人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化之路面臨諸多挑戰(zhàn)，其中，核心零部件的性能優(yōu)化與成本控制是制約其發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸之一。目前全球市場(chǎng)人形機(jī)器人正向輕量化、實(shí)用化、高可靠性和低成本化發(fā)展與進(jìn)步，這便離不開(kāi)精密零件、新型材料、AI算法以及系統(tǒng)集成這四大核心技術(shù)的支撐。

01超輕量一體化關(guān)節(jié)

作為仿人型機(jī)器人動(dòng)力域的核心執(zhí)行單元，人形機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的“心臟”，一體化關(guān)節(jié)模組承載著精密傳動(dòng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)及能量?jī)?yōu)化的三重使命，對(duì)于推動(dòng)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要影響。在人形機(jī)器人的構(gòu)造中,關(guān)節(jié)的性能直接決定了人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度、速度和靈活性。關(guān)節(jié)的高集成設(shè)計(jì)和精密制造涉及到多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，其制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料和加工精度要求極高，使得其成本居高不下。據(jù)行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)算，一體化伺服關(guān)節(jié)模組在人形機(jī)器人總成本中的占比高達(dá)50%以上，是名副其實(shí)的價(jià)值核心。其量產(chǎn)良率與成本控制已成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵破局點(diǎn)。

機(jī)器人關(guān)節(jié)模組行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之一是智能化和集成化。隨著傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，關(guān)節(jié)模組將具備更高的自主感知和決策能力，能夠適應(yīng)更復(fù)雜的工作環(huán)境和任務(wù)需求。

超輕量化則是關(guān)節(jié)模組的另一個(gè)顯著的發(fā)展趨勢(shì)，隨著材料科學(xué)和制造工藝的進(jìn)步，關(guān)節(jié)模組采用更輕便的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以降低機(jī)器人的整體重量，提高其運(yùn)動(dòng)效率和能源利用率。輕量化設(shè)計(jì)對(duì)于提升機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能和適應(yīng)性具有重要意義，尤其是在航空航天、物流搬運(yùn)等領(lǐng)域。

在此背景下，四川天鏈機(jī)器人憑借其20余年在機(jī)器人行業(yè)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，依托于核心的諧波減速機(jī)正向研發(fā)技術(shù)，在內(nèi)嵌式伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了一系列優(yōu)化，創(chuàng)新性的將伺服電機(jī)與特制諧波減速機(jī)高度集成。從磁場(chǎng)、定子繞組、轉(zhuǎn)子慣量到結(jié)構(gòu)拓?fù)洌轿恢?，成功提高了電機(jī)扭矩密度，同時(shí)降低了轉(zhuǎn)子慣量，在極小的體積與重量下集成了高精度輸入輸出編碼器、輸出扭力傳感器（直接測(cè)力）、制動(dòng)器、驅(qū)控、溫度傳感器等功能單元，具有極高的扭矩與體積重量比。同時(shí)巧妙地把電機(jī)與波發(fā)生器結(jié)合在一起，有效精簡(jiǎn)零件數(shù)量，最終推出了關(guān)節(jié)扭矩密度高達(dá)450Nm的超輕量一體化關(guān)節(jié)，擁有多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品體積和重量的大幅縮減。

相較于市面上普通同型號(hào)關(guān)節(jié)產(chǎn)品，重量減輕50%，體積減小約50%，扭矩提升約50%，關(guān)節(jié)主體結(jié)構(gòu)具備IP54防護(hù)等級(jí)（特殊定制機(jī)型可達(dá)到IP67)，可實(shí)現(xiàn)360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，極大地拓展應(yīng)用范圍，專(zhuān)攻對(duì)機(jī)器人輕量化有極致追求的應(yīng)用場(chǎng)景。極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，全面提升了整體性能。能夠確保在各種嚴(yán)苛工況下穩(wěn)定可靠運(yùn)行，為人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活、精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

02超輕量協(xié)作機(jī)器人

基于一體化關(guān)節(jié)的底層技術(shù)突破，天鏈同步推出全球首款抓重比2:1的超輕量協(xié)作機(jī)器人，本體重8公斤左右，有效工作半徑600mm，全臂展可以額定抓取10公斤，極限抓取重量甚至超過(guò)15公斤，超自重2倍。

該機(jī)械臂每個(gè)關(guān)節(jié)均含制動(dòng)器，集成感知能力、關(guān)節(jié)力矩傳感器、電流估算力反饋模型、3D視覺(jué)等技術(shù)，具有全隱藏線束、拖拽示教、力反饋及超高功率密度等特點(diǎn)，本體輕盈小巧，是未來(lái)工業(yè)智能化、協(xié)作化、數(shù)字化的代表，應(yīng)用場(chǎng)景豐富，滿足無(wú)人配送、無(wú)人售賣(mài)、餐飲食品制作、醫(yī)療護(hù)理及農(nóng)產(chǎn)品采摘等新興自動(dòng)化市場(chǎng)需求。

四川天鏈機(jī)器人公司擁有近200余項(xiàng)專(zhuān)利，其中發(fā)明專(zhuān)利75項(xiàng)。多年持續(xù)深耕機(jī)器人核心技術(shù)，形成了自研自產(chǎn)的全棧式生態(tài)鏈路。未來(lái)將繼續(xù)深耕人形機(jī)器人及機(jī)器人核心零部件的研發(fā)、生產(chǎn)，并且為客戶提供機(jī)器人技術(shù)服務(wù)和相關(guān)行業(yè)化解決方案。

*文章轉(zhuǎn)自天鏈機(jī)器人