图5注：横轴为中国机器人产业发展情况；纵轴为上海机器人发展战略情况。 上海机器人产业和技术发展的战略定位必须着眼于上海的转型发展的大计和自身的基础。目前上海的机器人设计和研发企业数量已初具规模，而大型国际知名机器人企业的纷纷落户上海，为机器人的集成服务提供了广阔空间，由此，上海未来机器人发展的战略定位可考虑为：“中国机器人产业的研发设计、制造、服务支持中心。 国际机器人产业的高端节点和互动平台。”
上海要培育能够代表中国参与国际竞争的机器人龙头企业。形成特色产业集群，整机制造商、核心零部件供应商相互支撑的产业生态系统，形成产学研紧密互动的技术创造与转化系统。
二、重点领域
遴选思路：从市场需求出发到行业领域，再到产品类型。
遴选原则：量大面广，上海有应用基础，有技术基础，技术难易适中，不与外企高技术直接竞争，可实现国内成熟技术的应用推广，有市场竞争优势，外企还没有进入或占领，但又前景巨大的利基市场，适合快速切入并向其他市场延伸。
遴选结果：
表1 上海机器人发展重点领域遴选表 遴选原则 类别 应用领域 汽车领上海有应用基础 工业机√ 上海有技术优势 产品量市场机技术难有特大面广 会 √ 16
易适中 色 √
器人 域 工程机械 飞机制造 电子电器 新兴领域 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 医疗服务机器人 家庭服务机器人 康复 医疗 助老助残 教育娱乐 生物医药 特种服务机器人 军工 水下 公共安全
表2 上海机器人发展重点产品遴选表 应用领域 工程领域 康
遴选原则 重点产品 上海有技术基础 焊接 搬运 装配 洁净 喷涂 康复训练 √ √ √ √ √ √ 技术难量大面市场机会 √ √ √ √ √ √ 有特色 √ √ √ √ √ √ 有应用基础 √ √ √ √ √ √ 易适中 广 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 17
复医疗 助老助残 教育娱乐 观察/检测/轻作业ROV 水下 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 智能玩具 √ √ √ √ √ √ 智能助行器 √ 教育器械 √ √ √ √ √ √ √ √ 智能轮椅 护理床 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 医疗手术 √ √ √ √ 作业型ROV √ 水下重载作业装备 √ √ √ √ 公共安全
防爆 核能检测 消防 如表1、2所示，可确定上海机器人发展的重点领域和重点产品分别为：1、面向工程机械领域的厚板焊接机器人；2、新兴应用领域的搬运机器人；3、面向医疗领域的康复训练机器人；4、面向助老助残领域的智能轮椅；5、面向儿童的高端智能玩具；6、面向水下作业的作业型ROV机器人。7、面向核电站检测和防爆的公共安全机器人。
第四章 技术体系与技术路线
4.1工业机器人
4.1.1产品领域
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人的分
18
类方法众多，如: 按照运动机构划分可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型等。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
智能传感器技术在工业机器人领域的运用中起着至关重要的作用。除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，部分机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策，获取的环境与操作对象的信息以实现反馈控制，进一步增加自适应、自学习功能，进而能在较为复杂的环境下工作，适应不同作业任务的需要，发展为智能型工业机器人。
结合上海的现状基础，梳理工业机器人产品体系如图5-1所示。
产品领域 主要用途 ? ? ? ? ? ? ? ? 汽车及零部件 工程机械 飞机制造 电子电器 机床上下料 冲压自动化生产线 码垛搬运 食品饮料生产线 研究开发的方向 点焊机器人、弧焊机器人、喷涂机器人 ? 焊缝实时智能跟踪及反馈 ? 焊缝成形质量控制技术 ? 多机器人变位、协调控制 搬运机器人、码垛机器人、装箱机器人 ? 搬运机器人本体结构优化设计 ? 视觉识别技术 ? 高速精确定位控制 洁净机械手、洁净移动机器人 ? 洁净设计技术 ? 平稳运动控制技术 ? 可靠性设计 装配机器人、铆接机器人，钻孔机器人 ? 装配系统总体设计技术 ? 多功能末端执行器技术 ? 装配系统集成控制技术 焊接，喷涂 搬运 洁净环境操作 ? 平板显示搬运 ? 半导体加工 ? 医药生产 ? 柔性装配生产线 ? 汽车动力总成装配 ? 飞机装配 装配 表3 上海工业机器人产品体系图
19
4.1.2技术体系与发展路径
一、关键技术架构
工业 环境 配套生产线技术 整机设计技术 人机交互系统 控制系统 控制器及控制算法感器 感 内传知 系 统 外传感器 驱动系统 执行机构 作业对象：工业设备 多机器人协作技术 图6 工业机器人技术体系框架 二、技术体系
工业机器人主要包括机器人本体、精密减速器、伺服驱动器和电机、嵌入式控制器和传感器五大部分。从产业发展的角度来说，机器人用电机、减速器等关键部件是影响机器人产业发展的重要因素。我国在相关零部件方面与国外存在较大的差距，特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显，因此，国产机器人产业要获得发展就需要解决机器人的关键共性技术及高附加值零部件等。分析和研究上海的现状基础，上海工业机器人技术体系如图5-3所示。
现有举措 “十二五”期间的举措 面向普及初期的确立技术举措 ①: 上海的优势技术 ②: 共性技术 ③：能突破的技术 ④：能冲击市场的技术 ⑤：必要的基础技术 ⑥：必要的安全性技术 ⑦：标准化技术
20