一、转化背景
随着经济的飞速发展，市场上商品流通量大和流通速度快，物流分拣需求在国内外的市场越来越大。目前大型物流中心采用交叉带分拣机流水作业的方式，但在分拣入口的快递信息筛选、出口处快递整理与搬运等环节大多是通过人工方式进行，从而造成了分拣效率低且错误率高的问题，极大地限制了物流运输效率。快递分拣作业耗时、费力、效率低、劳动力短缺，工人24小时倒班制对于身体损害严重，夜间疲劳作业容易出现事故，亟须解决大型物流中心包裹分拣准确率和效率低下的问题。
将科技成果与企业的优势相结合，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。结合视觉信息的机械手分拣姿态分析与自适应抓取的研究及应用，该方法为新一代信息技术与工程领域的智能化研究提供理论依据和技术支持。依托陕西省自然科学基础研究计划项目，陕西工业职业技术学院在关键技术和试制加工等领域发挥重要的作用。
二、转化主体
陕西工业职业技术大学为教育部、财政部中国特色高水平高职学校和专业建设计划建设单位A 档（全国前十）。拥有多项具有知识产权专利技术，完善的成果转化制度。复合型移动机器人陕西省高校工程研究中心2022年建设以来工程研究中心已成功研发3款复合型移动机器人原型和2套机器人示教器，并在多个行业进行试点应用，取得良好效果，现有国家级项目1项，省级项目6项，在研横向课题成果转化20多项，吸引项目经费约510万元，产生经济效益2470万元，研究成果获厅局级奖3项。
工程研究中心的整体架构包括管理层、科研团队及技术支持团队，采用项目制管理，通过定期会议跟踪项目进度，确保各项研究任务的高效推进。依托陕西工业职业技术学院，工程研究中心在人员、经费、资源、场地、仪器设备和后勤服务等方面得到了充分保障，实施激励和保障政策，鼓励科研人员积极参与项目申报与技术开发。并建立“基础研究—技术开发—成果输出—技术服务—技术培训”校企协同创新体系，实现产研并举、产教融合，为陕西省地域中小微企业提供支持。
图1 管道及消杀机器人研发产品
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
（二）实验条件与师资队伍建设成效
复合型移动机器人工程研究中心（以下简称工程研究中心）取得了一系列标志性成果。工程研究中心在现有基础之上，完善了复合型移动机器人陕西省高校工程研究中心的研究实验基地，专业研究和技术队伍人数达到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。
以互联网技术为依托，以广泛的资源共享为核心，形成复合型移动机器人陕西省高校工程研究中心的协作网络和数据、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。
陕西工业职业技术学院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3和4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 引进青年高层次提升工程实践能力
四、成果转化
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。签订横向项目合同20项，合同金额510万元；专利成果转化20余项。通过工程研究中心的建设，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（春种基金100万元支持）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5所示。
图5 机器人产品实物图
五、经验总结
（一）关键要素
机器人作为智能制造不可或缺产品：因其重复精度高、可靠性好、适用性强等优点，陕西省除高端机械制造（如军工、航空航天、汽车等）以外，大部分中小制造企业的制造过程仍旧是劳动密集、工序繁复、工况恶劣、辅以大量工装夹具并以手工制造为主。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。
多学科交叉融合的学科：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）不足之处
产教融合不够紧密，产业化应用不足。我国机器人在产业化生产规模和产品质量稳定性方面与国外发达国家差距逐步缩小，特别是重载工业机器人、复合型移动机器人等研发以及工程化应用研究还存在明显不足，在智能制造装备及机器人生产应用方面，需要进一步提升。工程研究中心围绕我国工业机器人和复合型机器人产业的重大需求，复合型移动机器人陕西省高校工程研究中心，瞄准机器人领域国际发展前沿，以高技术、低成本为先导，以提高原始创新能力和自主知识产权为目标，开展复合型移动机器人相关技术工程化过程中的关键技术问题。
平台人员缺少研究生成员。职业院校平台没有硕士点，研究团队中缺少研究生。科研人员之间的信息共享和经验交流不够，导致各自为政，难以形成合力。科研人员参加学术会议、研讨会等外部交流活动的机会有限，限制了与外界的互动和合作，导致视野的局限。
（三）未来举措
依托单位和共建单位持续为复合型移动机器人工程研究中心建设提供支持，为下一步申请省级、国家工程研究中心做铺垫。围绕我国在复合型移动机器人的机械臂结构与控制、机器视觉与目标识别、底盘自适应变形等技术进一步研究，掌握全方位可移动机械人的视觉配置方法及机器视觉标定、导航定位技术，掌握机器人柔性底盘自适应技术。
学校和共建单位加强产教融合，支撑陕西省中小制造企业在转型升级过程中对复合型移动机器人的现实需求，开展复合型移动机器人的机械臂、底盘、视觉、控制等子系统相关技术研究及系统集成开发。根据市场需求为企业进行机器人技术服务。强化技术标准与专利等知识产权的创造、运用和保护，培育对行业有影响力的技术成果和高价值专利，产出具有市场前景和行业影响力的专利成果，参与地方、行业的机器人相关标准编制。为我国、我省制造业转型升级提供基础支撑和保障，同时为我国制造业中相关产品的国产化替代提供重要的原型样机支撑。
六、推广应用
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。
