本成果依托渭城区 2024 年度科技发展计划项目“复合型移动机器人的自适应识别与任务规划研究”（编号：2024VCZY-002，项目主持人：陕西工业职业技术大学机械工程学院穆龙涛博士）研发而成。项目立足新一代信息技术与工程领域的深度融合，聚焦结合视觉信息的机械手分拣姿态分析与自适应抓取技术的研究及应用，不仅为相关领域的智能化研究提供了坚实的理论依据与技术支持，更精准对接我国机器人产业战略布局与国家智能制造发展规划。其技术成果可广泛适用于电商物流、工业制造、仓储配送等各类分拣场景，推广应用前景十分广阔。

一、 成果概况及解决的关键问题

1. 成果概况

对复合型移动机器人的总体设计、机械臂结构与控制、机器视觉与目标识别、智能感知多信息融合控制、底盘自适应变形等技术进行攻关。针对城市管网系统清洁需求，成功研发管网探测及消杀机器人，用于城市管网公共服务区域的管道探测、清洁及管道内部的消毒杀菌作业。本团队成功实现新一代管网探测及消杀机器人产品开展研发与样机试制，如图1所示。

针对大型物流中心包裹分拣准确率低的问题，研究了仿生机械手抓取机理，结合视觉操作关系推理，对于复杂场景高通量、多类型、杂乱无序的识别准确率为96.1%，试验样机能进行无损分拣，工作效率与人工1-2人相当，分拣错误率低于6%，控制技术和制造企业的接受程度较高、便于推广。该项目入选秦创原第二届高校最具转化潜力科技成果展，如图2所示。

图2 堆叠包裹分拣机器人

2. 解决的关键问题

复合型移动机器人是新型机器人，既集合了两者的特性又更显柔性化。其具有“手、脚、眼、脑”等仿生部件，必将成为实现工业生产智能化的关键设备。与普通产线的固定机器人相比，复合型移动机器人具有更大的工作空间和更高的灵活性，且相关研究在理论、技术和实际应用中均有重要的科学意义和实际应用需求。

制造业应用机器人灵活构建适合机械产品的小批量自动化生产线，对我省企业转型升级、装备先进制造能力提升、降低质量成本具有十分重要的意义。复合型移动机器人涉及到自主导航、行为协调、优化、控制等。多个复合型移动机器人协同工作可进一步拓展其应用范围，但涉及到任务分解、行为产生、行为协调、运动规划与控制等，更具实用价值。基于这种原因，复合型移动机器人在国内外逐渐得到关注，但由于其研发成本高，目前难以量产，且主要应用于军事、太空/深海探索、搜救等领域，无法在机械制造全产业链中普及应用。

二、 成果转化的创新做法

以支撑服务我省制造业转型升级及推进机器人技术发展应用为主线，以联合协作、开放共享、高效利用为原则，建立统筹协调运行机制。通过该项目研究和团队建设，加强与企业的研发融合，更有利于校企合作，开展复合型移动机器人相关技术就产品的协作研发，进一步提高技术水平创新成果，并实施成果转化，助力我省中小微制造业快速转型，促进我省经济快速发展。

通过科技成果转化，在秦创原总窗口及陕西省科技型企业得到推广应用，助理陕西机器人产业发展，具有较大的使用价值，并产生了较大的经济效益和社会效益。项目完成质量高，具有较高的学术价值和推广应用价值。本项目完成了预期研究任务，包括研究报告1份，发表论文3篇，申请专利5项，授权专利4项，研制图像显示及操作一体化机器人示教器1个，管网探测机器人一套，如图3所示。

图3 机器人产品实物图

三、 成果转化收益及主要成效

1. 成果转化成效

该项目取得了一系列标志性成果。在现有基础之上，完善了研究试验基地、专业研究，技术队伍人数达到65人。科研仪器设备总值达到2153万元，面积达到660.0平方米。共建单位投入设备总值达到1495.0万元。成功研发3款复合型移动机器人原型，已在多个行业进行试点应用，取得良好效果。另外，复合型移动机器人陕西省高校工程研究中心全体成员，为“五个一”科普教育专项行动继续努力，不断深化复合型移动机器人的研究，推动科技创新，为陕西省高校工程研究中心的发展贡献力量。

2. 人才培养成效

以互联网技术为依托，以广泛的资源共享为核心，形成协作网络和数据、信息交汇平台，加强沟通、交流、合作和共享。工程研究中心对项目负责人、核心成员、青年学者实行人才结构化分类培养，建成一支学缘结构合理、老中青结合的专业化人才队伍。重点培养高层次人才团队1个，高层次人才2名，培养装备制造类学术带头人2名。与陕西科技大学、西安工业大学联合培养硕士研究生2名。建立促进开放共享的激励引导机制、评价体系和奖惩办法；健全用户参与机制，形成工程中心、高等学校、地域企业等多方“共建、共用、共享、共赢”的共享氛围。

陕西工业职业技术大学青年教师工程实践能力提升计划培训班开班。2019年-2023年期间，先后组织了多批次青年教师工程能力提升培训，如图4和5所示。青年教师教学改革与实施能力，学校鼓励青年教师下企业锻炼，俯下身子扎实学习机械加工技能，不断提高自身业务水平。

图4 中青年教师企业技术培训

图5 引进青年高层次提升工程实践能力

四、成果应用领域及推广

项目涉及机器人技术领域，通过对接我国机器人产业的战略布局和国家战略规划，项目推广前景广阔，用于各类分拣场景。将科技成果与企业的优势相结合，处于国内先进行列，解决机器人系统集成软件问题。机器人控制技术和制造企业的接受程度较高、便于推广，并可通过改进扩展到对其他同类型自动化领域的适用性好。控制技术和制造企业的接受程度较高、便于推广。

控制技术和制造企业的接受程度较高、便于推广，并可通过改进扩展到对其他同类型自动化领域的适用性好。为了将研究成果推广到实际应用中，我们将进一步开展技术转移和产业合作。已经在3家企业进行技术应用，产生经济效益共计2020万元，并进行专利成果转化1项。

通过对接我国机器人产业的战略布局和国家战略规划，项目推广前景广阔，用于各类分拣场景。将课题组的成果与企业的优势相结合，解决系统集成软件问题。控制技术和制造企业的接受程度较高、便于推广，并可通过改进扩展到对其他同类型自动化领域的适用性好。为了将研究成果推广到实际应用中，我们将进一步开展技术转移和产业合作。

与物流、生产等领域的企业进行合作，共同开发和推广分拣机器人技术，为社会和经济发展做出贡献。预计本研究成果的经济效益将在未来几年内逐步显现，为企业和社会带来更多的价值和收益。本研究的成果具有广泛的推广价值和经济效益。我们将通过专业的宣传和推广，将该技术推广到自动化仓储、物流、生产等领域，提高生产效率和减少人力成本。同时，我们还将积极与相关企业合作，共同开发和应用该技术，为企业创造更大的经济效益。