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(gè)機(jī)械關(guān)節(jié)達(dá)到二自由度360度運(yùn)動(dòng)范圍

青島日?qǐng)?bào)社／觀海新聞?dòng)?機(jī)器人關(guān)節(jié)是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的核心部件，直接影響各類(lèi)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(kāi)智能系統(tǒng)有限公司歷時(shí)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(shí)現(xiàn)二自由度360度旋轉(zhuǎn)，重復(fù)定位精度±0．01毫米，多項(xiàng)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(jì)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(kāi)發(fā)”專(zhuān)項(xiàng)，該研發(fā)任務(wù)于2023年通過(guò)山東省科技廳組織的專(zhuān)家驗(yàn)收，目前正在青島一家商用車(chē)制造企業(yè)內(nèi)開(kāi)展原創(chuàng)功能驗(yàn)證，預(yù)計(jì)最快將于2026年投入商業(yè)化應(yīng)用。

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

在歐開(kāi)智能位于上合示范區(qū)核心區(qū)的廠房?jī)?nèi)，記者看到了這款球關(guān)節(jié)智能機(jī)器人樣品。與廠房?jī)?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(kāi)智能董事長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)320度運(yùn)轉(zhuǎn)?！八耘c人類(lèi)相比，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力還有很大不足。這也是人形機(jī)器人走起路來(lái)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(gè)關(guān)節(jié)達(dá)到了兩個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)360度無(wú)死角工作運(yùn)動(dòng)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(dòng)的方向或方式，一個(gè)關(guān)節(jié)中有兩個(gè)自由度意味著該關(guān)節(jié)可以在兩個(gè)不同方向上獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。例如，人類(lèi)的腕關(guān)節(jié)就是一個(gè)關(guān)節(jié)兩個(gè)自由度，使得腕關(guān)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)多種靈活的手部動(dòng)作，如抓握、轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)等。

為了配合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的重要變化，歐開(kāi)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(kāi)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(shí)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(shí)現(xiàn)同一個(gè)較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，普通機(jī)器人可能需要配備六七個(gè)直角關(guān)節(jié)，而球關(guān)節(jié)機(jī)器人只需要三個(gè)就可實(shí)現(xiàn)。

“球關(guān)節(jié)機(jī)器人在工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面與常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人有著非常大的差異，所以其原創(chuàng)性驗(yàn)證的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。”張曉蘭說(shuō)，整個(gè)驗(yàn)證周期需要兩至三年時(shí)間，預(yù)計(jì)最快將于2026年開(kāi)啟商業(yè)化落地，屆時(shí)將首先在歐開(kāi)智能深耕的工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用，未來(lái)也會(huì)尋找人形機(jī)器人賽道合作伙伴。（青島日?qǐng)?bào)／觀海新聞?dòng)浾?王萌）