项目计划书现代装备制造类机器人

镇江市领军人才创新创业项目计划书

项目名称工业机器人的开发及产业化

技术领域________________装备制造________________

申请人________________________________________

地址_________________________________________

电话_________________________________________

传真_________________________________________

电子邮件________________________________________

联系人

目录

填写说明..............................................................2

真实性承诺书..........................................................3

保密承诺..............................................................4

项目公司概要..........................................................5

一、业务描述..........................................................5

二、产品与服务........................................................6

三、市场营销..........................................................6

四、创业团队..........................................................7

五、财务预测..........................................................7

六、资本结构..........................................................9

七、风险分析..........................................................9

八、其它说明..........................................................9

填写说明

1、本计划书中列出的所有问题是为了保证专家评审时对您

的申报项目做到客观进一步细致的了解，请按照我们提供的计

划书格式具体填写计划书中的每一个问题。

2、请根据您申报项目的具体情况选择适当的中文项目名

称。

请根据申报项目的具体情况选择以下技术领域：电子信息

一硬件类、电子信息一软件类、电子信息一软硬件结合类、生物

医药一医疗器械类、生物医药一诊断技术类、生物医药一医药类、

装备制造类、新材料类、新能源类、环保产业类、农业类、服务

业类、其他类。

创业团队部分，请参照关键人物之一的格式，介绍您创业

团队中的所有关键人物的基本情况。

5.本计划书中所涉及的可证明您项目技术状况的证明文献，涉

及科技成果鉴定证书、查新报告、检测报告、专利证书或其它技

术权益证明）等材料，请按《镇江市创新创业领军人才聚集工程

网上申报系统申报须知》的规定（在./work网站，注册登

录网上申报系统后查阅）上传。

保密承诺

本创业计划书内容涉及商业秘密，仅对有投资意向的投

资者或意向落户地区有关部门公开。规定涉及本创业计划书

的所有人员做出以下承诺：

妥善保管本创业计划书，未经申报人批准，不得向其他

各方公开本创业计划书涉及的商业秘密。

镇江市领军人才工作办公室

年月日

项目公司概要

*拟建（或己建）公司基本情况

髀#机械有限公司

公司名称

法定代表人曲注册资本

项目总投资对外筹资

申请人所

申请人出资钞票元

其中占股份

技术入股万元

您在寻找第几轮资金■种子资本口第一轮口第二轮口第三轮

1）工业机器人、2足步行机械、多足步行机器人以及汽车稳定驾驶装置

等智能机械及其自动化技术的科研开发和产业化；

公司的主营业务

2）相关智能机械及其自动化技术的技术服务与征询；

3）相关智能机械及具自幼化技术的代现销售。

电话

E—mail

地址

邮编

*其它需要说明的情况或数据（可以与下文反复，本概要将作为项目摘要由投

资人浏览）

一、业务描述

*公司的宗旨（200字左右）

上世纪二次世界大战之后、欧美及日本等国为了快速恢复战后经济，在众多制造业中大量引

进了工业机器人来提高其生产力，从而形成了目前强大的工业机器人产业。然而，目前我国

的工'也机器人产业还正处在非常不成熟、尚未得到充足发展的萌芽阶段。现有产品大多依赖

海外进口。其主线因素在于工业机器人的设计、制造及其控制技术尚不成熟的同时，缺少开

发与产业化的领军人才。

本项目旨在通过引进国外智力，结合国内精英智慧，提高我国工业机器人的设计、制造及其

控制技术的水平，促进我国工业机器人的产业化.加速国产工业机器人的推广应用。

*重要发展战略目的和阶段目的

重要发展战略目的：开发具有自主知识产权的工业机器人及其控制系统，并实现其产

业化，以满足中国制造业在焊接、喷涂、研磨、组装、搬运等自动化生产作业的需求，提高

中国制造业的生产力水平，

针对目前国内工业机器人市场绝大部分由海外进口产品占领的局面，采用快速开发和

生产与长期前沿技术研究相结合的研发生产模式，本项目拟分两阶段实行。

第一阶段，瞄准国内市场需求量大、进口产品尚未大规模应用的领域，如：大型压力容器、

钢管等管状物的焊接用工业机器人机器内外表面的研磨抛光用工业机器人等。

第二阶段，研究既有实用价值，又有未来市场前景的前沿技术，并逐步集成到工业机器人产

品中。如，为了提高制造装备的自动化限度，研发具有未来较大市场的与制造装备匹配的工

业机器人及相关技术；研发具有位置、姿态、力、力矩混合的控制技术，以填补世界上工业

机器人在拘束空间接触作业领域的空白，使国产工业机器人技术达成国际领先水平。

*项目提出的技术和产业发展背景和必要性

该项目技术的国内外研究和知识产权状况及发展趋势；技术突破对产业技术进步的重要

意义和作用及市场前景。

上个世纪二次世界大战之后，欧美及日本这些经济技术发达的国家为了进一步提高生

产力来快速恢复战后经济.在众多制造业中，特别是汽车的制造过程中大量引进了自动化生

产线。而工业机器人则是自动化生产线中的核心部分，其性能以及数量的多少已成为制造公

司生产能力的一个评价标准。因此，工业机器人在制造业中占有较大的市场规模，并大大推

动了制造业的发展。例如.1974年，距今有着12023历史ABB公司开始了工业机器人的研

发及销售工作。接着，在1977年有着生产各种电机悠久历史的日本安川电机公司发表了自

己研发的第一台工业机器人MOTOMAN-L10。1992年H本FANUC公司成立了第一家工业

机器人生产基地。当前，日本安川电机公司和FANUC公司的工业机器人都达成了年产20230

台的生产规模。而我国工业机器人的研发和产业起步较晚,2()23年出现了“新松”等的自主

品牌，但国内市场占有率还不到1%。此外，还出现不少二业机器人的技术服务公司，但其所

用的工'业机器人大多来自海外进口产品，越发加剧了海外进口产品的市场垄断。

使用工业机器人可以减少废品率和产品成本，提高了机床的运用率，减少了工人误操

作带来的残次零件风险等：其带来的一系列效益也是十分明显的，例如改善劳动条件、提高

生产效率、减少人工用量、减少劳动风险、提高产品质量、加快产品更新换代、提高公司竞

争力等。在面临全球性竞争的形势下，制造商们正在运用工业机器人技术来辅助生产价格合

理的优质产品。实现机器人自动化生产将是公司获得竞争优势，推动业务发展的有效手段。

我国工.业机器人发展长期受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况，随着中国经

济连续快速的发展，劳动力供应格局已逐步从“买方”市场转为“卖方”市场，使得许多劳

动密集型公司为了提高劳动生产率所采用的增长工人数最、延长工人劳动时间的方法变得成

本高昂，同时也受到法律的限制和政策的阻碍。总之，劳动力过剩限度减少、单个工人成本

上升、对产品质量更高的规定、国家对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使用环境，

工业机器人及技术在中国已逐步得到了政府和公司的重视。目前，国内越来越多的公司在生

产中采用了工业机器人，2023年我国工业机器人海关进出口数量但是是3774台，2023年

市场规模已经增长到万台左右，数量和金额相对于2023年都增长了两倍。可以预见，中国

的工业机器人产业不久后将会作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。

目前，国内工业机器人的市场特性体现在：

1.以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。在我国，工业机器人的最

初应用是在汽车和工程机械行业，重要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。整个行业增产扩

能增长了对工业机器人需求。

2.沿海经济发达地区是工业机器人的重要市场。我国工业机器人的使用集中在广东、江苏、

上海、北京等地，工业机器人的拥有量占全国的一半以上。我国经济最具活力的地区已经从

珠江三角洲地区扩展到长江三角洲地区，并且长江三角洲地区在制造业中所占的比重越来

越大。

3、重要客户已从外商公司、合资公司和国有公司扩展到民营公司。工业机器人技术含量高,

价格相对昂货，现阶段使用量最多的仍是外商或合资公司。国有公司也在加大对工业机器人

的采购用于技术改造，如汽车行业中的一汽、二汽、上汽等。此外，我国的民营公司正逐渐

结识到工业机器人的优势，对工业机器人的采用量也在逐步增长，虽然数量上与前述公司

仍存在较大差距，但是增长速度惊人，将不久成为工业机器人市场的重要客户。

江苏作为长江三角洲地区的制造业基地，对工业机器人的需求有着现实的大量需求，如镇

江、常州、无锡等地的不少民营公司迫切需要大量价廉物美的焊接、研磨、搬运类工业机器

人以解决提高劳动生产率、提高产品质量、减少劳动力成本之需。但相关进口机器人不仅价

格奇高，并且技术服务很难到位。在此背景下，本项目的实行将极大提高我国特别是江苏省

工业机器人的技术水平及产业化能力，从而促进国产工业机器人的推广和应用。

*项目重要科技攻关、研究开发的内容

研究的内容、解决的关键技术；产品技术特点和创新点；与国内外同类产品的水平比较。

本项目的研究的内容有以下5个方面：

1.工业机器人的设计制造技术

（1）满足不同应用需求的工业机器人结构设计；

（2）工业机器人结构、力学分析技术；

（3）工业机器人强度优化技术。

2.工业机器人的控制平台及伺服驱动技术

（1）工业机器人控制系统硬件平台；

（2）工业机器人控制系统总线技术；

（3）T处机器人捽制系统软件平台：

（4）工业机器人伺服驱动技术。

3.工业机器人的运动学、动力学建模、轨迹规划技术及其伺服控制技术

（1）建立高精度动力学模型及动力学模型参数的辨识技术；

（2）工业机器人的逆运动学解析法研究；

（3）工业机器人关节高速运动时振动控制技术；

（4）工业机器人的位置与姿态的快速控制技术；

（5）工业机器人的关节的位置、姿态、力、力矩混合的控制技术；

（6）工业机器人的视觉伺服驱动技术。

（7）工业机器人的轨迹规划技术

4.工业机器人的外观造型设计

突破冰冷的机械感•单调的模式化的现今工程机械的设计模式，研发工业机器

人的可塑性-欣赏性的外观造型设计。

5.工业机器人软硬件控制系统的可靠性测试技术和实现技术

（1）工业机器人软哽件控制系统的可靠性测试技术及其系统；

（2）工业机器人零部件加工、成形、组装等实现技术。

目前工业机器人的市场竞争集中在高速、稳定、精度的这三个方面。特别是在接触作业，尚

未有一套合理的控制技术，本项目针对此背景，提供下关键技术：

1.高刚度、高速度以及节能的机械结构：

2.高速度、高精度以及节能的控制系统。

3.针对接触作业的控制技术的建立。

并实现以下创新点：

1.反复操作精度±0.05mm,世界最高精度；

2.肩关节最大运动速度210°/s,国内同类产品近两倍，世界最高速度；

3.能实现工业机器人的一个空白应用领域-高精度高速研磨抛光等接触作业。

*项目实行的技术方案

项目的技术路线，实行的技术工艺的合理性和成熟性；拟建公司在实行本项目的优势。

本项FI研涉及机械、材料、运动控制、伺服驱动、计算机、动力学等多学科和技术。因

此，本项目将运用高校、公司及海外留学人员知识结构的综合优势及项目联合体已有的研究

和产品基础及已有的分析软件及加工设备，在充足调研国外同类产品的基础上开展具有自

主知识产权的工业机器人及其关键技术和关键工艺的研究，项目既要采用已有的先进的基

础理论和技术，又要进行理论、算法和关键技术等方■面的创新研究。

本项目的技术路线如下图所示。

*项目实行的现有基础

项目研究开发的阶段性成果(样品、样机、论文、专利及其他知识产权)：研究开发经

费的投入、研究开发的人员数量、研究设备的投入情况；产品通过的检测、鉴定、技术认证、

用户使用情况。

一方面对项目申报人以及合作单位的研究开发的成果介绍如下：

项目申报人自1997年赴日本留学以来，一直在从事机器人的结构设计与控制技术

的研究。

在千叶大学的6年期间，除了对多足步行机器人的不平地步行以及工业机器人的作

业研究以外，作为有15人参与的日本文部科学省“从人道主义观点出发的地雷探测•除

去的研究开发”大型项目技术领头人，开发和研制了世界第一台地雷探测和解决6足步

行机器人COMET的1号机，2号机和3号机。开发的3号机正处在在柬浦赛和阿富汗的

应用测试阶段。

地雷探测机器人1号机地雷探测机器人2号机地雷探测机器人3号机

2023年到东京工业大学执教以来，一直从事多足步行机器人、多自由度工业机器

人、2足步行机器人以及汽车运动控制等方面的基础理论与应用的研究。

关于多足步行机器人，于2023年获取了日本科学省科研辅助金青年基金，开发和

研制了普及型6足步行作业机器人，第•次提出了基于假想悬架力学模型的姿态和振动

的鲁棒控制的新概念，并与日本神户制钢建筑株式会社正在进行着多足步行机器人应

用于新型挖土机的研发工作。而在机器人的结构设计方面，提出了基于3DCAD力学模

型的机器人的设计法，其专利为LeggedTypeMovingWork-Device;ApplicationNo.,

(2023/10/24[Application])o

普及型6足步行作业机器人假想悬架力学模用于室内装修的新型挖土机

关于多自由度产业机器人，于2023年获取东京工业大学的青年奖励基金，开发和

研制了适合于更广作业领域的RPY型6自由度工业机器人，并与日本小松制作所正在进

行产业机器人的应用合作研究。此外，在工业机器人的运动学控制，动力学模型辨识与

建模，用于高精度的点、线、面接触作业的工业机器人控制技术等方面均有进一步的研

究，并取得了一-系列成果。在运动学控制方面，成功研发了差分逆运动学法来建立工业

机器人的逆运动学解析法，并有一项专利InverseKinematicsfor6-DOFRoboticArm,

andItsSystem,ControlMethod,Program;ApplicationNo.,(2023/03/15

[Application])；在动力学模型辨识与建模方面，成功研发了逐次辨识与同步辨识的两

种参数辨识法，并形成公式化，其专利正在申请中；在高精度的点、线、面接触作业工

业机器人控制技术方面，创建适合与点、线、面接触作业的工业机器人的位置、姿态、

力、力矩的混合控制，并提案了适合任意方向作业的姿态分离法。其专利正在申请中。

适合各种结构的运动学高速高精度的接触作业的混合控制系统

众所周知，工业机器人能否被投放到制造业市场中得到应用，除了其结构强度的机械

合理设计之外，其核心技术则是实现其运动控制的控制箱的控制技术。一台工业机渊人的本

体价格往往与其配套的控制箱相差不多。由此可见，工业机器人的控制箱的控制技术是取决

工业机器人应用领域能否被进一步扩展的决定要素。然而，目前的控制箱的控制技术只是局

限于涂装、熔接、物体的把持移动、产品的组装等方面的位置与姿态的运动控制，缺少适合

与研磨、抛光的接触(加工)作业的控制箱。其主线因素在于目前的工业机器人的控制箱技

术无法解决力与力矩的控制。而项FI申请人面对此问题，创建适合与点、线、面接触作业的

工业机器人的位置、姿态、力、力矩的混合控制，并提案了适合任意方向作业的姿态分离法。

其成果转换为工业机器人的控制箱的话，将打破目前工业机器人近50年的位置与姿态单一

的控制箱技术，填补了世界上尚未有用于接触作业的控制箱的空白，开拓并扩展了的工业

机器人的在接触作业的应用市场。其专利正在申请中。

研发的RPY型工业机器人研发的用于研磨抛光作业的工业机器人本体及控制技术

在机器人的结构设计方面，提出了基于3DCAD力学模型的机器人的设计法，其专利为

LeggedTypeMovingWork-Device;ApplicationNo.,(2023/10/24[Application])o基于此理论

设计的RPY型6自由度工业机器人不仅可以适合各种研磨抛光等点、线、面接触作业，还

可以配置不同的功能部件来实现多种工序作业。如配以搬运机械手及码垛软件可实现搬运码

垛作业；配以焊枪、送丝机构及弧焊软件可实现自动弧焊作业；配置喷枪可实现喷漆作业；

配置加工头可完毕小切削量的机械加工作业等；可扩充到自动化物流生产线的焊接、搬运、

加工、喷漆等工序中，提高H动化限度及可靠性。

除了以上多足步行机器人与多自由度工业机器人的结构设计、研发以及控制算法的

研究之外，还在接续2023年退休的同研究室的小野专家的2足步行机器人的最小能量

步行的独创性研究。这些高效率步行研究的成果可以应用于假肢及步行支援器等福利产

业中。

并从2023年开始，作为汽车驾驶操纵性的一个重要环节-汽车的高速行驶中的动态

稳定性的实现，以日本某大型汽车公司的轿车为样本开发出三维立体空间的4轮轿车的

动力学整车仿真模型，并以此为基础研制出汽车的底盘悬架与姿态的同时实现的控制

算法，在汽车的驾驶稳定性的运动控制领域中开辟了一个新的研究领域。

根据以上学术研究成果，发表了学术论文70多篇。其中，一级学术期刊论文15篇，国际会

议论文38篇。SCI收录7篇，EI收录30多篇，J-STAGE收录5篇。合著国际英文专业书籍

2本，申报发明专利2项。获得1998年度日本文部省私普留学牛学习奖励转、2023年度财

团法人冈本国际交流奖学金、2023年度-2023年度财团法人Rolary米山国际纪念奖学金、

2023年度日本机械学会的研究奖励赏、2023年度中国留日同学会优秀论文赏、2023年国际

学术会IEEER0BI0优秀论文赏候补、2023年度以及2023年度东京工业大学工学研究青年

奖励赏等多项学术奖励。

合作单位之一华中科技大学是国内先进制造技术与装备的重要研究单位之一，数年来在机

械设计与制造、机器人、数控技术等方面形成了鲜明的优势学科特色。机械制造及其自动化、

机械设计及理论、电机与电器等15个专业为全国重点学科，其中机械制造及其自动化专业

仝国历次评估排名都是第一.

合作单位之二武汉华中数控股份有限公司是从事数控系统、交流伺服驱动电机及控制器

的开发和生产的高科技公司，拥有强大的科研、开发和产业化实力。具有年产各类数控系统

10000台套和交流伺服驱动电机50000套的生产基地，建立了达成国家标准规定检测能力的

质量检测中心。2023年被国家科技部首批授予“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”

称号；2023年被国家发改委授予百家“高科技产业化示范工程”公司；2023年被国家科学

技术部、国务院国资委、中华全国总工会授予首批91家创新型公司之一。

目前，华中数控是国内唯一拥有成套核心技术自主知识产权（涉及数控系统、伺服单元

和电机、主轴单元及主轴电机等）并形成自主配套能力的公司，10个产品获得国家重点新

产品称号，获软件著作权8项，形成车床、铳床、加工中心、机器人、仿形、轧根磨、非圆

齿扇插齿机、齿条插齿机、镇床、激光加工、玻璃机械、纺织机械、医疗机械等50多个数

控系统应用品种。具有自主知识产权的华中“世纪星”高、中、低端系列数控系统产品，2023

年销售7500台套，与国内数十家著名主机厂实现了批量配套，其中五轴联动数控产品打破

国外技术封锁，成为我国军工公司选用的首台全国产化高档数控设备；具有自主知识产权的

GK6.GK7全系列永磁同步交流伺服电机和GM7系列交流伺服主轴电机也实现了枇量生产，

2023年销售2万台。

华中数控股份已在机器人控制系统及其单元技术方面取得了丰硕的成果：

自主研发的HNC-IR型教学机器人是专门为机电一体化和工业自动化专业人材培训和实

验研究而设计制造的，其总体结构为立式关节形式，具有五个自由度，各关节均采用步进

电机经谐波减速器和绳轮驱动，机器人的各关节结构实现了部件化，便于更换不同形式的

驱动电机，根据教学、科研和工业的需要可以在各关节的驱动轴上安装力或位置检测元件，

更换不同手爪非常简便。目前已在国内多所高校、职业院校使用。

和宁江机床集团合作开发的NJRA3T工业机器人为数控小型多关节型装配机器人，具有五

轴控制，具有基座直角坐标系与关节坐标互相转化的功能。运用直线和圆弧插补功能，实现

工业机器人在运动空间范围内的任意移动，在自动化装配生产线上配以互换式机械手，通

过示教编程完毕装配作业，用于汽车、摩托车、工程机械、电器元器件及家电行业中的自动

化物流生产线的装配工序，

和世纪枫林合作研制的六轴联动工业机器人，采用小间隙减速器和轻金属臂，数字交流伺

服驱动系统，质量成热，性能可靠。产品规格齐全，可认为用户提供一定范围内不同负重和

伸展动作。可以广泛应用于弧焊、搬运、机床上下料、火焰切割、去毛刺等场合。产品功能

齐全，价格经济，还可以应用于数控教育。

合作单位之三东京工业大学是具有100数年建校历史的世界著名的理工科大学。在2023

年的世界大学排行榜中，综合实力排名第61位，工科排名第22位。东京工业大学在机械工

学方面，具有机械科学科、机械物理学科、机械宇宙学科、自动控制系统学科的是个本科专

业，机械控制系统专攻、机械物理学专攻、机械宇宙工学专攻的三个大学院（研究生院），以

及精密机械研究所、原子炉工学研究所、应用陶瓷工艺研究所、资源化学研究所的四个研究

所。在机械设计与制造、机器人工学、自动化理论与技术、机密工学、汽车工学、宇宙航空

工学等方面具有系统全面的教研体系，拥有一大批世界顶级的学术大师，其中有获得诺贝

尔化学奖的白川英树先生，因此，在日本国内其机械工学的实力与水平排名第一。

合作单位之四东京精机株式会社是日本非常有名气的机器人机械设计公司。尽管其业务

重要面向口本的大学与研究机关，但也有为安川电机这样的大公司设计过机器人的业绩与

经验。其设计的机器人有机器臂、机器手、2足步行机器人、多足步行机器人、轮式移动机

器人，皮带轮移动机器人、机耀狗等数十个品种不同的机器人。这些产品正在被广泛的应用

在众多公司、大学、研究所。其中典型的代表为世界知名的4足步行机器人TITAN-VHI。

尚有与项目申报人共同开发的地雷探测与解次6足步行机器人COMET-I与COMET-II,以及

普及型6足步行机器人TRUTH-1。

除了机器人设计之外，也从事有关机器人制造的机械加工、驱动器的设计制作。例如其设计

的机器人的位置、速度、电流三位一体的驱动器TITECH-Driver年均销售上万台以上。

项H申请人与东京精机株式会社社长片桐先生有着近十年的共同研究的经验，也有着近5

年的信赖关系与友谊。相信在这个项目上会提供众多值得参考的经验与知识。

根据以上项目申报人以及合作单位的研究成果，已经具有以下的本项目的核心技

术：

1.针对不同应用范围的两种结构设计：

•垂直型结构工业机器人：用于大空间的轻、中景型作业；

・平行连杆结构丁业机器人：用于小空间的轻、中量新作业，以及重量型作业C

2.运动学、动力学建模、轨迹规划技术及其伺服控制技术：

•高精度动力学模型及动力学模型参数的辨识技术；

•高效率的运动学解析法；

•高速运动时振动控制技术：

•位置与姿态的快速控制技术：

•位置、姿态、力、力矩混合的控制技术；

•视觉伺服驱动技术；

•最优轨迹规划技术；

3.控制平台及伺服驱动技术

•控制系统硬件平台；

•控制系统总线技术；

•控制系统软件平台；

•伺服驱动技术。

项目申报人针对以上的核心技术的研发，十年间已经投入了600万元以上的科研经费,

共有30人次参与本项目相关的研发工作，完毕了以下的基础研发

以及与相关公司的应用研发：

•1998年-2023年日本文部科学省“从人道主义观点出发的地雷探测-除去的

研究开发”大型科研项目技术领头人

・2023年-2023年口本文部科学省研究辅助金青年基金（B）研究代表者

研究课题：基于假象力学模型的多足步行机器人的位置、力、姿态、振动的运动控制

•2023年-2023年东京工业大学教育研究振兴事业DoCoMo基金研究代表者

・2023年-2023年东京精机株式会社委托研究研究代表者

研究课题：6自由度产业机器手的位置决定机构及其执行控制软件的研究开发

・2023年-2023年东京工业大学研究助成金研究代表者

研究课题：6自由度产业机器人的位置、姿态、力、力矩的混合控制

•2023年-2023年JSPS国际学会派遣事业第II期研究代表者

・2023年-2023年东京精机株式会社委托研究经费研究代表者

研究课题：6自由度产业机器手的位置决定机构及其执行控制软件的研究开发

•2023年-现在神铁建筑株式会社共同研究经费研究代表者

研究课题：新型建筑移动机械的研究开发

•2023年-现在小松工程株式会社委托研究经费研究代表者

研究课题：用于研削作业的工业机器人的机械结构与拴制方法的研究

・2023年-2023年东京工业大学研究助成金研究代表者

研究课题：根据6自由度产业机器人的位置、姿态、力、力矩的混合控制进行面接触作

业的实现

并发表了学术论文70多篇。其中，一级学术期刊论文15篇，国际会议论文38篇。SCI收

录7篇，EI收录30多篇，J-STAGE收录5篇。合著国际英文专业书籍2本，申报发明专利

2项。获得1998年度日本文部省私费留学生学习奖励费、2023年度财团法人冈本国际交流

奖学金、2023年度-2023年度财团法人Rotary米山国际纪念奖学金、2023年度日本机械学

会的研究奖励赏、2023年度中国留口同学会优秀论文赏、2023年国际学术会IEEEE0BI0

优秀论文赏候补、2023年度以及2023年度东京工业大学工学研究青年奖励赏等多项学术奖

励。

二、产品与服务

*介绍拟建公司的产品或服务，及对客户的价值

产品的名称、鞋性（可以附图说明）、性能、用途。

产品的名称：用于焊接研磨抛光搬运等制造业的工业机器人

特征：1.独特的运动学、动力学、控制学以及驱动结构的技术，

可实现世界水平的高速高精度的焊接、喷涂、搬运以及组装等功能。

2.通过独自的混合控制方法，实现目前世界上尚未能实现的面接触作业,

并达成高精度高速的研磨抛光功能。

3.采用高刚度、高精度Harmonic（谐波）减速器与小型RV减速器，具有

高速、平稳、低噪音的特点；

4.示教再现编程方式，具有点位、连续轨迹控制，并提供关节坐标、用

户与工具坐标，可以大大方便用户操作。

用途：重要用于汽年.建筑机械、压力容器以及钢管等诸多生产制造业的搬运,

切割、组装、焊接、研磨抛光、喷涂等方面。

机型:

1.垂直型结构工业机器人

已完毕的3DCAD力学模型

合用对象：大空间的点焊、弧焊、激光焊等焊接;

大空间的搬运、组装；

大空间的喷涂：

大空间的研磨、抛光。

性能：垂直多关节型

构造

关节数4轴、5轴、6轴、7轴

驱动方式交流伺服

可搬重量2kg-200kg

本体重量120kg-1000kg

电源容量3①，AC380V±10%,50/60Hz

2kVA-30kVA

反复操作精度±0.05mm

（世界最高精度）

回转（S轴）±180°

下臂（L轴）+155°〜-90°

最大范围上臂（U轴）+190°〜-175°

（世界水平）横摆（R轴）±180°

俯仰（B轴）±135°

回转（T轴）±360°

回转（S轴）210°/s

最大速度

下臂（L轴）190°/s

（国内同类产品

上臂（U轴）210°/s

近两倍，世界

横摆（R轴）400°/s

最高速度）

俯仰（B轴）400°/s

回转（T轴）6000/s

温度0°〜+45°

环境条件湿度20〜90%RH非冷凝

（世界水平）振动4.9m/s2,0.5g

2.平行连杆结构工业机器人

合用对象：弧焊、激光焊等焊接;

搬运、组装；

喷涂;

研磨、抛光。

性能：平行连杆多关节型

构造

关节数4轴、5轴、6轴、7轴

驱动方式交流伺服

可搬重量2kg-1000kg

本体重量120kg-5000kg

电源容量3①，AC380V±10%,50/60Hz

2kVA-200kVA

反复操作精度士0.05mm

（世界最高精度）

回转（S轴）±180。

下臂（L轴）+155°〜-90°

最大范围上臂（U轴）+110°〜-150°

（世界水平）横摆（R轴）±180°

俯仰（B轴）±135°

回转（T轴）±360°

回转（5轴）21(T/s

最大速度

下臂（L轴）210°/s

（国内同类产品

上臂（U轴）300°/s

近两倍，世界

横摆（R轴）400°/s

最高速度）

俯仰（B轴）400°/s

回转（T轴）600°/s

温度0°〜+45°

环境条件

湿度20〜90%RH非冷凝

（世界水平）

振动4.9m/s2,0.5g

3.双平行连杆结构工业机器人

合用对象：色垛等搬运

性能：双平行连杆多关节型

构造

关节数4轴

驱动方式交流伺服

可搬重量2kg-1000kg

本体重量120kg-5000kg

电源容量30,AC380V±10%,50/60Hz

2kVA-200kVA

反复操作精度±0.05mm

（世界最高精度）

回转（S轴）±180°

最大范围下臂（L轴）+155°〜-90°

（世界水平）上臂（U轴）+190°〜-175°

回转（T轴）±360°

最大速度回转（S轴）210°/s

（国内同类产品下臂（L轴）210°/s

近两倍，世界上臂（U轴）300°/s

最高速度）回转（T轴）6000/s

（国内同类产品

近两倍，世界

最高速度）

温度0°〜+45°

环境条件湿度20〜90%RH非冷凝

（世界水平）振动4.9m/s2,0.5g

*产品的市场前景和竞争优势

按市场细分，预测国内外的需求情况；拟建公司的产品或服务的竞争优势。

市场上已有进口的焊接等自由空间作业的产品，但还没有合用于大型压力容器焊接的工业

机器产品。

研磨等拘束空间作业的产品在市场上还没有出现，因素是目前世界上尚未有一套合理的解

决拘束空间作业的控制技术。

*利润的来源及连续营利的商业模式

利润的来源重要靠以下两个方面：

..1.技术服务：对制造业公司需要解决的技术难点与问题，以项H的形式提供技术服务，如

设备改造，新产品开发等，

..2.产品生产与销售：开发生产用于焊接及研磨等作业的工业机器人产品，实现批量生产和

销售。

商业模式:速见成效的产品开发与生产销售，与具有未来市场前景的前沿产品的研发，相辅

相成的商业模式。

*经营计划的内容

新产品生产经营计划：生产原料来源、劳动力资源、生产资金来源及土地厂房等；

生产材料来源：铝合金、钢材、塑料

劳动力资源：（1）研发人员之：中请人所在高校（东京工业大学与华中科技大

学）的博士研究生、硕士研究生；

（2）研发人员之二：合作单位武汉华中数控股份有限公司的研发人

员：

•（3）会计、业务、营销等经营人员：具有相关业务基础的本科以上学

历的人员；

•（4）生产职工：具有高中以上学历或职业高中、高专的有较高素质的

本地劳动人员为主。

•要购置的生产设备（设备名称、型号、数量、半价）；

数控车床：华中数控CK6136-B.10台、单价8万元

数控铳床：华中数控J1VMC-50MB、10台、单价5万元

加工中心：华中数控VMC750、5台、单价15万元

FFT示波器：小野测器CF-7200、5台、单价1.5万元

•生产工艺流程、要达成的年生产能力；

本项Fl的生产工艺流程如下图所示。

要达成年生产能力为500台。

•质量管理体系能力建设；

1.性能检测系统.保证产品质量

建立性能检测中心，对性能指标、精度以及疲劳度进行反复检测，并通过计量

测试部门（如省级以上的计量局）验证，以保证产品的质量。

2.售后服务，保证产品信赖

建立本产品相关的技术支持与售后服务，的叶检杳产品的运营情况，及时换掉不能

继续使用的零部件，以保证产品的信赖性。

•生产产品的经济分析（价格、总成本及外购成本、利润）。

生产产品的价格：15万元

总成本：10万元

外购成本：5万元

利润：5万元

三、市场营销

*介绍公司所针对的市场的营销战略、竞争环境、竞争优势与局限性；重要产

品的销售金额、增长率；产品或服务所拥有的核心技术、拟投资的核心产品的

总需求等。

营销战略：

一方面，要分以下两个阶段的市场来进行营销。

第一阶段，瞄准国内市场需求量大、进口产品尚未大规模应用的领域，如：大型压力容

器、钢管等管状物的焊接用工业机器人机器内外表面的研磨抛光用工业机器人等。

第二阶段，瞄准有未来市场前景的前沿技术，并逐步集成到工业机器人产品中。

另一方面，建立以营销经理为中心的近十人的营销机构和营销队伍；

并且，充足运用项目申请人作为口中汽车交流协会秘书长，根据其在汽车及其零配件

行业的人脉，打通营俏渠道和建立起营俏网络；

还可以通过汽车工程学会、汽车工业协会、中国机床工具工程协会等制造业相关的学术社会

团队的月刊，来宣传本产品；

同时，通过提供本产品相关的技术服务与售后服务，来推行并推广本产品的使用。

竞争环境、竞争优势与局限性：

目前世界上工业机器人的年销售台数约为15万台，我国的年销售台数也达成1万台以

上，但可以说99%以上为海外产品，如欧洲的ABB,Fl本的安川电机、FANUC等。而国内

的产品只有沈阳新松等数家公司，其生产能力再大，也只能占领市场的1%不到。所以说，工

业机器人的市场竞争重要是针对海外进口产品。

尽管海外公司的市场占有率很大，但比起汽车行业来说，目前正中国国有品牌打开市场

大展宏图的好时机，因素有以下两个：

1.比起汽车行业，世界工业机器人公司的数量并不多，重要的也但是4.5家。而公司用

于扩大再生产的资金有限,这使得工业机器人的市场永远是需大于求:

2.中国国内市场每年有2万台以上的需求，而去年开始的对工业机器人关税的提高，加

之海外产品自身价格昂贵，所以导致国内制造业积极寻求价廉物美的国有产品。所以，可以

说每年有2023台以上的市场空间供国有公司发展开拓。但是，目前国有公司目有沈阳新松

一家，远远达不到国内制造业的需求。

根据以上两点，可以看出目前工业机器人的市场是供远远小于求，所以不存在太多的竞

争。可以说目前是不存在竞争环境的，只存在如何尽快形成工业机器人的产业化，尽快占据

原始市场。

也就是说我们公司的竞争优势就是价格低于海外进匚产品，有足够的原始市场。

局限性之处为产品的零部件的质量与信赖性。比如数字编码器，国内产品在精度与质量

上比但是海外产品。针对这一点，我们一方面通过疲劳与精度的反复测试手段，并通过计量

验证，以保证产品的质量；同时建立本产品相关的技术支持与售后服务，随时检查产品的运

营情况，及时换掉不能继续使用的零部件，以保证产品的信赖性。

重要产品的销售金额、增长率：

重要产品的销售金额为15万元/台；

每年的销售增长率为25%。

产品说拥有的核心技术：

1.针对不同应用范围的两种结构设计：

•垂直型结构工业机器人：用于大空间的轻、中量型作业；

•平行连杆结构工业机器人：用于小空间的轻、中量新作业，以及重量型作业。

2.运动学、动力学建模、轨迹规划技术及其伺服控制技术：

•高精度动力学模型及动力学模型参数的辨识技术；

•高效率的运动学解析法：

•高速运动时振动控制技术；

•位置与姿态的快速控制技术;

•位置、姿态、力、力矩混合的控制技术;

•视觉伺服驱动技术；

•最优轨迹规划技术；

3.控制平台及伺服驱动技术

•控制系统硬件平台；

•控制系统总线技术；

•控制系统软件平台；

•伺服驱动技术。

根据以上3点核心技术，可以保证本项目的完毕，同时可以是本产品的技术指标达成世界

领先水平。

拟投资的核心产品的总需求：

根据国际机器人联盟与联合国欧洲经济委员会的评估，从2023年到2023年，全球工业

机器人销量年均增长6.1%,到2023年增至12.1万台。尽管从2023年下半年开始出现以美

国为首的金融危机，世界经济呈现下滑趋势，但亚太地区的经济由于有着强劲的内需仍然

保持着迅猛发展的趋势，对工业机器人的需求量仍然会大幅提高，我们可以预测2023年到

2023年，全球工业机器人需求量的年均增长不会低于2乳可以估计到2023年增至16.1万

台。

而我国工业机器人发展长期以来受限于•成本较高与国内劳动力价格低廉的状况，随着中

国经济连续快速的发展，人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场

转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。作为制造业主力的农民工也从初期的仅解

决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的规定。随着机器人知识的广泛普及,人们

对r各种机器人的了解与结识逐步深化，运用机器人技术提高我国工业发展水平、从制造业

大国向强国转变，提高人民生活质量成为全社会的共以。目前国内越来越多的公司在生产中

采用了工业机器人，各种机器人生产厂家的销售量都有天幅度的提高。根据我国海关记录，

最近4年来许多公司在华R勺销售量甚至是前面十几年销售量的几倍,年平均增长率超过40机

2023年我国工业机器人海关进出口数量但是是3774台，2023年市场规模已经增长到万台左

右，数量和金额相对F2023年都增长了两倍，其中进口机器人数量几乎以同倍限度增长超

过9000台，进口额约25亿美元。可以预见，中国的工业机器人产业不久后将会作为一种在国

民经济中占据重要地位的产.业而存在。

因此我们可以预测我国的工业机器人需求量的年均增长仍然可以保持6%的势头，到2023

年增至1.81万台。

在以上国际与国内的工业机器人的需求量大幅度提高的同时，中国与韩国等国家提高了海

外工业机器人的进口关税：遏制工业机器人的进口量。所以，我们可以预测从2023年开始

我国工业机器人的进口量的增长最多达成5%。这使得中国国内的工业机器人市场形成需大

于求以外，也为国家自主品牌的制造与发展提供了大好时机。

*行业及市场

国内外行业状况、市场容量，分析该产品在国内外市场中的需求趋势，要有数据分析、

对比。

本公司的重要发展战略是开发具有自主知识产权工业机器人及其控制系统，并实现产业化。

工业机器人产品重要用于汽车、建筑机械、压力容器以及钢管等诸多生产制造业的搬运、切

割、组装、焊接、研磨抛光、喷涂等方面。

>国际工业机器人的需求情况

据台湾《经济日报》近日报道，国际机器人联盟（IFR）与联合国欧洲经济委员会（UNECE）

的调杳显示，全球多用途工业机器人销售在经历了2023年和2023年两年低谷后，于2023

年开始恢复增长。从2023年到2023年，全球工业机器人销量预计年均增长6.1%,

据记录，全球工业机器人销量在2023年达成9.9万台的历史高点，2023年和2023年

的销量则分别减少了21%和12机2023年全球工业机器人市场需求强劲复苏，销量达成8.15

万台。2023年全球工业机器人销量达成9.54万台。

亚洲市场方面，2023年有超过5.2万台工业机器人销往亚洲地区（涉及新西兰和澳大

利亚），较2023年增K了29%,这重要得益丁汽车产业和电了信息技术相关产业的大量投

资。

在工业机器人最大的生产国和使用国日本，2023年的工业机器人销量达成4.7万台的

高点，之后两年销最下滑（2023年只有2.54万台），2023年市场开始恢复增长，年销号达

成3.16万台，2023年销量增至3.71万台。

韩国在汽车业及其零组件厂投资的带动下，工业机器人的市场增长了17%。中国大陆、

印度、印尼和中国台湾地区机器人市场的平均增长率达成125%.

北美地区（涉及美国、加拿大和墨西哥）2023年的工业机器人市场增长率为6%,达成

1.34万台，为历年来最高的销售纪录。

欧洲地区2023年工业机器人市场较2023年增长5%达成2.39万台。汽车产业历来为

欧洲地区工业机器人最重要的客户，在2023年的装置量增长了5%o其他产业的工业机器人

使用量也大幅增长。例如，食品制造业的工业机器人使月量增长了24%、化工业增长了72%、

机械业增长了22%。在欧洲，食品业使用工业机器人的比例明显高于亚洲和北美地区。

在工业机器人的累积数量方面，假如按每台机器人平均使用年限2023计算，估计2023

年全球运作中的工业机器人最少有84.8万台，最多有112万台。

国际机器人联盟与联合国欧洲经济委员会预估，从2023年到2023年，全球工业机器人

销量将年均增长6.1%,到2023年增至12.1万台。以具体地区而言，亚太地区仍将是工业

机器人使用最最高的地区：预计日本的工业机器人销廉将由2023年的3.71万台增至2023

年的4.59万台。而整体亚太地区的工业机器人销量将由2023年的5.2万台增至2023年的

7.01万台。北美地区的工业机器人销量也将稳定增长，预计将由2023年的1.34万台增至

2023年的1.65万台。而欧洲地区的工业机器人销量预计到2023年将增至3.37万台。

>国内工业机器人的需求情况

我国工业机器人发展长期以来受限「成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随

着中国经济连续快速的发展，人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”

市场转为“卖方”市场、白供远大于求转向供求平衡。作为制造业主力的农民工也从初期的

仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的规定。这些情况使得许多劳动密集型

公司为了提高劳动生产率所采川的增长工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂，

同时也受到法律的限制和攻策的阻碍。无论是公司还是社会都结识到必须采用从改善机器设

备入手，提高技术和资金的密集度来减少用工吊:以应对这种改变。总之，劳动力过剩限度减

少、单个工人成本上升、对产品质量更高的规定、国家对装备制造业的重视等变化改善了机

器人的使用环境，工业机滞人及技术在中国已逐步得到了政府和公司的重视。随着机器人知

识的广泛普及,人们对于各种机器人的了解与结识逐步深化,运用机器人技术提高我国工业

发展水平、从制造业大国向强国转变,提高人民生活质量成为全社会的共识。

国内越来越多的公司在生产中采用了工业机器人,各种机器人生产厂家的销售量都

有大幅度的提高。根据我国海关记录,最近4年来许多公司在华的销售量甚至是前面十几年

销售量的几倍,年平均增长率超过40%o2023年我国工业机器人海关进出口数量但是是3774

台，2023年市场规模已经增长到万台左右，数量和金额相对于2023年都增长了两倍，其中

进口机器人数量超过9000台，进口额约25亿美元。可以预见，中国的工业机器人产业不久后

将会作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。

>国内工业机器人的巾场特性

1.以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。汽车制造业属于技

术、资金密集型产业,也是工业机器人应用最广泛的行业。在我国，工业机器人的最初应用是

在汽车和工程机械行业,重要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。2023年开始,受国家宏观

政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局面,

国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国公司合资设厂或扩大原有生产规模，国内公司也纷

纷转型或加大对汽车行业的投资，整个行业增产扩能增长了对工业机器人需求。据不完全记

录,最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供应汽车行业的，可知,汽车工业

的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

2.沿海经济发达地,又是工业机器人的重要市场。我国T'l卜机器人的使用集中在广

东、江苏、上海、北京等地，工业机器人的拥有量占全国的一半以上，这种分布态势和增长趋

势符合我国现阶段经济发展状况