2025 年 10 月 23日,2025年度“機械工業科學技術獎”正式公布。北京工業大學石照耀教授團隊牽頭,邀博(北京)智能科技股份有限公司、深圳市兆威機電股份有限公司等單位參與的“機器人關節性能測試與提升技術及裝備”項目脫穎而出,獲評技術發明獎一等獎。這是機械工業領域首個機器人關節科技發明獎。機械工業科學技術獎是經國家科學技術部批準,由中國機械工業聯合會和中國機械工程學會共同設立,并根據有關規定,在國家科技獎勵主管部門登記的面向全國機械行業的綜合性科技獎項。
開拓機器人關節性能測試提升技術,取得原創性成果
過去十多年,我國機器人行業在市場、技術與政策三股力量驅動下實現了跨越式發展,未來十年具身智能機器人或將引領新一輪技術革命。在這一關鍵歷史節點,北京工業大學石照耀教授團隊憑借卓越的科研實力和前瞻性的創新視野,經十余年鉆研,在機器人關節測試技術領域填補國內外空白、引領全球創新浪潮,推動行業技術進步。機器人關節是集“控制器-驅動器-電機-減速器-傳感器”于一體的機電磁耦合系統,如何兼顧高精度與高動態是世界性難題。在國家和省市多個項目支持下,石照耀教授團隊迎難而上,緊緊抓住關節精度和動態特性這個“牛鼻子”,取得理論、技術與裝備三方面原創性成果,構建了完整的機器人關節性能測試與提升技術體系。
理論創新:奠定堅實基石,引領關節學術前沿
團隊以系統論為指引,深度剖析了關節機電磁系統的多因素間耦合關系,以傳動誤差為切入點,首次提出了關節廣義傳動誤差概念,建立了復雜工況下的關節動力學評價指標與評價體系,由此形成了關節動態精度理論,解決了多工況下機器人關節動態性能評價難題,奠定了關節傳動技術體系的基石。同時,團隊以抓主要矛盾為突破口,在減速器滯回特性的研究中取得突破性進展,發現并論證了減速器的滯回具有加載速率依賴性,開創了減速器滯回特性精確評價體系,形成了減速器滯回理論,為減速器的滯回設計提供了科學依據。
技術創新:構建檢測體系,開辟測試與提升新方向
在技術創新層面,石照耀教授團隊實現了從“單點突破”到“全面覆蓋”的跨越,將機器人關節測試指標從12項擴展為34項,減速器性能評價指標由18項增加為27項,制定了世界首個精密減速器回差測試與評價標準,實現了關節與減速器性能的全面精準測試,確立了我國在該領域的國際領先地位。通過自主研發的最佳工作區域確定方法和“以電補機”傳動精度提升技術,首創了關節性能測試與提升技術,顯著提升了機器人的操作精度與穩定性。此外,通過優化減速器滯回曲線形態參數,實現了動態特性的大幅提升。
裝備研發:打造國際領先的測試平臺,賦能產業升級
在裝備研發領域,團隊成果同樣令人矚目。他們成功開發了具有國際領先水平的減速器和關節系列化測試臺,裝備集成了“數據-模型-控制”閉環的關節動態性能提升技術,實現了關節性能“即測即調”。關節綜合性能測試市場占有率高達100%。其設備以其功能全面、精度高、分析能力強、應用場景廣泛等特點,贏得了機器人、減速器和關節頭部企業的青睞。
2024年7月,由王玉明院士、陳學東院士等專家組成的鑒定團隊對項目成果給予了高度評價,認為:“減速器滯回特性評價技術、機器人關節動力學特性評價技術處于國際領先水平;研制的精密減速器綜合性能測試臺屬國內首套,機器人關節綜合性能測試臺屬國際首創。項目成果對推動機器人行業技術進步具有重要意義。”這不僅是對該項成果的權威認定,更是對我國機器人產業技術創新能力的積極肯定。
面對未來,北京工業大學石照耀教授團隊將繼續秉持創新精神與務實作風,深耕機器人關節及其測試技術領域。他們將以更加堅定的步伐邁在科技前沿,不斷突破技術瓶頸與難題,為推動我國乃至全球機器人行業的持續健康發展貢獻更多智慧與力量。


過去十多年,我國機器人行業在市場、技術與政策三股力量驅動下實現了跨越式發展,未來十年具身智能機器人或將引領新一輪技術革命。在這一關鍵歷史節點,北京工業大學石照耀教授團隊憑借卓越的科研實力和前瞻性的創新視野,經十余年鉆研,在機器人關節測試技術領域填補國內外空白、引領全球創新浪潮,推動行業技術進步。機器人關節是集“控制器-驅動器-電機-減速器-傳感器”于一體的機電磁耦合系統,如何兼顧高精度與高動態是世界性難題。在國家和省市多個項目支持下,石照耀教授團隊迎難而上,緊緊抓住關節精度和動態特性這個“牛鼻子”,取得理論、技術與裝備三方面原創性成果,構建了完整的機器人關節性能測試與提升技術體系。
理論創新:奠定堅實基石,引領關節學術前沿
團隊以系統論為指引,深度剖析了關節機電磁系統的多因素間耦合關系,以傳動誤差為切入點,首次提出了關節廣義傳動誤差概念,建立了復雜工況下的關節動力學評價指標與評價體系,由此形成了關節動態精度理論,解決了多工況下機器人關節動態性能評價難題,奠定了關節傳動技術體系的基石。同時,團隊以抓主要矛盾為突破口,在減速器滯回特性的研究中取得突破性進展,發現并論證了減速器的滯回具有加載速率依賴性,開創了減速器滯回特性精確評價體系,形成了減速器滯回理論,為減速器的滯回設計提供了科學依據。
技術創新:構建檢測體系,開辟測試與提升新方向
在技術創新層面,石照耀教授團隊實現了從“單點突破”到“全面覆蓋”的跨越,將機器人關節測試指標從12項擴展為34項,減速器性能評價指標由18項增加為27項,制定了世界首個精密減速器回差測試與評價標準,實現了關節與減速器性能的全面精準測試,確立了我國在該領域的國際領先地位。通過自主研發的最佳工作區域確定方法和“以電補機”傳動精度提升技術,首創了關節性能測試與提升技術,顯著提升了機器人的操作精度與穩定性。此外,通過優化減速器滯回曲線形態參數,實現了動態特性的大幅提升。
裝備研發:打造國際領先的測試平臺,賦能產業升級
在裝備研發領域,團隊成果同樣令人矚目。他們成功開發了具有國際領先水平的減速器和關節系列化測試臺,裝備集成了“數據-模型-控制”閉環的關節動態性能提升技術,實現了關節性能“即測即調”。關節綜合性能測試市場占有率高達100%。其設備以其功能全面、精度高、分析能力強、應用場景廣泛等特點,贏得了機器人、減速器和關節頭部企業的青睞。

面對未來,北京工業大學石照耀教授團隊將繼續秉持創新精神與務實作風,深耕機器人關節及其測試技術領域。他們將以更加堅定的步伐邁在科技前沿,不斷突破技術瓶頸與難題,為推動我國乃至全球機器人行業的持續健康發展貢獻更多智慧與力量。
