。环境恶劣、效率低下，周期长、费用高。16鲁班特种机器人部分产品简介（球罐检测机器人）二、研究内容：1、万向回转型机械臂倒立安装于罐内，通过精密传动实现末端执行器轨迹罐内无缝覆盖；2、根据三维扫描技术生成的焊缝空间图像，规划机器人末端执行器运动轨迹，实现激光除锈、TOFD及UT技术无损检测和激光焊缝修复过程的自动化。17特种机器人发展趋势一、政策导向：发改委、财政部、科技部、工信部等部委及地方政府税费减免和资金扶持。每个项目指南指明了支持领域和研究方向。1、远期：中国制造2025：三个阶段成为引领全球的制造强国。2016-2025年，综合指数接近德国、日本实现工业化时的制造强国水平，基本实现工业化，中国制造业迈入制造强国行列，进入世界制造业强国第二方阵。2026-2035年，综合指数达到世界制造业强国第二方阵前列国家的水平，成为名副其实的制造强国。2036-2045年，乃至建国一百周年时，综合指数率略高于第二方阵国家的水平，进入世界制造业强国第一方阵，成为具有全球引领影响力的制造强国。2、中期：十三五规划中焦点主题智能制造：机器人、3D打印、现代物流。3、近期：2016国家重点研发计划重点专项。18特种机器人发展趋势二、升级换代：特种机器人技术将沿着自主性、智能通信和适应性三个方向发展，智能的发达是未来特种机器人的主要特征。具备自控能力的高级特种机器人主要方向发展。1、第一代机器人：示教再现。记忆、存储、编程重复作业。2、第二代机器人：感知反馈。传感器、控制器3、第三代机器人：智能机器人。具备逻辑思维、判断和决策能力，自主工作。19特种机器人发展趋势三、替代人工：从部分替代人工到大部或全部替代人工。随着计算机芯片的不断更新，计算机的信息存储密度已超过了人脑神经细胞的密度，智能机器人将会有较高的智能优势。而LiFi替代WiFi、裸眼3D互联网、大数据、云计算技术的应用，将大幅提高机器人的通讯和计算能力，部分或全部替代笨重、危险、辐射、有毒、高温环境下的人工作业已不是梦想。军事领域：美国《未来学家》杂志预测，到2020年，战场上的机器人数量将超过士兵的数量。一种高智能、多功能、反应快、灵活性好、效率高的机器人群体，将逐步接管某些军人的战斗岗位。机器人成建制、有组织地走上战斗第一线已不是什么神话，可以肯定，在未来军队的编制中，将会有“机器人部队”和“机器人兵团”。尸横遍野、血流成河的战斗恐怖景象很可能随着机器人兵团的出现而成为历史。机器人大规模走上战争舞台，将带来军事科学的真正革命。20特种机器人发展趋势农业领域：机器人正在或已经替代人的繁重体力劳动，可以连续不间断地工作，极大地提高了劳动生产率，是农业智能化不可缺少的重要环节。发展趋势：1、智能化、精细化：开展复杂的非结构环境条件下，辨识和避障能力研究，研究重心从机械部分转向机器视觉、人工智能方面,实现由农业机器人单独完成作业。完成果蔬采摘、育苗、剪羊毛、挤奶、果树修剪等作业。(大蒜种植)3、大型化：农村土地流转，大面积耕作、除草、施肥、灌溉、收获作业。4、多功能化:解决农业机械季节性强，使用率低。5、不断降低成本：满足功能需求的基础上标准化、通用化。防止机器人结构过于复杂，使其价格合理，便于推广。21特种机器人发展趋势医疗康复领域：1、纳米级机器人：医生用注射器将微型机器人推入人体内部,可在人体微观世界行走,随医生用注射器将微型机器人推入人体内部,由它所携带的微生物传感器对人体组织进行检测，当发现有病变组织时,微型手术机器人对病变组织进行直接手术和药物注射治疗，2、人体芯片技术：2016年4月份随着英国24岁四肢瘫痪患者伊恩·伯克哈特在接受脑芯片移植，恢复部分肢体功能后，标志着人体芯片技术在医疗领域、安全领域、经济领域取得较大突破。人本身也变成了半机器人。谷歌高管雷·库兹韦尔（RayKurzweil）甚至提出：大脑植入机器人2030年人类将成混合式机器人，人类将以神明般的存在形式存在，实现长生不老梦。22特种机器人发展趋势应急救援装备领域：火灾、水灾、地震、矿难、台风、疾病、毒气、生化、辐射、爆炸、恐怖袭击、交通事故等。包括灾情检测、预警、处置、遇难者搜救，高层建筑、城市中心地带暨重大灾难中心探测和生命救援仍是难点。建筑、公路、铁路、矿山、井下施工、维护工程：目前以人工为主，从业者基本是70、60、50后，后继无人。缺少自动化、智能化特种作业装备。•23特种机器人发展趋势四、替代进口：我国智能机器人市场份额仍然为国外行业巨头企业占领，本土企业的市场占有率不足10%，未来国内生产特种机器人替代进口空间大。国内机器人行业庞大，据称有800家企业、4000家研究机构，但空壳占了50%。剩余的50%工业机器人又占了80%，再去除家用机器人企业，真正意义上从事特种机器人研发生产的企业寥寥无几，而掌握核心技术、从事原型机研发的就更少，特种机器人研究任重道远，前景广阔。24谢谢大家！25