特斯拉投資者日展示了人形機(jī)器人“自己造自己”的能力，這讓人們意識(shí)到，人形機(jī)器人距離走進(jìn)人類生活似乎已經(jīng)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。
但這個(gè)過(guò)程中仍有一些問(wèn)題尚待解決。例如馬斯克就提出了特斯拉對(duì)于人形機(jī)器人需求的一個(gè)疑惑：“市場(chǎng)上找不到足夠小的，可以用于人形機(jī)器人的執(zhí)行器。”
那么究竟是什么樣的執(zhí)行器，才能夠滿足人形機(jī)器人的需求？
從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，由于人形機(jī)器人需求主要集中在生活生產(chǎn)、教育、導(dǎo)引、陪伴等消費(fèi)級(jí)場(chǎng)景，這使得相比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人對(duì)系統(tǒng)和零部件的需求更為精密高端。
這種有別于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的差異化需求，或許將導(dǎo)致零部件市場(chǎng)格局出現(xiàn)很大變化，也使得【因時(shí)機(jī)器人】等擁有微型精密運(yùn)動(dòng)部件核心技術(shù)的企業(yè)開(kāi)始嶄露頭角。
全新的零部件趨勢(shì)已經(jīng)出現(xiàn)
人形機(jī)器人相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，作業(yè)能力需求大幅提升。而要想提高機(jī)器人的作業(yè)能力，或者說(shuō)提升機(jī)器人的靈巧操作能力和自由度，必然對(duì)于核心零部件提出了更多擴(kuò)展與突破需求。
在零部件端，需求市場(chǎng)一直具有較大彈性且呈現(xiàn)出三個(gè)重要的趨勢(shì)。
首先就是微型化。因?yàn)槿诵螜C(jī)器人需要在有限的體積下實(shí)現(xiàn)大能量，這意味著零部件需要體積更小、重量更輕，卻有更強(qiáng)的功率密度和更精密的控制。
其次是模塊化。由于人形機(jī)器人很可能成為消費(fèi)品，那么為了方便優(yōu)化售后服務(wù)流程，降低研發(fā)難度、縮短研發(fā)周期、降低迭代成本，企業(yè)在生產(chǎn)端必然需要簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程和供應(yīng)鏈管理流程，模塊化就成為一種必然的選擇。
最后是柔性化。人形機(jī)器人想要更好融入環(huán)境，就必須在作業(yè)過(guò)程中更安全、更靈活，這意味著零部件端需要具備力感知、力控制。
結(jié)合這三點(diǎn)趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)器人大講堂發(fā)現(xiàn)，因時(shí)機(jī)器人推出微型伺服電缸零部件產(chǎn)品，恰好就滿足了這些方向。
尺寸不足成人手指大小，重量最小只有21克，卻能夠高效率進(jìn)行能量傳輸，最大負(fù)載能力可達(dá)數(shù)十公斤。從參數(shù)來(lái)看，微型伺服電缸無(wú)疑具有體積小、負(fù)載大等技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)行程范圍內(nèi)任意位置精確伺服控制，重復(fù)定位精度可達(dá)微米級(jí)。
而且值得一提的是，微型伺服電缸還內(nèi)置了絕對(duì)位置傳感器，具有速度控制、位置控制、精密力控等多種運(yùn)動(dòng)控制模式，斷電后不會(huì)丟失位置信息，無(wú)需找零位，進(jìn)一步方便了開(kāi)發(fā)者的研究和使用。
強(qiáng)大的微型伺服電缸背后
在此前，因時(shí)機(jī)器人的仿人五指靈巧手得到了諸多企業(yè)、高校及科研實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可，被作為人形機(jī)器人末端—手，或者集成到機(jī)械臂上用于服務(wù)、特種作業(yè)或遠(yuǎn)程操控等場(chǎng)景。
但許多人不知道的是，因時(shí)機(jī)器人這款仿人五指靈巧手能達(dá)到亞毫米級(jí)定位精度和數(shù)千克負(fù)載能力，所采用的就是創(chuàng)新型直線驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，內(nèi)部集成了6個(gè)力控微型伺服電缸。因?yàn)橹圃祆`巧手的核心零部件掌握在自己手里，所以因時(shí)機(jī)器人可以將靈巧手的成本大幅下降并能夠大規(guī)模量產(chǎn)。
機(jī)器人大講堂了解到，因時(shí)機(jī)器人創(chuàng)立于2016年，一直專注于微型精密運(yùn)動(dòng)部件的研發(fā)制造，創(chuàng)新性突破了多項(xiàng)加工、制造工藝和高性能伺服控制技術(shù)。微型伺服電缸更是填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)精密微小型直線伺服運(yùn)動(dòng)部件的市場(chǎng)空白，在微小型、高精度和力控技術(shù)等方面甚至超過(guò)了海外競(jìng)品。正是因?yàn)槭掷锢卫握莆罩鴻C(jī)器人核心零部件，才有了靈巧手等末端執(zhí)行器的成功。
從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，如此小巧玲瓏的微型伺服電缸內(nèi)部卻嘆為觀止的集成了高精密減速器、高性能空心杯電機(jī)、絲桿機(jī)構(gòu)、傳感器以及伺服控制系統(tǒng)。
如果拆分開(kāi)會(huì)看到，高轉(zhuǎn)速空心杯電機(jī)提供了較高的功率密度，而采用特殊制造工藝的精密行星減速器則讓減速器外徑保持在9mm以內(nèi)，高性能螺桿結(jié)構(gòu)也是一種全新的精密零部件設(shè)計(jì)方案，多項(xiàng)技術(shù)疊加才使得整體設(shè)計(jì)更為緊湊。
因時(shí)機(jī)器人透露，該減速機(jī)采用特殊制造工藝，實(shí)現(xiàn)0.2以下模數(shù)金屬齒輪的高精度、低成本批量制造，而高性能螺桿結(jié)構(gòu)同樣采用特殊制造工藝，目前可以實(shí)現(xiàn)T型絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲桿的高精度、低成本批量制造。
機(jī)器人大講堂認(rèn)為，由于因時(shí)機(jī)器人從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造工藝階段就實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新以及集成優(yōu)化，同時(shí)在各個(gè)核心元件都可以做到完全自主研發(fā)制造，才保證了能在更小體積的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了驅(qū)控一體化，也有了當(dāng)前我們看到的微型伺服電缸產(chǎn)品。
高延展性雛形
如今，特斯拉人形機(jī)器人的入場(chǎng)，已經(jīng)激發(fā)了泛服務(wù)機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)活力，科技大廠紛紛快速入局。
有機(jī)構(gòu)預(yù)估，如果全球11.6%勞動(dòng)者被機(jī)器人取代，則人形機(jī)器人全球市場(chǎng)可達(dá)100萬(wàn)億級(jí)別，這也使得2021—2030年全球人形機(jī)器人核心零部件市場(chǎng)規(guī)模CAGR有望達(dá)到約91%。
但由于人形機(jī)器人的高精密零部件涉及技術(shù)領(lǐng)域涵蓋嵌入式軟硬件、伺服控制技術(shù)、工業(yè)總線技術(shù)、電機(jī)設(shè)計(jì)、傳感器設(shè)計(jì)、材料加工工藝等技術(shù)，我國(guó)能實(shí)現(xiàn)的企業(yè)較少，且在高端領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力偏低，這已經(jīng)成為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的典型瓶頸。
可以預(yù)見(jiàn)，隨著人形機(jī)器人產(chǎn)品對(duì)于穩(wěn)定性、安全性的要求已經(jīng)愈發(fā)嚴(yán)格，使得人形機(jī)器人產(chǎn)品需要從技術(shù)、質(zhì)量、管理、售后等方面進(jìn)行嚴(yán)苛審核和評(píng)定，也使得整個(gè)產(chǎn)品的驗(yàn)證周期逐步加長(zhǎng)，對(duì)于零部件企業(yè)的同步開(kāi)發(fā)能力要求也意味著正逐漸提高。
因時(shí)機(jī)器人是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多具備這種同步開(kāi)發(fā)能力的企業(yè)。機(jī)器人大講堂了解到，在此之前，為了保證從研發(fā)到應(yīng)用終端產(chǎn)品的真正適用，因時(shí)機(jī)器人從基礎(chǔ)研發(fā)做起，后續(xù)又經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次加工、實(shí)驗(yàn)的漫長(zhǎng)過(guò)程，才將產(chǎn)品精度、壽命、品類均打磨到全球領(lǐng)先水平。
基于深厚技術(shù)積累，因時(shí)機(jī)器人旗下目前已經(jīng)誕生出了幾十款產(chǎn)品，擁有全部核心技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。尤其是微型伺服電缸，在機(jī)器人行業(yè)、精密制造業(yè)、生物醫(yī)療（醫(yī)美）器械及教育科研領(lǐng)域，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
目前，因時(shí)機(jī)器人已與全球眾多知名企業(yè)、高校達(dá)成技術(shù)合作，不斷推進(jìn)著行業(yè)發(fā)展。我們期待，未來(lái)因時(shí)機(jī)器人能有更多具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品誕生，扛起中國(guó)精密運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的大旗。
