青企研發(fā)全球領先球關節(jié)智能機器人

仿造人體關節(jié)，單個機械關節(jié)達到二自由度360度運動范圍

青島日報社／觀海新聞訊 機器人關節(jié)是機器人運動的核心部件，直接影響各類機器人操作的靈活性、精度和負載能力。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，仿造人體骨骼關節(jié)，成功研發(fā)出球關節(jié)智能機器人，該機器人單關節(jié)可實現(xiàn)二自由度360度旋轉，重復定位精度±0．01毫米，多項參數(shù)指標達到全球領先水平。

作為2017年山東省發(fā)布的重點研發(fā)計劃中“面向裝配作業(yè)的人機協(xié)作型雙臂七自由度機器人的開發(fā)”專項，該研發(fā)任務于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)內開展原創(chuàng)功能驗證，預計最快將于2026年投入商業(yè)化應用。

歐開智能研發(fā)的球關節(jié)智能機器人。王萌 攝

在歐開智能位于上合示范區(qū)核心區(qū)的廠房內，記者看到了這款球關節(jié)智能機器人樣品。與廠房內其他工業(yè)機器人相比，它最突出的特點在于連接機械手臂的關節(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)機器人都是直角關節(jié)，這種結構方式導致單關節(jié)最多能實現(xiàn)320度運轉。“所以與人類相比，機器人運動能力還有很大不足。這也是人形機器人走起路來有些‘別扭’的原因之一。”張曉蘭介紹，球關節(jié)智能機器人仿造人體關節(jié)，把直角關節(jié)變成球型關節(jié)，讓一個關節(jié)達到了兩個自由度，實現(xiàn)360度無死角工作運動范圍。

關節(jié)的自由度指的是關節(jié)能夠獨立運動的方向或方式，一個關節(jié)中有兩個自由度意味著該關節(jié)可以在兩個不同方向上獨立運動。例如，人類的腕關節(jié)就是一個關節(jié)兩個自由度，使得腕關節(jié)能夠實現(xiàn)多種靈活的手部動作，如抓握、轉動和擺動等。

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

“球關節(jié)機器人在工作原理、結構設計等方面與常見的工業(yè)機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)機器人領域應用，未來也會尋找人形機器人賽道合作伙伴。（青島日報／觀海新聞記者 王萌）