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，助力國家戰略產業的未來發展。2月8日，藍橙實驗室2025年開放課題如期啟動，面向學界開放申請。

據了解，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容和指標，經費約25萬/個；一般課題指定研究方向，由申報者確定研究內容和指標，經費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的設計與優化。對改進前后及進口產品三者進行同工況耐磨評價，建立不同工藝參數下的磨損進展圖，實現以下三者中的一者：（1）改進后達到進口產品水平；（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：

研究內容：重載機器人傳統的電機-減速機傳動鏈方案易產生機械振動、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方案，替代現有的電機-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、驅動設計。實現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。根據重載綜合性能需求，實現額定功率-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，轉矩過載倍數達到3-4倍。

整機設計重點課題：

研究內容：針對重載工業機器人高剛度、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，傳動鏈形態方便整機集成設計，具備模塊化、系列化、量產優勢，實現以下兩者中的一者：（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、壽命不低于與同規格RV減速機。

智能控制重點課題1：

研究內容：針對機器人加工系統動態運行精度低、加工動態載荷激勵下結構下易發生顫振，導致加工精度低、表面質量差的問題，研究機器人系統動態精度補償、加工工藝優化、振動抑制算法等技術，提升系統的加工作業能力。其中，動態載荷擾動下的系統軌跡精度優于±0.3mm；加工過程動態振幅減少50%以上。

智能控制重點課題2：

研究內容：研究基于數據驅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機器人指令自主生成。項目中產出的具身智能模型能夠針對用戶語義化描述產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，完成制造業中至少2個典型工作任務。模型能夠根據深度視覺系統與機器人工作空間約束結合，生成的指令中應滿足靜態障礙物約束和機器人工作空間約束。

智能應用重點課題1：

研究內容：面向高端制造自動化智能裝配需求，研究多模態同步操作數據采集系統以及多模態融合機器人模仿學習控制技術，實現機器人的自主泛化精細操作，如軸孔裝配等應用，數據采集頻率不低于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：

研究內容：面向工業大范圍未知環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，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，實現可覆蓋200m*200m大范圍可變布局工業環境，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；多電機并聯伺服驅動控制方法，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化。

2.整機設計

面向機器人化加工的高剛度高精度創新本體技術、面向超高負載（1000kg以上）場景的高性價比創新本體技術；重載機器人用創新重力平衡系統研究；工業機器人關節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，包括構型優化、傳動鏈布局、精度與剛度匹配、加工系統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業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系統的控制研究，實現機器人在高速、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、高端醫療等行業應用，研究大負載機械臂或移動作業機器人多任務自主決策機制、智能規劃、人機協同、多模態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、人機協同等場景中的應用；研究航空航天等重點行業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，藍橙實驗室將繼續發揮其在前沿科技創新方面的領先優勢，通過整合資源，為確保美的“科技領先”戰略的落地，助力科技進步與產業升級，進而提升我國機器人產業的全球影響力和競爭力作出更多積極貢獻。