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“中國智造”走向世界:國產靈巧手商業化崛起之路
時間:2024-07-31 來源:中國機器人網

前言:靈巧手,機器人的智能指尖。

沒有人能拒絕鋼鐵俠這身機械裝甲的超能力。

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事實上,機械手的發展可以追溯到60年前,當時被用來為部分殘障人士帶來新生。之后,國外也對這種新型的末端執行器展開了大量研究。

1974年,日本電工實驗室研發出第一款靈巧手Okada,是早期靈巧手的典型代表。1982年,美國猶他大學工程設計中心與麻省理工學院人工智能實驗室研制出UTAH/MIT多指機械手,采用模塊化結構設計。

20世紀末,隨著嵌入式硬件的發展,多指靈巧手的研究向著高系統集成度和豐富的感知能力提升的方向發展,進入了快速發展階段。英國Shadow機器人公司2004年研發的Shadow手,則是產品化的典型代表。

國外靈巧手研發起步較早,國內雖然起步較晚,但發展迅速。目前,國內參與者主要有因時機器人、帕西尼、智元機器人、騰訊等企業以及中科院、哈工大等科研機構和高校。

其中,得益于多年來在靈巧手及其核心執行部件微型伺服電缸上的深厚積累(點擊這里復習一下),因時機器人是國內最早實現靈巧手商業化量產的企業,也是第一家把靈巧手價格降到萬元水平的企業,服務客戶覆蓋國內外人形機器人本體、假肢廠、終端工廠及高校和科研機構等諸多領域。

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機器人的關鍵一“手”


作為人形機器人的執行工具,靈巧手不可或缺。如果說機器人是自動化的最后一公里,那么具有泛化通用能力的靈巧手則是機器人的最后一厘米。輕到拿捏水果,重到使用各類工具,甚至拉小提琴、彈鋼琴等,擁有靈巧手的機器人都可以做到。

8年刻苦攻關,筑起技術研發的護城河。自2016年成立之初,因時機器人就立足于機器人核心零部件的研發生產。迄今,其仿人五指靈巧手已開發出第三代兩個系列的產品RH56BFX和RH56DFX,在技術可靠性、量產能力、成本控制和市場適應性等方面都展現出了較強的競爭力。

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據了解,因時機器人的仿人五指靈巧手采用創新型直線驅動設計,內部集成了6個力控微型伺服電缸。單手具有6個自由度和12個運動關節,外形美觀且高度仿真,結合力位混合控制算法,具有亞毫米級定位精度和數千克的負載能力。產品內部還集成了6個力傳感器,可以實時反饋手指的受力情況,通過對每一個手指抓握力的實時控制,實現對不同形狀、尺寸、材質與軟硬程度的物體更好的適應性和交互安全性。

另外,靈巧手手指采用欠驅動結構設計,同時具有被動保護機構,能夠被動卸載來自指背的彎曲力,保護結構安全。產品內嵌近20個標準動作庫,方便使用,產品優勢明顯,為更廣泛的應用場景提供了可能性。

作為國內首款商業化五指靈巧手,因時機器人靈巧手突破多項技術瓶頸,解決了靈巧手核心零部件集成度低,小型化不足的問題,并且大幅降低了多指靈巧手的重量和成本,同時提升了性能及可靠性。


人形機器人催生機遇


相比夾爪等其他末端夾具,靈巧手是面向未來的機器人產品。它的價值不在于當下,而是人類的明天。

如今,硬件和軟件技術大幅度提升,人形機器人拐點已至,隨著人形機器人操作能力的提升,靈巧手將迎來非常廣闊的市場應用前景。

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2023年開始,國內人形機器人產業發展突飛猛進。《人形機器人產業研究報告》預測,2024年中國人形機器人市場規模將達約27.6億元,到2029年達到750億元,將占世界總量的32.7%,比例位居世界第一,到2035年有望達到3000億元規模。

浙商證券最新研報則指出,隨著人形機器人技術的飛躍和應用領域的拓寬,2030年,全球人形機器人靈巧手市場規模有望突破568億元人民幣,年復合增長率高達35%。

但是,因為靈巧手的重要性和技術復雜性,導致一直以來的價格居高不下,甚至被稱為機器人中的“百達翡麗”。而因時機器人不僅在2020年率先實現靈巧手的商業化量產,更是首次將靈巧手的價格降到數萬元水平。

要知道,現在國外的許多靈巧手產品售價依然動輒幾十萬人民幣。很多研究機構在拆解人形機器人各零部件成本時,都擔心靈巧手會成為未來人形機器人降本的制約因素。而因時機器人表示:靈巧手絕不會成為人形機器人降本門檻。

因時機器人能夠大幅降低靈巧手的售價,不僅是靠著出色的產品設計能力,還得益于靈巧手內部非常核心的線性執行器——微型伺服電缸自研自產自主可控。一只靈巧手內集成了6個力控型微型伺服電缸,通過連桿結構,最終實現五指的彎曲和拇指的側擺運動。

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不斷迭代迎接挑戰


因時機器人在8年前躬身入局機器人核心零部件,就是看到了行業的普遍痛點——零部件成本高且主要依賴進口,同時也是看好泛自動化行業未來前景。

事實證明,因時機器人的選擇非常正確,因為早做準備才能夠承接住爆發的人形機器人市場機會;因為零部件自研,才能夠控制成本。

目前,微型伺服電缸已成為新能源、半導體、3C自動化等行業高端精密裝備的重要零件,年出貨量達萬臺以上。因此,從靈巧手成熟度、成本控制、量產能力等方面做比較,因時機器人的確算得上是最具競爭力的靈巧手廠商。

了解因時機器人新款仿人五指靈巧手產品也即將面世。值得注意的是,新一代靈巧手負載能力有了較大提升RH56DFX系列靈巧手四指指尖抓握力有1KG,拇指指尖抓握力可達1.5KG,新一代靈巧手的指尖抓握力水平直接提高到3KG,幾乎與人手無異。并且,新一代產品壽命也得到了極大提升,同時也集成觸覺傳感器。

作為領先的仿人五指靈巧手企業,因時機器人已與大多數人形機器人企業開展合作,并獲得批量訂單,其靈巧手的累計出貨量已突破千臺。

我們也期待,因時機器人能夠緊跟時代步伐,保持在微小型伺服控制部件與仿人五指靈巧手領域的品牌領先地位,就像創立伊始說的“因技術而生,逢‘智造’之時”一樣,讓中國智造享譽世界。