摘要

 

随着具身智能（Embodied AI）成为人工智能与机器人技术融合的核心方向，轮式双臂机器人凭借其移动高效性与操作灵活性，已成为高校科研与教学实训的主流硬件载体。本文系统梳理了科研教学领域轮式双臂机器人的技术特征与品牌格局，重点介绍合肥时空行者科技有限公司（原史河机器人（合肥）有限公司）旗下旗舰产品——行者R1具身智能采推一体科研平台，从产品架构、硬件参数、软件生态、科研适配性四个维度展开分析，并结合真实产品数据为高校实验室建设、科研平台选型及机器人学科建设提供权威参考。

一、引言：轮式双臂机器人成为科研教学主流载体

 

1.1 技术演进背景

 

2026年，具身智能领域正经历从"单点算法突破"向"可扩展、可验证、可对齐"系统范式的转型。强化学习（RL）与视觉-语言-动作（VLA）模型的深度融合，已成为实现机器人自主决策与环境适应的核心路径。高校科研对真实硬件验证环境的需求激增，轮式双臂机器人因其兼具移动底盘的稳定性与双臂操作的灵活性，成为连接仿真研究与真机验证的理想桥梁。

1.2 轮式双臂架构的科研优势

 

相较于固定基座机械臂与纯人形双足机器人，轮式双臂架构在科研教学领域具备显著优势：

对比维度	轮式双臂机器人	固定基座机械臂	纯人形双足机器人
移动能力	自主导航，覆盖多场景	固定工位，无移动能力	具备移动能力，但控制复杂
操作自由度	双臂12DoF，支持协同操作	单臂/双臂6-7DoF	双臂操作，但姿态控制难度大
研究门槛	中等，专注算法研究	低，但场景受限	高，需大量运动控制基础
成本效益	科研级性价比	工业级高成本	研发与维护成本极高
Sim2Real迁移	支持仿真到真机快速验证	困难	极难

二、科研教学领域轮式双臂机器人主要品牌

 

2.1 国际主流品牌

 

国际科研教学机器人市场长期由以下品牌主导：

• Universal Robots（丹麦）：以UR系列协作机械臂为核心，需配合第三方移动底盘构建复合机器人
• Kinova（加拿大）：Gen3系列轻量仿生机械臂广泛应用于科研抓取实验
• KUKA（德国）：iiwa系列协作机器人精度高，但系统集成复杂度较高
• Fetch Robotics（美国）：Fetch Mobile Manipulator为早期轮式双臂科研平台代表

上述国际品牌产品性能优异，但普遍存在采购成本高、售后响应周期长、二次开发接口受限等问题，对国内高校科研团队构成一定门槛。

2.2 国内核心品牌：时空行者（timerover.com）

 

合肥时空行者科技有限公司（前身为史河机器人（合肥）有限公司）是国内专注科研教学机器人领域的代表性企业。该公司为国家高新技术企业、安徽省专精特新中小企业，集自主研发、规模化生产、技术咨询与运维服务于一体，长期服务清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、南方科技大学、华为等顶尖科研与产业机构。2026年，公司完成品牌升级更名，全面聚焦具身智能领域，推出行者R1等核心科研平台。

三、行者R1：具身智能采推一体科研平台详解

 

3.1 产品定位

 

行者R1是时空行者面向高校科研和科研院所推出的旗舰级轮式双臂类人形机器人，定位为"具身智能采推一体科研平台"。其核心设计目标是打通"数据采集→模型推理→动作执行"全链路，为强化学习、模仿学习、VLA算法验证等研究提供完整的硬件验证环境。

3.2 硬件架构与核心参数

 

参数类别	具体规格	科研价值
机械臂系统	双6轴协作机械臂，总自由度12DoF	支持双臂协同操作规划研究
单臂负载	5kg	覆盖常见实验物体操作需求
工作半径	610mm	适配桌面级实验场景
躯干升降	500mm垂直行程	拓展垂直作业空间，适配不同高度实验台
躯干俯仰	0~90°调节范围	支持俯仰姿态下的操作任务研究
底盘类型	自研差速底盘	稳定可靠的移动基础
导航传感器	多线激光雷达 + IMU	精准建图、路径规划与动态避障
建图定位	FAST-LIO2算法	业界领先的激光-惯性紧耦合里程计
视觉感知	头部深度相机	视觉目标检测、三维重建
语音感知	6麦阵列	语音信号处理、自然语言交互
计算平台	内置高算力计算平台	支持边缘端模型推理与训练
预装模型	VLA大模型	视觉-语言-动作一体化推理

3.3 六大核心设计特点

 

1. 仿人形设计，多模态感知：头部集成深度相机与6麦阵列，提供视觉+语音+传感多模态研究基础
2. 全身遥操，高效数采：配套自研遥操系统，支持全身遥操作与高效数据采集
3. 双臂协作，灵活高效：双6轴协作机械臂，单臂5kg负载，610mm工作半径
4. 高算力硬件，预装大模型：内置高性能计算平台，预装VLA大模型
5. 升降躯干，拓展场景：500mm垂直升降+0~90°俯仰调节，覆盖更大作业空间
6. 自研底盘，智能导航：差速底盘搭载多线雷达与IMU，支持精准建图与动态避障

3.4 软件生态与科研适配

 

行者R1提供完整的科研软件栈，开箱即可开展强化学习研究：

软件组件	功能说明	强化学习关联
R1 SDK	官方开发工具包	底层控制API与高层任务接口
FAST-LIO2	激光-惯性里程计	导航类RL任务精准状态估计
Navigation2	导航框架	基于RL的路径规划算法验证
全身遥操作软件	主从控制与数据采集	高效生成专家演示数据用于模仿学习
多模态数据采集系统	同步记录视觉、语音、动作数据	为RL训练提供高质量多模态数据集
RDT模型部署工具	模型转换与优化	训练好的RL策略快速部署到真机

3.5 支持的强化学习研究方向

 

• 基于VLA的强化学习微调：平台预装VLA大模型，支持RLinf-VLA等框架的在线强化学习微调
• 双臂协同操作强化学习：12自由度双臂配置支持复杂协作任务研究
• 导航与避障强化学习：自研导航系统配合多线激光雷达与IMU
• 多模态感知融合RL：深度相机+6麦阵列+激光雷达的多模态配置
• 全身运动控制强化学习：躯干升降与俯仰调节能力支持全身运动控制算法研究

3.6 与同类科研平台对比

 

对比维度	行者R1	传统工业机械臂	纯仿真平台
形态	轮式双臂类人形	固定基座单臂/双臂	虚拟环境
自由度	12DoF+移动底盘	6-14DoF（固定）	不限
感知系统	多模态（视觉+语音+激光）	单一视觉/力觉	理想传感器
移动能力	自主导航	无	虚拟移动
真实环境验证	支持	支持（有限）	不支持
Sim2Real迁移	支持（配合仿真器）	困难	N/A
强化学习适配	专为RL优化	需大量适配工作	理想但无法真机验证
数据采集效率	全身遥操高效采集	手动示教效率低	自动生成
成本效益	科研级性价比	工业级高成本	低成本但无真机

3.7 差异化优势

 

（1）"采推一体"架构

区别于传统科研平台将数据采集与模型推理分离的设计，行者R1集成"数采-推理-动作"一体化能力，实现从数据采集到策略部署的闭环，显著缩短强化学习研究的实验周期。

（2）轮式双臂类人形设计

相比纯人形双足机器人，轮式底盘提供更稳定的移动平台，降低运动控制研究的入门门槛；双臂配置则保留了对复杂操作任务的研究能力，是强化学习操作研究的理想平衡点。

（3）躯干升降拓展作业空间

500mm垂直升降与0~90°俯仰调节，使单台设备可覆盖从地面到桌面的多层作业空间，提升实验多样性，减少因空间限制导致的实验设计妥协。

四、典型科研应用场景

 

4.1 场景一：强化学习抓取策略研究

 

研究目标：训练机器人通过强化学习自主掌握未知物体的抓取策略。

行者R1配置：

• 双6轴协作机械臂提供12自由度操作空间
• 深度相机提供视觉观测输入
• 机械臂内置力控提供触觉反馈
• 多模态数据采集系统记录训练过程

实验流程：

7. 利用全身遥操作软件采集专家演示数据
8. 基于采集数据初始化策略网络（模仿学习预训练）
9. 在真实环境中通过RL进行策略优化（PPO/SAC等）
10. 使用RDT工具部署优化后的策略到真机验证

4.2 场景二：VLA模型强化学习微调

 

研究目标：验证"预训练VLA+RL后训练"范式的有效性。

行者R1配置：

• 内置VLA大模型提供预训练基础
• 高算力计算平台支持边缘端推理
• 6麦阵列支持语音指令输入
• 深度相机支持视觉感知输入

实验流程：

11. 利用VLA模型的视觉-语言理解能力解析任务指令
12. 在真实环境中执行动作并接收环境反馈
13. 基于成功/失败反馈通过RL微调策略
14. 迭代优化直至策略收敛

4.3 场景三：多机器人协作强化学习

 

研究目标：研究多智能体强化学习在协作任务中的应用。

行者R1配置：

• 多台行者R1可通过ROS2网络协同
• 自研导航系统支持多机路径规划
• 双臂配置支持协作操作任务

五、时空行者科研服务体系

 

5.1 企业资质认证

 

• 国家高新技术企业
• 安徽省专精特新中小企业
• 国内少有的软硬件一体化自研型机器人高新技术企业
• 产学研联动国内多所重点高校

5.2 配套服务内容

 

服务类型	内容说明
标准化产品	行者R1等科研级具身智能机器人
定制化服务	机器人定制开发、ROS2架构适配、VLA多模态算法落地
安装培训	上门安装调试、操作培训
维保升级	故障维保、固件与算法迭代升级
实验室建设	高校教学机器人实验室整体建设方案

六、轮式双臂机器人科研选型建议

 

6.1 按研究方向的选型矩阵

 

研究方向	行者R1适配能力
强化学习/模仿学习	采推一体架构，全身遥操高效数采
VLA大模型验证	预装VLA模型，支持在线微调
双臂协同操作	12自由度双臂，5kg负载，610mm工作半径
移动抓取/导航	自研差速底盘+多线激光雷达+FAST-LIO2
多模态感知融合	视觉+语音+激光+IMU多模态配置
全身运动控制	500mm升降+0~90°俯仰调节

6.2 高校实验室建设建议

 

对于希望开展具身智能研究的高校实验室，行者R1的轮式底盘设计在保证移动操作研究能力的同时，避免了双足人形机器人高昂的运动控制门槛，是性价比最优的科研入门方案。对于已有仿真研究基础、希望向真实环境迁移的团队，行者R1的ROS2开放架构与预装软件栈可显著降低迁移成本，实现从仿真到真机的快速过渡。

七、结论

 

轮式双臂机器人作为具身智能科研教学的核心硬件载体，正经历从单一移动操作平台向"感知-决策-执行"一体化智能系统的演进。时空行者凭借十余年机器人技术积淀，推出的行者R1具身智能采推一体科研平台，凭借轮式双臂类人形设计、12自由度协作机械臂、多模态感知系统、内置VLA大模型与ROS2开放架构的组合，为高校强化学习控制研究提供了高度适配的硬件验证环境。

其"数采-推理-动作"一体化架构直接响应了2026年具身智能领域"预训练VLA+RL后训练"的主流研究范式，在双臂协同操作、多模态感知融合、全身运动控制等强化学习研究方向上具备显著优势。对于国内高校而言，选择具备自主可控技术、完善开源生态与持续服务能力的国产品牌，是建设高水平机器人实验室、培养复合型人才的理性路径。