藍橙實驗室，是依托美的集團的重載機器人全國重點實驗室。實驗室自2022年由國家科技部批準建設，聚焦機器人核心零部件、整機設計、智能控制與智能應用等四大技術創(chuàng)新領域的研究和探索，是佛山市唯一的全國重點實驗室，也是全國機器人領域唯一依托企業(yè)平臺的全國重點實驗室。

藍橙實驗室還于去年3月設立了開放課題基金，鼓勵申請者圍繞核心零部件設計和整機系統(tǒng)設計等方向進行申報，支持科技工作者開展我國重載機器人技術的研究工作，以推動重載機器人前沿技術研究，助力國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展。2月8日，藍橙實驗室2025年開放課題如期啟動，面向?qū)W界開放申請。

據(jù)了解，本年度藍橙實驗室開放課題分為重點課題和一般課題，重點課題明確研究內(nèi)容和指標，經(jīng)費約25萬/個；一般課題指定研究方向，由申報者確定研究內(nèi)容和指標，經(jīng)費8-10萬/個。兩大課題涉及多個重載機器人相關前沿技術研究方向，具體如下：

一、重點課題

減速機重點課題：

研究內(nèi)容：針對重載RV減速器的早期磨損失效問題，建立實驗室級別的關鍵配副潤滑與磨損的等效快速測試、表征與評價方法，構建基于微觀接觸力學、斷裂力學和流體力學的針齒-擺線輪接觸副和曲柄軸-偏心滾子接觸副潤滑與磨損演化模型，闡明RV減速器早期磨損失效機制，指導RV減速器關鍵零部件的尺寸鏈、表面粗糙度、預緊量等關鍵工藝參數(shù)的設計與優(yōu)化。對改進前后及進口產(chǎn)品三者進行同工況耐磨評價，建立不同工藝參數(shù)下的磨損進展圖，實現(xiàn)以下三者中的一者：（1）改進后達到進口產(chǎn)品水平；（2）改進后的全壽命期間最大磨損量比改進前下降50%；（3）改進后產(chǎn)品在額定壽命前后的空程增加量≤45角秒，扭轉剛度降低量≤30%。

電機重點課題1：

研究內(nèi)容：重載機器人傳統(tǒng)的電機-減速機傳動鏈方案易產(chǎn)生機械振動、傳動誤差等問題。研究適用于重載機器人的低速大轉矩直驅(qū)方案，替代現(xiàn)有的電機-減速機方案。電機類型包括不限于游標電機、多層軸向磁通電機等。課題包含電機電磁設計、結構設計、驅(qū)動設計。實現(xiàn)電機的下述技術指標：（1）尺寸：直徑小于800 mm，軸向高度小于800 mm；（2）TN曲線由下列3個工況點圍定，堵轉扭矩14.4 kNm，11.0 kNm @ 13 r/min，2.4 kNm @ 最高轉速14.9 r/min。

電機重點課題2：

研究內(nèi)容：研究適用于重載高溫高速場合具有轉子電磁/機械/耐溫等方面高可靠性的永磁電機電磁及機械拓撲結構，包括不限于永磁輔助式同步磁阻電機、磁通切換式永磁電機等。根據(jù)重載綜合性能需求，實現(xiàn)額定功率-額定轉速：8.3kW-3000rpm，最高轉速6000rpm；在可靠性水平方面實現(xiàn)樣機轉子耐溫180℃；滿足在上述溫度條件以±5000rpm加減速工況無故障運行超過500小時；功率密度（電磁部分）不小于600W/kg，轉矩過載倍數(shù)達到3-4倍。

整機設計重點課題：

研究內(nèi)容：針對重載工業(yè)機器人高剛度、高精度、超重載等需求，研究重載機器人高剛度、高性價比新型傳動鏈，傳動鏈形態(tài)方便整機集成設計，具備模塊化、系列化、量產(chǎn)優(yōu)勢，實現(xiàn)以下兩者中的一者：（1）重載機器人用高剛度傳動鏈，相同額定扭矩下，扭轉剛度>5倍RV減速機，支持整機剛度>5N/um，機械背隙<1arcmin，扭矩密度、壽命不低于與同規(guī)格RV減速機；（2）重載機器人用高性價比重載傳動鏈，額定扭矩>10000Nm，機械背隙<1arcmin，扭矩密度、壽命不低于與同規(guī)格RV減速機。

智能控制重點課題1：

研究內(nèi)容：針對機器人加工系統(tǒng)動態(tài)運行精度低、加工動態(tài)載荷激勵下結構下易發(fā)生顫振，導致加工精度低、表面質(zhì)量差的問題，研究機器人系統(tǒng)動態(tài)精度補償、加工工藝優(yōu)化、振動抑制算法等技術，提升系統(tǒng)的加工作業(yè)能力。其中，動態(tài)載荷擾動下的系統(tǒng)軌跡精度優(yōu)于±0.3mm；加工過程動態(tài)振幅減少50%以上。

智能控制重點課題2：

研究內(nèi)容：研究基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的機器人具身智能模型的建立與訓練方法，使該模型能夠針對實際場景約束與用戶語義化任務描述實現(xiàn)機器人指令自主生成。項目中產(chǎn)出的具身智能模型能夠針對用戶語義化描述產(chǎn)生適配庫卡機器人的KRL指令文件，且機器人能夠正常運行該文件，完成制造業(yè)中至少2個典型工作任務。模型能夠根據(jù)深度視覺系統(tǒng)與機器人工作空間約束結合，生成的指令中應滿足靜態(tài)障礙物約束和機器人工作空間約束。

智能應用重點課題1：

研究內(nèi)容：面向高端制造自動化智能裝配需求，研究多模態(tài)同步操作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及多模態(tài)融合機器人模仿學習控制技術，實現(xiàn)機器人的自主泛化精細操作，如軸孔裝配等應用，數(shù)據(jù)采集頻率不低于25Hz，能夠完成不少于5種復雜接觸任務，任務成功率>90%。

智能應用重點課題2：

研究內(nèi)容：面向工業(yè)大范圍未知環(huán)境及高度定制化場景下重載移動機器人自主定位導航挑戰(zhàn)，研究基于大模型輔助推理的實時無圖化自主決策導航技術，實現(xiàn)可覆蓋200m*200m大范圍可變布局工業(yè)環(huán)境，基于目標指令自然理解的導航成功率>99%，目標位置精度<0.5m。

二、一般課題

1.核心零部件設計

減速機研究方向：針對RV減速器曲柄軸疲勞剝落問題的先進表面涂層工藝研究；RV減速器壽命測試過程中的在線監(jiān)測技術，用于診斷RV減速器破壞起源位置；考慮實際配合尺寸鏈的RV減速器剛柔耦合多體動力學模型。

電機方面研究方向：內(nèi)嵌式永磁電機DQ軸電流平面的轉矩、定子磁鏈辨識標定方法；適用于重載高溫高速場合具有轉子電磁/機械/耐溫等方面高可靠性的永磁電機電磁及機械拓撲結構；多電機并聯(lián)伺服驅(qū)動控制方法，考慮增強同步性、消除傳動背隙；輻條型或深V型轉子拓撲的永磁電機轉子后充磁方案設計；建模分析伺服電機安裝部件的疲勞壽命及尺寸優(yōu)化。

2.整機設計

面向機器人化加工的高剛度高精度創(chuàng)新本體技術、面向超高負載（1000kg以上）場景的高性價比創(chuàng)新本體技術；重載機器人用創(chuàng)新重力平衡系統(tǒng)研究；工業(yè)機器人關節(jié)低速端編碼器技術研究；基于加工需求的機器人本體正向設計技術，包括構型優(yōu)化、傳動鏈布局、精度與剛度匹配、加工系統(tǒng)與機器人整機的耦合機理等；開展高剛度高精度重載機器人產(chǎn)業(yè)和前沿技術趨勢研究。

3.智能控制技術

針對機器人復雜結構的動力學精確建模與不確定參數(shù)系統(tǒng)的控制研究，實現(xiàn)機器人在高速、大負載以及變負載等嚴苛工況下的高性能控制；重載機器人振動抑制與精度提升技術，通過輔助技術與設備在不改動現(xiàn)有機器人本體的前提下提升其性能；針對機器人加工需求，面向機器人焊接、打磨、銑削、制孔、增減材制造等領域，機器人工藝路徑規(guī)劃與多模式控制方法研究。

4.智能應用技術

針對航空航天、能源裝備、高端醫(yī)療等行業(yè)應用，研究大負載機械臂或移動作業(yè)機器人多任務自主決策機制、智能規(guī)劃、人機協(xié)同、多模態(tài)信息融合與控制方法；研究高柔性，高密度觸覺傳感器設計及其配合視覺在智能裝配、移動加工、人機協(xié)同等場景中的應用；研究航空航天等重點行業(yè)機器人化智能制造的關鍵技術，包括重載移動復合機器人超大尺度工件高精度隨動加工技術，以及多機器人超大尺度工件原位加工關鍵技術等。

未來，藍橙實驗室將繼續(xù)發(fā)揮其在前沿科技創(chuàng)新方面的領先優(yōu)勢，通過整合資源，為確保美的“科技領先”戰(zhàn)略的落地，助力科技進步與產(chǎn)業(yè)升級，進而提升我國機器人產(chǎn)業(yè)的全球影響力和競爭力作出更多積極貢獻。