中国产业结构的调整助推并联机器人走上生产线

在医疗、食品、电子产品等生产流水线上，并联机器人广泛应用于最后的整理装箱环节。精准的抓取、灵活的转动、迅速的反应是其特点。它可以将巧克力拼成花的形状装进盒子里，可以代替人工完成一些危险品的装箱。

多年前，并联机器人还在实验室里躺着，而现在，越来越多并联机器人走进工厂流水线，代替人工作业。天津大学教授、中国机械工程学会理事黄田如是说。

在医药企业，输液袋装箱，对于机器人而言是一种很难完成的动作，因为袋子是软的，不好抓，而且生产线速度要求非常快。以前都是人工抓，一条生产线围着十几个人往箱子里装，现在一台并联机器人可以替代一个班次，一分钟可装箱150袋到180袋。黄田说。

正是因为机器人有人工无法比拟的优越性，越来越多的企业开始尝试让机器人上岗作业。黄田介绍说，人站着重复劳动8小时，劳动强度高，产品质量容易出错。机器人大大解放了人的劳动力，除了速度效率提高外，产品质量、安全生产方方面面的问题都将迎刃而解。在一些特殊的场合，比如无菌车间的操作，机器人可以真正做到环境清洁，大大降低生产的安全卫生风险。

细看黄田团队研制的并联机器人，与传统的机器人有很大区别。传统的机器人大多为串联机器人，像人的胳膊一样，在运行时需要一个关节一个关节进行处理，因此每个关节里都要有电机，而并联机器人就像把几个胳膊合在了一起，只需要在机架上安装一台电机驱动，几个臂就可以自由操作，横向、纵向、斜向多个自由度运动。

串联机器人有其优势，但是精度不如并联机器人，特别是需要高速运动的时候，如生产领域抓轻小物料的时候，串联不如并联。因为，串联机器人的结构决定其惯性大，不擅长高速运动。而且，并联机器人占地面积也比较小。黄田说。

黄田团队在并联机器人领域的研究处于国内领先水平。经过多年的努力，黄田团队发明了具有完全自主知识产权的高速并联机器人新技术，突破了几何精度保障、高速平稳控制、作业装备布局、物料视觉跟踪、抓取路径规划5项瓶颈。2001年，黄田团队研发了一种外转动副驱动的高速并联机器人Diamond机构，获得了美国专利和WO/PCT，为国际首创。

近年来，伴随着产业结构的调整，我国企业的机器人需求呈爆发式增长，并联机器人在这样的环境下发展迅速。可以看到，整个自动化水平在提升，机器人只不过是自动化水平提升的重要载体之一。黄田认为，虽然机器人当前有很大的市场需求，发展迅速，但也有很多难题需要克服。中国发明浩如烟海，但是能在工程领域具有实用价值的很有限。我们的科学研究、学术兴趣研究需要和真正的工程结合起来。根据工程领域的需求来做，还要突破国外的产权，实现工程设计，并真正运用到工程实际中去，这中间的每一步都充满了挑战。黄田说。

为了不让科研成果沉寂在学校，黄田团队将自己研制的机器人推向市场。黄田的不少学生自己创业，成立了机器人公司，助力科研成果产业化。