青企研發(fā)全球領(lǐng)先球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人

仿造人體關(guān)節(jié)，單個機(jī)械關(guān)節(jié)達(dá)到二自由度360度運(yùn)動范圍

青島日報社／觀海新聞訊 機(jī)器人關(guān)節(jié)是機(jī)器人運(yùn)動的核心部件，直接影響各類機(jī)器人操作的靈活性、精度和負(fù)載能力。記者近日在采訪中獲悉，青島歐開智能系統(tǒng)有限公司歷時5年，仿造人體骨骼關(guān)節(jié)，成功研發(fā)出球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人，該機(jī)器人單關(guān)節(jié)可實現(xiàn)二自由度360度旋轉(zhuǎn)，重復(fù)定位精度±0．01毫米，多項參數(shù)指標(biāo)達(dá)到全球領(lǐng)先水平。

作為2017年山東省發(fā)布的重點(diǎn)研發(fā)計劃中“面向裝配作業(yè)的人機(jī)協(xié)作型雙臂七自由度機(jī)器人的開發(fā)”專項，該研發(fā)任務(wù)于2023年通過山東省科技廳組織的專家驗收，目前正在青島一家商用車制造企業(yè)內(nèi)開展原創(chuàng)功能驗證，預(yù)計最快將于2026年投入商業(yè)化應(yīng)用。

歐開智能研發(fā)的球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人。王萌 攝

在歐開智能位于上合示范區(qū)核心區(qū)的廠房內(nèi)，記者看到了這款球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人樣品。與廠房內(nèi)其他工業(yè)機(jī)器人相比，它最突出的特點(diǎn)在于連接機(jī)械手臂的關(guān)節(jié)為球形。歐開智能董事長張曉蘭告訴記者，市面上大多數(shù)機(jī)器人都是直角關(guān)節(jié)，這種結(jié)構(gòu)方式導(dǎo)致單關(guān)節(jié)最多能實現(xiàn)320度運(yùn)轉(zhuǎn)?！八耘c人類相比，機(jī)器人運(yùn)動能力還有很大不足。這也是人形機(jī)器人走起路來有些‘別扭’的原因之一?！睆垥蕴m介紹，球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人仿造人體關(guān)節(jié)，把直角關(guān)節(jié)變成球型關(guān)節(jié)，讓一個關(guān)節(jié)達(dá)到了兩個自由度，實現(xiàn)360度無死角工作運(yùn)動范圍。

關(guān)節(jié)的自由度指的是關(guān)節(jié)能夠獨(dú)立運(yùn)動的方向或方式，一個關(guān)節(jié)中有兩個自由度意味著該關(guān)節(jié)可以在兩個不同方向上獨(dú)立運(yùn)動。例如，人類的腕關(guān)節(jié)就是一個關(guān)節(jié)兩個自由度，使得腕關(guān)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)多種靈活的手部動作，如抓握、轉(zhuǎn)動和擺動等。

為了配合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的重要變化，歐開智能又投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)，委托納博特斯克等世界一流的減速器、傳感器、微電機(jī)制造企業(yè)精進(jìn)了微電機(jī)、傳感器、減速器等部件。歐開智能研發(fā)的球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人有效負(fù)載5千克，有效臂展950毫米，重復(fù)定位精度±0．01毫米，單關(guān)節(jié)實現(xiàn)二自由度360度旋轉(zhuǎn)，其定位精度、反應(yīng)速度和工作范圍，都是全球最好水平。而且，如要實現(xiàn)同一個較為復(fù)雜的運(yùn)動目標(biāo)，普通機(jī)器人可能需要配備六七個直角關(guān)節(jié)，而球關(guān)節(jié)機(jī)器人只需要三個就可實現(xiàn)。

“球關(guān)節(jié)機(jī)器人在工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面與常見的工業(yè)機(jī)器人有著非常大的差異，所以其原創(chuàng)性驗證的時間會比較長?！睆垥蕴m說，整個驗證周期需要兩至三年時間，預(yù)計最快將于2026年開啟商業(yè)化落地，屆時將首先在歐開智能深耕的工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用，未來也會尋找人形機(jī)器人賽道合作伙伴。（青島日報／觀海新聞記者 王萌）