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  • 随着人口红利日益减少,自动化生产需求不断释放,我国机器人产业迎来蓬勃发展,近年来,不少企业都涌入“机器换人”的大潮之中,机器人成为新一轮科技和产业变革的关键切入点, 2018年,我国机器人产业持续健康、...

    随着人口红利日益减少,自动化生产需求不断释放,我国机器人产业迎来蓬勃发展,近年来,不少企业都涌入“机器换人”的大潮之中,机器人成为新一轮科技和产业变革的关键切入点,

    2018年,我国机器人产业持续健康、快速发展。展望2019年,我国机器人产业发展机遇与挑战并存,既有制造业提质增效、换档升级的紧迫需求为机器人行业提供了全新动能,也有经济下行压力加大、核心技术亟待提升、国际不稳定因素增加等不利因素。总体来看机遇大于挑战。

    一、服务机器人快速发展催生因素

    1.人口老人化催生服务机器人市场

     

    根据国家统计局的统计,截至2018年末,中国人口总数为139538万人,比上年末增加530万人,其中65周岁及以上人口16658万人,占总人口的11.9%。随着人口老龄化趋势加快,劳动人口缩减,人力成本上涨等问题不断出现,从而要求进一步加快“机器换人”的速度,中国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间。
     

    2.政策扶持助力服务机器人发展

    为促进我国机器人产业健康发展,工信部等部委陆续出 台一系列后续产业发展促进措施。从相关部门相继出 台的政策来看,科技部在2017年8月1日正式发布《“智能机器人”重点专项2017年度项目专项申报指南》,明确围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人6个方向,按照基础前沿技术类、共性技术类、关键技术与装备类和示范应用类四个层次,启动42个项目,拟安排经费总概算约6亿元。国家发改委、工信部和财政部2016年共同制定的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》明确,到2020年,我国实现服务机器人年销售收入超300亿元,在国家政策的引导下,我国服务机器人发展迅速。

     

    3.服务机器人不断升温引资本青睐

     

     

    产业的升温离不开资本的驱动,近年来机器人行业都处于资本风口,服务机器人产业资本市场亦非常活跃。根据不完全统计,2017年全年机器人行业融资数量超过110次,总融资规模超200亿元,2018年全年融资次数有望超越2017年。从细分领域来看,个人/家用机器人、AGV、协作机器人、机器视觉等领域投融资案例较多,规模较大。

     

    二、服务机器人领域的几大核心产业

    目前,服务机器人产业链主要包括核心零部件、软件与操作系统以及整机制造与应用服务。核心零部件主要包括芯片、传感器、减速器以及一些其他零部件,abb、kuka等国外厂商在核心零部件领域占据先发优势,国内企业在AI芯片、激光雷达传感器新兴技术领域寻求突破,目前已取得阶段性成果,以思岚科技为例,其研发的RPLIDAR系列激光雷达可实现25米测距半径,每秒16,000次的采样频率,高达0.225°的角度分辨率,刷新了三角测距雷达的行业标准。部分产品已降低至百元级别,打破了我国激光雷达长期被国外垄断的现象。

    在软件与操作系统中主要是技术模块、系统集成、导航以及语音服务等。系统集成以及技术支持主要是在云计算、大数据、人工智能等方面加速服务机器人智能化进程。国内企业在人工智能的技术浪潮中保持了国际领先地位,语音/图像识别、语义理解、云计算、大数据等技术加速了服务机器人的发展,主要企业有科大讯飞(002230)、阿里云、华为等。

    整机制造与下游应用主要的企业有康力优蓝、沈阳新松、优必选、科沃斯(603486)等。

    与国外市场相比,我国个人/家用服务机器人市场普及率较低,关键核心技术与国外相比还存在一定差距,仍处于市场探索阶段。在扫地机器人方面,我国已经实现产业化和规模量产,目前国内品牌较多,缺乏统一标准,科沃斯、米家等已经成为该领域龙头企业。其中,科沃斯以48.8%的高份额统领着扫地机器人市场,同时科沃斯也是中国服务机器人第一股,市场竞争力较强。

    国际机器人联盟(IFR)将机器人分为服务机器人和工业机器人,其中服务机器人又分专业服务机器人和个人/家用服务机器人,专业服务机器人一般在特定场景中使用,如商业服务机器人,物流机器人,医疗机器人等,多为2B商用。而个人/家用服务机器人主要在日常生活场景中进行与人进行交互,一般包括家政机器人、娱乐休闲机器人、助老助残机器人等,以2C销售为主。

     

    三、2013-2018年全球服务机器人市场规模增长趋势

    随着信息技术快速发展和互联网快速普及,以2006年深度学习模型的提出为标志,人工智能迎来第三次高速发展。与此同时,依托人工智能技术,智能公共服务机器人应用场景和服务模式正不断拓展,带动服务机器人市场规模高速增长。2013年以来全球服务机器人市场规模年均增速达23.5%,2018年全球服务机器人市场规模将达到92.5亿美元,2020年将快速增长至156.9亿美元。

     

    2018年,全球家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模预计分别为44.8亿美元、25.4亿美元和22.3亿美元,其中家用服务机器人市场规模占比最高达48%,分别高于家用服务机器人、公共服务机器人20、24个百分点。

     

     

    四、市场规模不断扩大,趋势更加多元化

    科技龙头企业重点布局无人车。随着深度学习算法的兴起,人工智能技术取得了显著进步,目前已在无人车等领域得到了广泛的应用,以谷歌、英特尔为代表的全球科技龙头企业纷纷展开布局。例如,2018年1月,英特尔和Mobileye推出全新自动驾驶平台,发布“视觉优先(Vision First)”战略并展示了Level 4无人驾驶测试车,并计划于2019年将无人驾驶系统提供给汽车厂商。谷歌母公司Alphabet旗下自动驾驶汽车公司Waymo无人驾驶出租车项目正式运营,2018年5月宣布将购买6.2万辆克莱斯勒汽车、2万台捷豹路虎汽车以继续扩大该项目运营规模。

    长期来看,未来人工智能最大的应用市场将出现在在服务机器人领域,面对远比当前工业生产复杂的环境,服务机器人对人工智能技术的要求更高更全面,市场空间更加巨大。根据前瞻产业研究院发布的最新的《2019-2024年中国服务机器人行业发展前景与投资预测分析报告》中指出:未来服务机器人的市场空间将会非常的广阔,2019-2024年全球的服务机器人销售额将会再进一个台阶,预计到2024年全球的服务机器人的销售额将会达到170亿美元。

     

    除了规模将会急速上升,服务机器人的发展趋势也会呈现多元化。未来将会呈现五大趋势:一是服务机器人要更加拟人化,这是陪伴机器人。二是要更加体贴化,不仅要拟人,而且要体贴关怀,日本开发的护理机器人非常体贴病人。三是专业化,服务行业的专业化、特色化。四是更加超能化,不仅要拟人,而且要超过人,人搬不动的东西它能够搬。五是应用的更加广泛化。

     

    在政策支持、资本青睐的利好形式下,未来,服务机器人将迎来多元化发展,自主性将不断提升,由市场率先落地的扫地机器人、送餐机器人向情感机器人、陪护机器人、教育机器人、康复机器人、超市机器人等方向延伸,服务领域和服务对象不断拓展,机器人本体体积更小、交互更灵活。

     

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  • 据不完全统计,全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域,焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式,即点焊和电弧焊。图4所示是这两种焊接机器人在工业机器人中所占的大致...
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  • 近年,随着劳动力成本不断上涨,工业领域...由于中国城镇单位就业人员平均工资已经从10年前的18200元飙涨至56399元,高成本劳动力施压下,利用工业机器人转型智能制造成为发展趋势,也是中国制造业的重大战略之一。

    近年,随着劳动力成本不断上涨,工业领域“机器换人”现象普遍,工业机器人市场与产业也因此逐渐发展起来。由于中国城镇单位就业人员平均工资已经从10年前的18200元飙涨至56399元,高成本劳动力施压下,利用工业机器人转型智能制造成为发展趋势,也是中国制造业的重大战略之一。

    目前,机器人产业正在全球范围内加速发展,预计2017年的全球工业机器人销量仍然以两位数大幅增长,销量或将达到28.5万台。2015年全球工业 机器人销量同比增长12%,而全球正在使用的工业机器人已超过150万台。到2018年,这一数字将突破230万台,其中,140万台在亚洲,占比超过一 半。

    自2013年以来,中国已成为全球最大的机器人消费国。2014年消费5.6万台机器人,同比增长超55%,占全球总消费量的1/4,相较于2006 年的5800台,猛增近10倍。2015年,中国工业机器人销售量为6.85万台,同比增长19.9%,预计2017年我国工业机器人市场规模有望突破8 万台。

    工业机器人由机械本体、控制系统、驱动与传动系统和传感器组件等基本部分组成。是应用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机械装置,能自动执行工作,靠自身动力和控制能力来实现设计功能的装置。机器人的主体为机座和执行机构,主要包括臂部、腕部和手部,有的带有行走机构。既可接受人类指挥,也可按照预先编排的指令程序运行,先进的工业机器人能够根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

    自20世纪60年代初机器人问世以来,机器人技术经历了不断的发展,已取得了实质性的进步和成果。主要体现在如下几个方面:

    (1)提高生产过程的自动化程度应用机器人,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

    (2)改善劳动条件、避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中,用人直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机器人即可部分或全部代替人安全地完成作业,大大地改善工人的劳动条件。同时,在一些动作简单但又重复作业的操作中,以机器人代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

    (3)减少人力,便于有节奏的生产应用机器人代替人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机器人可以连续地工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机器人,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。

    目前,世界上有百万多台工业机器人正在各种生产现场工作;在非制造领域,上至太空舱、宇宙飞船,下至极限环境作业、日常生活服务,机器人技术的应用已拓展到社会经济发展的诸多领域;传统制造领域,工业机器人经过诞生、成长、成熟期后,已成为不可或缺的核心自动化装备。

    汽车行业仍是主要应用领域,工业机器人在国内的应用以汽车以及电子工业居多,此外还有橡胶塑料、军工、航空制造、食品工业、医药设备、金属制品等领域。从应用行业看,汽车行业依旧是中国工业机器人市场最大的消费行业,电气机械和器材制造业位居第二位,金属制造行业位居第三位。

    (1)热加工生产中的工业机器人。工业机器人在铸造生产中应用广泛,涉及铸造、喷砂处理、喷丸清理及铸件运输等几乎所有环节。

    工业机器人在铸造生产中所完成的基本功能包括:从机器的工作区域取出铸件;依次将铸件移送到检测位置,进入冷却装置;放入切边机的压模中;从压模中拿走,分 放在包装箱中;将芯放到铸造砂型中并浇注金属。用于铸造生产中的工业机器人应具有特殊的结构形式,以防止周围介质的作用;如控制柜、控制台、导轨以及摩擦表面的密封,将控制系统布置在独立单元中等。铸造生产中的工业机器人正朝着运行的快速性及可靠性方向发展。

    (2)冷加工设备中的工业机器人。工业机器人在锻压设备生产中涉及的应用领域包括:用于曲柄压力机、模压曲柄弯管机、螺旋压力机等。

    在锻压生产中应用的工业机器人,其基本功能包括:从规定位置夹持毛坯;移送到工作位置;从一个位置转放到另一个位置(其中包括转动);取下成品件并将其放到包装箱中;抓放废料;发出控制机器人技术综合装置的指令等。

    (3)金属切削机床用的工业机器人。在柔性生产单元、柔性制造系统中,采用工业机器人辅助生产是最有成效的方法。目前,具有基本组合模块结构的金属切削机床用工业机器人已经得到广泛的应用。

    金属切削机床用的工业机器人所完成的基本功能包括:在机床工作空间内安装事先已经定向的毛坯;从机床上取下零件并放入包装箱(贮料器)中;必要时翻转零件, 清洗零件及夹具的基准面;控制装置发出工艺指令;检测零件等。当采用辅助装置和坐标循环台、升降平台等机构时,可以扩大工业机器人的功能。

    (4)装配用工业机器人。在装配生产中的工业机器人,既可为自动装配机服务,又可直接用来完成大批量零件装配作业。

    装配作业包括堆垛、拧螺丝、压配、铆接、弯形、卷边、胶合等。为实现工业机器人操作必须保证基本功能的实现:如在垂直方向上手臂应该能作直线运动;机器人结 构在沿垂直轴方向上要有足够高的刚度,能够承受在装配方向上产生相当大的作用力;机器人有补偿定位误差的可能性,即结构的柔顺性,如依靠在垂直于装配基本方向的平面上结构的柔顺性;工作机构能作高速运动。当考虑上述基本功能要求时,装配工业机器人合理的结构应该是带有在水平面上铰接的工作手臂,并具有垂直 行程的工作机构。工业机器人的承载能力不应超过极限值,并且,机器人应具有很灵活的、较大的工作空间以及紧凑的结构。

    (5)金属电镀设备用的工业机器人。金属电镀设备用的工业机器人主要用于在电镀槽上的服务及涂漆作业。涉及的应用领域包括:电镀法涂层、化学法涂层、阳极机械法在零件上涂层等。目前,提高金属电镀机器人操作机的移动速度、提高电传动的劳动生产率、减少金属消耗量、减少生产过程所占的工作面积等是该类工业机器人的发展方向。

    同样,在工业机器人研究领域,学者们正朝着模糊控制、智能化、通用化、标准化、模块化、高精化、网络化及自我完善和修复能力等方向进行研发。

    (1)模糊控制和智能化。模 糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。对于复杂的系统,由于变量太多,用传统控制模型难以正确描述系统的动态,此时便可以用模糊数学来处理这些控制问题。未来机器人的特点在于其具有更高的智能。随着计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术和智能工程技术等高新技术的不断发 展,工业机器人的工作能力将会突破性的提高及发展。

    (2)通用化、标准化、模块化。工业机器人的组件及构件实现通用化、标准化、模块化是降低成本的重要途径之一。

    (3)高精化。随着制造业对机器人要求的提高,开发高精度工业机器人是必然的发展结果。

    (4)网络化。目前应用的机器人大多仅实现了简单的网络通讯和控制,如何使机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控是目前机器人研究中的热点之一。

    (5)自我完善和修复能力。机器人应该具有自我修复的能力,才能更好地避免因为突发状况导致的生产停顿。当出现错误指令时应该自己进行报警或调试;当元器件损坏时可以自我进行修复。

    技术实力与全球差距明显

    另外,据数据统计在工业机器人产业全球重要专利申请人中,日本的安川电机公司和发那科公司分别以5823项4512项专利申请位居全球前两 位,abb(2231项)三星(2016项)日立(1907项)三菱(1823项)丰田(1780项)精工爱普生(1714项)松下(1624项)富士通 (1549项)本田(1343项)东芝(1193项)索尼(999项)库卡(889项)和西门子(784项)等公司紧随其后。

    在这前十五位全球重要申请人中,日本企业占据了11席,可见目前日本在工业机器人领域具备雄厚的研发实力,在专利技术方面的竞争优势明显全球相关专利申请量Top15的排名中,中国国内专利申请人无一上榜,表明目前中国国内企业与国际巨头之间的技术实力差距明显。

    可见,我国工业机器人的核心零部件要想从本质上获得突破,都需要付出更多的耐心和投入,尤其是减速机,期待越大,压力越大,同时前景也可观。

    2017中国工业机器人市场发展前景

    在政策等多方面的推动下,到2017年末,中国机器人保有量将有超过40万台。未来将有越来越多的中国机器人供应商进入市场。外资和中国本土机器人供应商之间竞争将会越来越激烈。未来中国市场各种机器人的增长潜力巨大。

    另外,随着我国工业转型升级、劳动力成本不断攀升及机器人生产成本下降,未来“十三五”期间,机器人是重点发展对象之一,国内机器人产业正面临加速增 长拐点。相对于服务机器人和商用机器人在国内市场还处于探索期,工业机器人有了一定的发展基础,目前正进入全面普及的阶段。预计到2021年末,我国工业 机器人产量将达到11.15万台;销售量将达到23.04万台以及保有量将达到136.04万台。工业机器人未来在中国的发展潜力将是相当可观。

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  • 服务机器人指除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的多种高技术集成的先进机器人,主要包括家用服务机器人、医疗服务机器人、公共服务机器人和特种机器人。近几年我国制造业劳动力成本不断提升,相对于其他...

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    根据国际机器人联合会(IFR)的分类,机器人分为工业机器人和服务机器人。其中,工业机器人指应用于生产过程与环境的机器人,例如多关节机械手或多自由度机器人;服务机器人指除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的多种高技术集成的先进机器人,主要包括家用服务机器人、医疗服务机器人、公共服务机器人和特种机器人。

    近几年我国制造业劳动力成本不断提升,相对于其他发展中国家,我国老龄化加速,劳动力日渐短缺,劳动力优势已经弱化。而与此同时,工业机器人终端产品销售均价不断降低,特别是国产经济型机器人的投资回报满足了中小制造企业的需求。未来国产机器人市场前景广阔,制造业企业市场需求持续旺盛。

    随着制造业对于精细化生产的要求,市场对产品稳定性及可靠性的保证,更多的制造业企业朝向自动化、数字化、智能化方向升级。物联网、大数据、人机交互等关键技术的加速突破,推进了服务机器人下游应用场景的扩展,已延伸至娱乐、教育、餐饮、医疗等各个领域,特定场景的服务机器人将迎来发展机遇。

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    中国机器人市场发展较快,市场规模约占全球市场三分之一,同时也是全球第一大工业机器人市场,服务机器人存在巨大发展空间。预计2020年中国机器人整体市场规模将达到971亿元,到2021年将突破1200亿元。

    国辰机器人近年来也在工业机器人与服务机器人产品上加大研发与资金投入,对机器人进行优化迭代,在油罐清洗、喷涂、视觉、巡检、农业、焊接、医疗等产品及领域配备了强大的技术团队与后备力量,已研发出具有众多自主知识产权的机器人产品。在2020年也将加深纵向发展,完善机器人产业布局,为更多的行业与企业创造价值。

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    国辰智能服务机器人

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  • 移动焊接机器人的研究现状及发展趋势.pdf 介绍了关于移动焊接机器人的研究现状及发展趋势的详细说明,提供机器人知识的技术资料的下载。
  • 112008年11月30日《机器人器人技术与应用》1110、引言实现高效低成本焊接自动化一直是焊接科研工作者努力的方向,其中水下焊接自动化的实现要比在陆地上困难得多,水下环境对焊接工艺、焊接装备、焊接自动化技术等都...

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    器人

    器人技术与应

    用》

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    1

    0、引言

    实现高效低成本焊接自动化一直是焊接科研工作

    者努力的方向,其中水下焊接自动化的实现要比在陆

    地上困难得多,水下环境对焊接工艺、焊接装备、焊

    接自动化技术等都是严峻的挑战。

    随着人们在海洋的能源开发工程、船舶远洋运输、

    水上救助等活动的展开,

    大型船舶、海洋钢结构如海

    底管道、海洋平台、海上机场、海底城市、跨海大桥

    等大量涌现,它们的建造与维修以及安全与可靠性都

    和水下焊接技术密切相关。同时,水下焊接也是国防工

    业中一项重要的应用技术,用于舰艇的应急修理和海上

    救助。此外,随着国家大力发展水利水电事业,水下

    钢结构物的维护与修理也亟需水下焊接技术。因此水下

    焊接技术作为水下工程建设与维护必不可少的关键技

    术,得到越来越多的重视与应用。

    目前,我国的水下焊接技术基本上还停留在手工

    焊接的水平,长期以来,人们都是使用潜水员潜入水

    底进行水下焊接。由于人的生理极限的限制,人类利

    用普通混合气体潜水最大深度为100m,利用饱和气体

    潜水的最大深度也只有650m。对于结构强度要求高的

    地方,人们通常采用水下干法焊接方式,这种方法构

    造压力容器仓耗时长、费用高,也非常不灵活。

    1、水下焊接技术发展现状

    1.1 人工焊接

    水下焊接方法分为水下湿法焊接、水下干法焊接

    和水下局部干法焊接三大类。不论湿法焊接还是干法

    焊接,目前最为普遍和广泛使用的还是人工焊接方法,

    即派潜水员潜入水底或者水下压力仓中,采用SMAW

    (shielded

    metal

    arc

    welding)方式,按照特定的

    规程进行操作。对此,美国还专门制定有专门的手册

    《U.S

    NAVY

    UNDERWATER

    CUTTING

    &WELDING

    MANUAL》,

    以规范水下焊接操作。人工焊接方式优点是设备简单、

    操作灵活,适应性强、费用低,缺点是受到人的极限

    潜水深度的限制,对人员素质和安全问题要求特别高。

    1.2 机械化或自动化

    实现水下焊接自动化主要有三种方式:水下轨道

    焊接系统、水下遥控焊接、水下焊接机器人系统。轨

    道焊接要求安装行走轨道,所以受人的潜水深度限制。

    遥控焊接一般难以达到焊接精度要求。近年来,基于

    特定用途的机器人得到迅猛发展,水下焊接机器人被

    认为是未来水下焊接自动化的发展方向。

    水下焊接机器人首先可以使潜水焊工不必在危

    险的水域进行焊接,保证人员生命安全;其次,可

    以极大地提高工作效率,减少或去除手工焊接所需

    的生命维持系统及安全保障系统,增加有效工作时

    间,提高焊接过程的稳定性和一致性,获得更好的工

    程质量和经济效益;最后,可以满足人们深水焊接

    的需要。在深水中,人们很难进行手工焊接,有些

    工作必须借助各种专用设备,如高压干式焊接舱,但

    焊接空间、焊件形状、过高的水压往往限制干式焊

    使

    焊接设备由手工向水下焊接自动化的方向发展已成为

    必然的趋势。

    由于水下环境的复杂性和不确定性,水下机器人在

    焊接领域的主要应用是焊缝无损检测和裂纹修复,这在英

    国北海的油井和天然气生产平台中得到了应用,但世界上

    完全将水下焊接作业交由水下机器人完成的例子还没有。

    2、水下焊接自动化关键技术问题

    将水下机器人与焊接机器人结合,形成水下焊接

    机器人,除了解决水下机器人和焊接机器人本身的问

    题外,水下焊接的辅助工作量往往大于真正实施焊接

    的工作量,如:水下焊缝跟踪、水下焊接质量控制、

    水下机器人稳定定位、水下遥控焊接、水下焊接目标

    寻找定位和避障(涉及三维轨迹规划)、水下切割、水

    水下焊接机器人技术发展现状及趋势

    󰀀

    张  华  李志刚

    南昌大学机电研究所

    [摘  要]

    介绍水下焊接技术发展现状,探讨水下焊接机器人研究的关键技术问题,综述水下焊接机器人的技术发展趋势。

    [关键词]

    机器人;水下焊接;自动化

    S

    p

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    c

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    栏目主持:艳  涛

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  • 中国机器人发展现状

    千次阅读 2019-07-25 09:01:56
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空空如也

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机器人发展现状及趋势