中國(guó)供應(yīng)鏈已占全球人形機(jī)器人零部件63%的份額,它們像人類(lèi)的骨骼、肌肉與神經(jīng)一樣精密協(xié)作。特斯拉Optimus每臺(tái)身上超過(guò)1000個(gè)核心部件,60%以上由中國(guó)企業(yè)制造。拆開(kāi)一臺(tái)機(jī)器人,你會(huì)看到這些決定性能的關(guān)鍵零件正在量產(chǎn)落地。
一、行星滾柱絲杠是機(jī)器人的“肌肉纖維”
在特斯拉Optimus的腿部、腰部等承重關(guān)節(jié)里,藏著手指粗的金屬桿。它負(fù)責(zé)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)的直線位移,誤差小于0.01毫米。恒立液壓的滾柱絲杠已進(jìn)入特斯拉供應(yīng)鏈,每臺(tái)機(jī)器人需要14根這樣的“肌肉纖維”。浙江企業(yè)五洲新春開(kāi)發(fā)的微型絲杠,能讓機(jī)器人手指抓取雞蛋而不碎裂。
二、諧波減速器像“關(guān)節(jié)軟骨”
機(jī)器人肘部和手腕的靈活轉(zhuǎn)動(dòng),靠的是這種碗口大小的金屬環(huán)。蘇州企業(yè)綠的諧波的產(chǎn)品,通過(guò)內(nèi)部柔輪的彈性變形實(shí)現(xiàn)減速,占據(jù)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人60%市場(chǎng)。一臺(tái)人形機(jī)器人上肢需6個(gè)諧波減速器,國(guó)產(chǎn)件成本比日本品牌低40%。
三、六維力傳感器充當(dāng)“末梢神經(jīng)”
寧波企業(yè)柯力傳感生產(chǎn)的硬幣大小傳感器,能同時(shí)感知6個(gè)方向的力和扭矩。當(dāng)機(jī)器人抓取玻璃杯時(shí),它實(shí)時(shí)反饋力度數(shù)據(jù),防止捏碎或滑落。這是全球唯三能量產(chǎn)±0.1%精度產(chǎn)品的企業(yè),已通過(guò)Optimus足部平衡認(rèn)證。
四、空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)“指尖芭蕾”
鳴志電器研發(fā)的電機(jī)比紐扣還小,卻能讓機(jī)器人拇指完成0.1秒內(nèi)的快速捏合。全球僅三家企業(yè)掌握該技術(shù),中國(guó)占15%市場(chǎng)份額。小米CyberOne的靈巧手就靠它實(shí)現(xiàn)握筆寫(xiě)字。
五、關(guān)節(jié)模組是“運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)”
三花智控為特斯拉提供的集成模塊,把電機(jī)、減速器、軸承打包成拳頭大小的單元。這種“即插即用”設(shè)計(jì)讓Optimus單腿能承重80公斤,江蘇企業(yè)拓普集團(tuán)的同類(lèi)產(chǎn)品已進(jìn)入送樣階段。
六、電子皮膚賦予“觸覺(jué)感知”
深圳奧比中光開(kāi)發(fā)的仿生皮膚,布滿每平方厘米100個(gè)壓力感應(yīng)點(diǎn)。當(dāng)護(hù)理機(jī)器人攙扶老人時(shí),它能感知手臂壓力分布,自動(dòng)調(diào)整支撐力度。小米人形機(jī)器人的視覺(jué)模塊也由其供應(yīng)。
七、RV減速器撐起“鋼鐵骨骼”
雙環(huán)傳動(dòng)的產(chǎn)品安裝在機(jī)器人髖關(guān)節(jié),承載全身重量沖擊。這種由30個(gè)精密齒輪組成的部件,打破日本企業(yè)十年壟斷,今年訂單同比翻倍。
八、控制器如同“運(yùn)動(dòng)小腦”
埃斯頓研發(fā)的芯片能同時(shí)處理32個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。當(dāng)機(jī)器人跨越障礙時(shí),它在0.01秒內(nèi)計(jì)算腿部抬升角度和重心偏移,防止摔倒。該技術(shù)已用于工業(yè)焊接機(jī)器人動(dòng)態(tài)平衡。
九、固態(tài)電池提供“持久耐力”
寧德時(shí)代為優(yōu)必選機(jī)器人定制的電池組,續(xù)航達(dá)8小時(shí)。采用汽車(chē)級(jí)電池管理技術(shù),在-20℃低溫環(huán)境仍保持90%效能,保障戶外作業(yè)機(jī)器人持續(xù)工作。
十、自潤(rùn)滑軸承實(shí)現(xiàn)“無(wú)聲運(yùn)轉(zhuǎn)”
龍溪股份的關(guān)節(jié)軸承涂有0.1毫米高分子涂層。這種技術(shù)讓宇樹(shù)科技四足機(jī)器人的膝關(guān)節(jié)在負(fù)重20公斤時(shí),摩擦噪音低于40分貝,接近人類(lèi)關(guān)節(jié)的活動(dòng)聲響。
總之,人形機(jī)器人有突出的特征和優(yōu)勢(shì),在機(jī)械構(gòu)造、智能化、擬人仿生等技術(shù)領(lǐng)域取得顯著進(jìn)步。
一是實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械的突破。人形機(jī)器人雙足站立奔跑、五指抓取等動(dòng)作逐漸成熟,推動(dòng)了傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制、環(huán)境感知等技術(shù)發(fā)展,使機(jī)器人能夠在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行和執(zhí)行多樣化任務(wù)。
二是實(shí)現(xiàn)了智力水平的突破。在傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)賦能下,人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部世界的更強(qiáng)感知,能夠主動(dòng)適應(yīng)外部環(huán)境變化,這使機(jī)器人具有更強(qiáng)的自主性和柔性。
三是實(shí)現(xiàn)了擬人仿生的突破。人形機(jī)器人的外形設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的親近感,與人的交互更加簡(jiǎn)便,使用者不需要專(zhuān)門(mén)學(xué)習(xí),就可以通過(guò)人類(lèi)語(yǔ)言向機(jī)器人下達(dá)指令,這使得機(jī)器人能夠進(jìn)入更多非專(zhuān)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。
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