无锡智科自动焊接小车和助老机器人

A. 助老机器人的背景及用途： 

1. 客户是UESTC（中国顶尖的理工科大学）的机电工程学院。在教授和研究员的指导下，一些硕士研究生负责领导该新产品导入项目（NPI）；
2. 目标：这款助老机器人旨在帮助行动不便的老年人，缓解他们日常生活中频繁出现的排尿和排便困难。使用这款机器人，老年人只需坐在马桶上，其余动作将由机器人完成；

3. 助老机器人项目的主要时间线： 

1) 启动：该研究项目的构想于2025年9月提出，并于2025年10月正式启动；
2) 助老机器人设计与试生产：由于UESTC位于成都市，一名硕士研究生于2025年10月至12月初在无锡智科出差两个多月，与无锡智科的工程师合作，经历了从概念设计到逐步成型为实用设计，最终投入试生产的多个阶段：
3) UESTC硕士研究生完成的助老机器人三维设计：（图1）

4) 运往UESTC：该助老机器人于2025年12月底在无锡智科完成测试，并于2026年1月运抵UESTC的机电工程学院。抵达学院实验室后，硕士生们对该助老机器人的电气控制系统进行改造，充分利用学院在电气控制方面的强大技术实力，使其更加人性化、精准灵活；
5) 当前状态：截至 2026 年 6 月，这款助老机器人已作为教学和研究工具投入使用，帮助UESTC机电工程学院的教授、研究员和硕士研究生进行机器人领域的开发探索。

B. 助老机器人的构造、功能和应用前景： 

1. 助老机器人的主要单元： 

1) 底座：这款机器人可移动。它配备一个移动底座，底座两侧中间位置各有两个大轮子，用于引导移动。这些轮子可以灵活便捷地转弯；

2) 驱动：整个助老机器人的移动由伺服电机驱动；
3) 工具：移动底座上安装有一个马桶；
4) 检测与控制：底部装有负责检测和电子控制元件，包括雷达、位置传感器和视频监控摄像头；
5) 安全保障：底座四个角上有电动推杆，老人上下时，牢靠的支撑在地面上，防止翻倒，从而确保老人的安全；
6) 管理：这款助老机器人可通过遥控器控制其移动，并通过摄像头进行监控，以便家人不在家时，也能方便查看老人的状况；

2. 助老机器人的主要功能： 

这台机器人应具备的能力：
1) 承重能力：不同性别、体型和体重的老年人均可使用马桶，并在一定范围内自由移动至任意位置；
2) 马桶可自动翻盖、自动冲水和自动吹干；

3) 整台助老机器人的运动： 

a) 运动至任意位置的能力，例如排污口，以便清洗马桶；
b) 机器人的移动路线可预先设定，并且在过程中调整；
c) 助老机器人的移动应平稳、流畅，速度可调；
4) 移动性和灵活性：考虑到老年人生活环境的多样性，这款助老机器人可精准检测移动路径上的任何障碍物，并自由绕过。它具备灵活的动作能力，例如能够自由流畅地转身；
5) 远程监控：该机器人可被远程监控。以便在机器人研发阶段，研究人员和硕士研究生可远程观测；在家庭使用中，老人子女和其他家庭成员也可实际使用该功能。因此，这款助老机器人具备将自身实时状态传输至远程监控设备的能力；

6) 助老机器人其他必要的辅助功能：

a) 支撑：这款机器人旨在服务老年人，其马桶两侧设有扶手，方便老年人坐下和起身时使用；
b) 弹性：底座机构可通过弹簧调节，以适应不同身高的老年人，并调整位置以确保坐姿舒适；

3. 助老机器人的前景展望： 

1) 该助老机器人仅仅是这个新兴研究领域的一个起点。随着中国以及全球老龄化加剧，学术界和产业界对老年护理机器人的需求日益增长，以满足广大老年人群体在日常生活中的各种需求，不仅包括如厕，还包括其他方面，比如烹饪、洗衣、服药等等。因此，此次推出的这款专业老年护理助老机器人是一个良好的开端；
2) 目前，该机器人的控制逻辑是通过雷达和位移传感器这些硬件实现。下一步是更新软件程序，以实现“软控制”，以及与其他单元的接口。这些都是UESTC的技术优势所在，便于该机器人能力的进一步升级；
3) 可以预见，这是一个需求巨大的研发领域。未来，无锡智科将与UESTC、其他国内高校合作，开发不仅专注于日常如厕需求的这种助老机器人，还将拓展到更多细分领域；
4) 从当下的研发、新品测试，到正式量产，还有很长的路要走。

A. 自动焊接小车的研发背景及功能：

1. 客户是另一家中国著名的理工科大学LUT，材料工程学院的焊接实验室；
2. 此次试制这台自动焊接小车的目的是研发前沿焊接技术，由LUT的材料工程学院院长发起。与前文讨论的助老机器人不同，本项目面向工业制造领域，而非民生领域；

3. 该自动焊接小车的功能及适用范围：

1) 具体来说，这台自动焊接小车用于进行储罐内部的环缝焊，人员难以直接进入，需要通过视频摄像头进行远程监控；
2) 目前主流的做法是，储罐内部的环缝焊通过焊接中心完成：
a) 一台适当水平、垂直移动行程的LHZ型焊接操作架，以及2或3台焊接滚轮架；
b) 另一方面，焊接中心的限制在于，当罐体长度超过20米时，焊接操作架的水平大臂无法伸入罐内进行内环缝焊接，并且大臂的下垂量过大，难以消除；
3) 优势：在这种情况下，更灵活紧凑的自动焊接小车更加实用。它可以灵活进入到任意长度的罐体内部。此外，与焊接操作架水平大臂前端的焊接头相比，小车位置的控制可以更精确；

4. 在无锡智科车间测试自动焊接小车的焊枪机构：

B. 无锡智科自动焊接小车的主要单元及工作原理：

1. 组成自动焊接小车： 

2025年12月，在无锡智科装配车间，这台自动焊接小车正在进行装配测试：（图1）

从上图可以看出，这台电动移动焊接小车由以下部分组成：
1) 电动移动底座，安装有4个轮子，用于运动导向、灵活转弯；

2) 自动焊接小车的焊接机头：

该装置安装在电动移动底座上。主要包括：
a) 焊枪。在这次为LUT试制的焊接小车，采用的是埋弧焊枪；
b) 高精度十字滑板，电机驱动，水平和垂直方向均配备高精度线性导轨，用于精确控制焊枪位置；
c) 安装在焊枪上的视频监控，用于全程拍摄并传输焊接过程；
d) 焊枪前端的位移激光指示器，用于实时显示焊枪位置，方便操作人员；
e) 送丝装置及矫直机构；
f) 埋弧焊焊剂输送和回收管；
g) 埋弧焊焊剂料斗，亮黄色；

3) 自动焊接小车中的电气控制： 

a) 电控箱，安装在小车上面，与焊枪机构一体； 
b) 操作工作台，包括：（图2）

i. 图形显示器，用于实时显示焊接操作过程，画面由摄像头传输；
ii. 人机界面（HMI）及其触摸屏，供操作员控制焊接操作的工艺参数；;
iii. 键盘和鼠标，用于输入复杂的操作指令和参数。键盘和鼠标放置在操作台的抽屉内；
iv. 底部装有移动轮，以便根据自动焊接小车的不同工作情况，将该操作工作台移动到对应位置；
c) 遥控盒，赋予操作人员更大的自由度，他/她可以在远离操作工作台的地方操作这台自动焊接小车；

2. 自动焊接小车的操作： 

1) 位移：在进行内环缝焊接时，该自动焊接小车在罐内向前移动，以完成焊接操作；
2) 主要运动：为确保操作的稳定性和可控性，该自动焊接小车始终位于罐底，移动幅度相对较小。环缝焊操作通过焊接滚轮架带动罐体进行0°-360°的旋转来实现。旋转线速度即为连续可控的环缝焊速度；

3) 自动焊接小车的焊接位置控制：

a) 检测与显示：焊枪位移传感器用于检测焊枪偏离焊缝的程度，并通过激光指示器实时显示；
b) 意义：焊枪位置的正确性是保证焊接作业稳定、高质量运行的关键控制点。因此，根据偏离情况，有两种位置偏差校正方法：
i. 大偏差校正：自动焊接小车底座内设有电动推杆，可通过遥控启动，进而推动两个前轮，使自动焊接小车旋转一定角度：

自动焊接小车底座负责校正大偏差，电机驱动：（图3）

ii. 小偏差校正：如果焊枪仅轻微偏离正确的焊接路径，则可通过十字滑板进行校正。该十字滑板的调节可通过遥控盒，或操作工作台上的键盘和人机界面触摸屏完成：

焊枪小偏差的微调，通过其机构上的十字滑板进行：（图4）

4) 整个控制操作与电力系统集成在一起。信号通信和传输通过4G无线网络进行。所有控制部分做成一体，都在焊接小车上，用无线4G网络连接控制；

5) 遥控功能，所有动作都远程遥控控制。工人坐在筒体外面的办工作桌前，实时监控焊接情况，能遥控调整焊接小车的行走纠偏、电动十字滑板的微调对准焊缝，焊丝及焊剂的使用情况等。

C. 无锡智科自动焊接小车的项目进展：

1. 项目启动：2025年9月，LUT的材料工程学院院长向无锡智科总工程师提出该自动焊接小车项目。双方就可行性及概念设计进行了探讨；
2. 项目开始执行：2025年10月，项目正式进入设计阶段。双方起草并签署了合同及技术协议，详细技术要求也正式形成书面文件；
3. 新品生产：2025年11月，无锡智科开始该自动焊接小车的设计和生产，并于同年12月开始进行测试。2026年1月，LUT的材料工程学院焊接实验室团队进行了首次远程测试，随后到无锡智科现场进行验收。验收人员前往无锡智科进行考察，之后该自动焊接小车被运往位于兰州的LUT；
4. 现状与展望：目前，这台专用自动焊接小车在LUT被用作教授和硕士研究生学习的教学工具，用于研究罐体和其他大型长圆柱形工件的焊接，在石油天然气、风塔、管道安装等领域具有广阔的应用前景。