移动与工业机器人图鉴
引言
移动与工业机器人是目前出货量最大、商业模式最成熟的机器人品类。轮式移动机器人(含自主移动机器人 AMR)与仓储物流机器人构成了现代仓库自动化的主体;工业机械臂在汽车与 3C 制造中已有数十年积累;协作机器人(Collaborative Robot, Cobot)则通过力矩感知与安全限速,把机械臂从安全围栏中解放出来,使其可与人共享工作空间。本页面汇总这四类平台的代表产品。
轮式移动机器人(Mobile Wheeled Robots)
轮式移动机器人(Wheeled Mobile Robot)凭借结构简单、能效高、控制成熟等优势,广泛应用于室内科研(Indoor Research)、仓储物流(Warehouse Logistics)和工业巡检(Industrial Inspection)等场景。
常见底盘类型及其特点:
- 差速驱动(Differential Drive):两轮独立控制,结构最简,适合平坦室内环境,是 ROS 教学平台的首选。
- 阿克曼转向(Ackermann Steering):类似汽车转向机构,适合室外高速行驶,最小转弯半径较大。
- 全向轮(Omnidirectional Wheel):包括麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)和球形轮,可实现任意方向平移,适合空间受限的室内作业场景。
- 履带式(Tracked):越野能力强,适合松软地面,常用于搜救和军事领域。
| 名称 | 公司/机构 | 国家 | 类型 | 主要应用 |
|---|---|---|---|---|
| TurtleBot 4 | Clearpath Robotics | 加拿大 | 差速驱动 | ROS 教育研究 |
| TurtleBot 3 Waffle | ROBOTIS | 韩国 | 差速驱动 | ROS 入门教学 |
| Husky A200 | Clearpath Robotics | 加拿大 | 差速驱动 | 室外科研平台 |
| Jackal | Clearpath Robotics | 加拿大 | 差速驱动 | 室外导航研究 |
| Dingo | Clearpath Robotics | 加拿大 | 全向轮(麦克纳姆) | 室内轻载科研 |
| Pioneer 3-DX | Adept MobileRobots(现 Omron) | 美国 | 差速驱动 | 经典科研平台 |
| Fetch Robot | Fetch Robotics(现 Zebra) | 美国 | 全向轮 | 仓储物流 |
| iRobot Create 3 | iRobot | 美国 | 差速驱动 | 教育与开发 |
| SUMMIT-XL | Robotnik | 西班牙 | 全向轮(麦克纳姆) | 工业巡检 |
| Ridgeback | Clearpath Robotics | 加拿大 | 全向轮(麦克纳姆) | 室内重载搬运 |
| ROSbot 2R | Husarion | 波兰 | 差速驱动 | ROS 开发平台 |
| AgileX Scout Mini | AgileX Robotics | 中国 | 差速驱动 | 室外科研与教育 |
| AgileX LIMO | AgileX Robotics | 中国 | 多模式(差速/阿克曼/全向) | 多模式科研教育平台 |
| MiR100 | Mobile Industrial Robots(MiR) | 丹麦 | 差速驱动 | 工厂自主物料运输 |
| Pepper(轮式底盘) | SoftBank Robotics | 法国/日本 | 全向轮 | 商业接待与服务 |
工业机械臂(Industrial Robot Arms)
工业机械臂(Industrial Robot Arm)是目前市场规模最大的机器人类别,广泛应用于焊接(Welding)、装配(Assembly)、搬运(Material Handling)、喷涂(Painting)和机床上下料(Machine Tending)等制造场景。
关键技术指标:
- 额定负载(Rated Payload):末端执行器(End-Effector)和工件的最大合计重量。
- 最大臂展(Maximum Reach):末端可达的最远距离,决定作业空间大小。
- 重复定位精度(Repeatability):多次返回同一位置时的位置误差,高精度机械臂可达 ±0.02 mm。
- 循环时间(Cycle Time):完成标准测试轨迹所需时间,反映机器人作业效率。
- IP 防护等级(IP Rating):用于喷涂和食品等场合时需考虑防尘防水性能。
按负载分类,工业机械臂可分为轻型(负载 ≤20 kg)、中型(20–100 kg)和重型(>100 kg)三类。重型机械臂主要用于汽车制造的车身焊接和搬运。
| 名称 | 公司 | 国家 | 负载 | 自由度 | 最大臂展 | 主要应用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M-20iD/25 | FANUC | 日本 | 25 kg | 6 | 1,853 mm | 焊接与搬运 |
| M-410iC/185 | FANUC | 日本 | 185 kg | 4 | 3,143 mm | 重载码垛 |
| R-2000iC/210F | FANUC | 日本 | 210 kg | 6 | 2,655 mm | 汽车车身搬运 |
| IRB 6700 | ABB | 瑞士/瑞典 | 150–300 kg | 6 | 2,850 mm | 重载搬运与焊接 |
| IRB 1200 | ABB | 瑞士/瑞典 | 5–7 kg | 6 | 901 mm | 精密装配 |
| IRB 120 | ABB | 瑞士/瑞典 | 3 kg | 6 | 580 mm | 电子装配 |
| KR AGILUS KR6 R900 | KUKA | 德国 | 6 kg | 6 | 900 mm | 高速轻载装配 |
| KR 1000 Titan | KUKA | 德国 | 1,000 kg | 6 | 3,202 mm | 超重载搬运 |
| KR QUANTEC | KUKA | 德国 | 120–300 kg | 6 | 2,900 mm | 汽车制造焊接 |
| Motoman GP7 | 安川电机(Yaskawa) | 日本 | 7 kg | 6 | 927 mm | 精密装配 |
| Motoman GP225 | 安川电机(Yaskawa) | 日本 | 225 kg | 6 | 2,702 mm | 重载搬运 |
| BX200L | 川崎机器人(Kawasaki) | 日本 | 200 kg | 6 | 2,600 mm | 重载点焊 |
| Doosan M0617 | 斗山机器人(Doosan) | 韩国 | 6 kg | 6 | 1,700 mm | 长臂展装配 |
| TM5-700 | 达明机器人(Techman) | 台湾 | 6 kg | 6 | 700 mm | 内置视觉检测 |
| SIASUN SR210 | 新松机器人(SIASUN) | 中国 | 210 kg | 6 | 2,688 mm | 重载工业搬运 |
| ESTUN ER50 | 埃斯顿(ESTUN) | 中国 | 50 kg | 6 | 2,033 mm | 焊接与搬运 |
| 汇川 IR616 | 汇川技术(Inovance) | 中国 | 16 kg | 6 | 1,629 mm | 中载装配搬运 |
| Stäubli TX2-90 | Stäubli | 瑞士 | 15 kg | 6 | 1,000 mm | 洁净室装配 |
协作机器人(Collaborative Robots / Cobots)
协作机器人(Collaborative Robot,Cobot)设计用于与人类在同一工作空间安全共存,依据 ISO/TS 15066 标准实现安全协作。其核心安全特性包括力矩传感(Torque Sensing)、碰撞检测(Collision Detection)、速度与间距监控(Speed and Separation Monitoring,SSM)及功率/力限制(Power and Force Limiting,PFL)。
协作机器人与传统工业机械臂的关键区别在于:无需安全围栏(Fenceless Operation)、支持拖动示教(Lead-Through Programming)、可快速换线(Flexible Deployment)。其负载通常在 3–20 kg 范围内,重复定位精度一般为 ±0.03–0.1 mm,略逊于高精度工业机械臂。
市场格局:Universal Robots 的 e-Series 系列长期占据协作机器人市场份额第一,约占全球市场的 50%(2022 年数据)。中国本土品牌(遨博、珞石、节卡等)凭借价格优势快速增长。
| 名称 | 公司 | 国家 | 负载 | 主要特点 |
|---|---|---|---|---|
| UR3e | Universal Robots | 丹麦 | 3 kg | 桌面级,适合精细装配 |
| UR5e | Universal Robots | 丹麦 | 5 kg | 市场标杆,生态最成熟 |
| UR10e | Universal Robots | 丹麦 | 12.5 kg | 中载,柔性产线首选 |
| UR16e | Universal Robots | 丹麦 | 16 kg | 较大负载的协作应用 |
| LBR iiwa 7 R800 | KUKA | 德国 | 7 kg | 关节力矩传感,阻抗控制,精密装配 |
| LBR iiwa 14 R820 | KUKA | 德国 | 14 kg | 重型协作,汽车零部件装配 |
| Panda | Franka Emika | 德国 | 3 kg | 科研首选,开源 libfranka SDK |
| FR3 | Franka Robotics | 德国 | 3 kg | Panda 后继,更高动态性能 |
| TM5-700 / TM12 / TM14 | 达明机器人(Techman) | 台湾 | 6–14 kg | 内置视觉,无需外部相机 |
| AUBO-i5 | 遨博智能(AUBO) | 中国 | 5 kg | 国产协作机器人代表,价格亲民 |
| AUBO-i10 | 遨博智能(AUBO) | 中国 | 10 kg | 中载国产协作 |
| Rokae xMate ER3 / ER7 | 珞石机器人(Rokae) | 中国 | 3 / 7 kg | 高精度,低成本,科研友好 |
| JAKA Zu 3 / Zu 7 / Zu 12 | 节卡机器人(JAKA) | 中国 | 3–12 kg | 易用性强,无线示教,快速部署 |
| CRX-10iA | FANUC | 日本 | 10 kg | 手推示教,绿色外观,易于集成 |
| HC10DT | 安川电机(Yaskawa) | 日本 | 10 kg | 皮肤传感,整机安全性高 |
| GoFa CRB 15000 | ABB | 瑞士/瑞典 | 5 kg | 快速轻量协作,IRC5 控制器 |
| SARA(SR6) | 遨博 × 新松 | 中国 | 6 kg | 国产联合研发协作机器人 |
仓储与物流机器人(Warehouse & Logistics Robots)
仓储与物流机器人(Warehouse and Logistics Robot)是近年来增长最快的机器人细分市场之一。核心技术包括自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot,AMR)、机器人拣选(Robotic Picking)和货到人(Goods-to-Person,GTP)系统。
区分自主移动机器人(AMR)与自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV):AGV 依赖磁条、二维码或激光反射板等固定导航基础设施,路径固定;AMR 则基于激光雷达(LiDAR)和即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM),可动态规划路径、绕过障碍物,部署更灵活。
市场规模:据 IFR 统计,2023 年全球仓储物流机器人市场规模超过 90 亿美元,年均增长率约 25%。
| 名称 | 公司 | 国家 | 类型 | 主要应用 |
|---|---|---|---|---|
| Stretch | Boston Dynamics | 美国 | 移动拆码垛机器人 | 集装箱卸载,箱体拆码垛 |
| Handle | Boston Dynamics | 美国 | 轮腿式码垛机器人 | 物流中心托盘码垛 |
| Kiva(Amazon Robotics) | Amazon | 美国 | 货架搬运 AMR | 亚马逊仓储核心系统 |
| M-series AMR | 快仓(Quicktron) | 中国 | 货架搬运 AMR | 电商仓储货到人拣选 |
| R-series AMR | 极智嘉(Geek+) | 中国 | 货架搬运 AMR | 快递分拣与电商仓储 |
| MiR250 | Mobile Industrial Robots(MiR) | 丹麦 | 自主移动机器人 | 工厂内部物料自动运输 |
| MiR600 | Mobile Industrial Robots(MiR) | 丹麦 | 重载 AMR | 工厂重载物料运输 |
| Locus Origin | Locus Robotics | 美国 | 协同拣选 AMR | 电商仓储订单拣选 |
| 6 River Systems Chuck | 6 River Systems(Shopify) | 美国 | 协同拣选机器人 | 引导人工拣选 |
| Autostore System | AutoStore | 挪威 | 三维立体仓储机器人网格系统 | 高密度仓储与自动拣选 |
| 哈工智造 SP100 | 哈工智造 | 中国 | 托盘搬运 AGV | 重载托盘仓内搬运 |