乐鱼体育-人形机器人零部件市场的新机遇来临？这家企业抢跑

在不久之前，特斯拉机械人团队发布了其人形机械人设计研发的最新进展，视频中特斯拉将进步前辈的造车理念融入机械人制造，从假想到建模，再到加工成为一个可以工作的机械人，测验考试以智能高效的研发速度，重塑机械艺术。

在这个视频中，有相当年夜一部门镜头都落在了Optimus的履行器上。特斯拉经由过程正向自立设计，重塑了这类带有机电和齿轮组的驱动系统，并实现履行器布局优化和封装，进而在后续的仿真测试和练习训练中，得出最适合的活动学参数，加速了研发历程。

（图为特斯拉人型直线关节机电）

这其实打破了一个既有的人形机械人认知。即人形机械人与传统机械人很年夜的分歧点在在，其很难经由过程简单的零部件集成实现，假如只是纯真采购今朝市道上较年夜的零部件，不但所有系统所需的集成工作量呈指数型增加，还受限在部件的体积、自重，难以完成简练紧凑的封装设计。这时候候就需要人形机械人企业寻觅到更适合的零部件，进行更进一步的完全系统垂直设计，从而可以或许完全地依照设计需求对机械人进行改良，告竣快速交付和优化。

这就对我国的人形机械人零部件范畴提出了更高的要求。

近日，机械人年夜课堂存眷到了一家名为【因克斯智能科技】的新兴足式机械人关节机电范畴手艺立异者，其扎根在小型双足人形机械人范畴，推出了两款极具竞争力的关节模组，也许有望鞭策人形机械人迎来市场的爆发期。

（图为因克斯智能科技EC-A8112-P1-18）

▍小范畴，年夜将来

2023年以来，人形机械人的热度获得了显著晋升。3月1日，工业和信息化部部长金壮龙在国新办新闻发布会上明白暗示，工信部将研究制订将来财产成长步履打算，加速结构人形机械人等前沿范畴，这激发业内新一轮对人形机械人的热议。有阐发认为，人形机械人作为机械人范畴的通用型机械人，与电动汽车一样均属在变化性财产，其产物立异利用正处在起步阶段，在将来的延续产物形态立异和贸易化上仍有很是年夜的空间。

但是，不管是马斯克的Optimus机械人仍是优必选的Walker机械人，都注解人形机械人作为一个零部件集成度很是高的实体，其落地历程与手艺前进紧密亲密相干。这意味着当前要实现人形机械人财产的高质量成长，必定起首需要尽力实现要害焦点手艺冲破。

活动关节模组就是人形机械人的焦点部件之一，从特斯拉、小米等企业发布的原型机概念图可以发现，人形机械人年夜多都需要较多的活动关节模组才能实现较为活络的活动学要求，由于知足可行走、拿取，乃至拧螺丝、开幕布等邃密操作，常常要求更高的节制精度和响应速度传动系统，这对活动关节模组的自重、体积、功率密度提出了更进一步的要求。

人形机械人概念逐步升温后，投资机构纷纭加码了潜伏财产链上的多个受益标的，双环传动、绿的谐波、拓普团体等机械人零部件厂商的估值进一步抬升。但现实问题是，这些零部件出产企业所制造的焦点零部件，很难说真正合用在人形机械人。

一向以来，人形机械人的研究在良多高校尝试室和企业都在进行，但据领会，在研发初期，年夜多时辰他们都是利用伺服机电+谐波或摆线减速器来搭建本身的机械人。这致使做出来的机械人除本钱昂贵之外，还肉见可见得痴钝且粗笨，这背后就意味着关节机能跟不上、节制复杂等问题。

国内一向以来其实都有企业进行人形机械人部件相干研究，例如最早机械人年夜课堂报导过INNFOS的NE-30和后续多家协作机械人正抓紧开辟的一体化关节，其实都有望进一步利用在人形机械人范畴。

而现在，因克斯智能科技所研发推出的两款关节模组，无疑更是让人面前一亮。

（图为因克斯智能科技EC-A4310-P2-36）

▍晋升科研价值

因克斯智能科技所推出的两款关节模组具有很较着的特点，峰值扭矩密度年夜、重量轻。

我们从因克斯智能科技官网发布的参数来看，一款名为EC-A8112-P1-18的产物峰值扭矩90Nm，重量840g，别的一款名为EC-A4310-P2-36的产物峰值扭矩36Nm，重量仅为377g。

（图为因克斯智能科技两款产物参数）

对人形机械人的研发来讲，一向以来遭到硬件和调试困扰，具有峰值扭矩和重量这两个特点优势的关节模组，对人形机械人的研发帮忙很是较着。

一方面，就本钱而言，从一个更小型、更轻量的机械人入手，采纳同一的关节模组设计而来的机械人，综合采购本钱会有必然水平的下降，可让科研人员利用加倍便捷，加快研发历程，省去将分歧产物磨合在一路的时候，整体不变性也会加倍较着，这使得在本钱和调试时候上无疑更具优势。

（视频展现了峰值扭矩90Nm测试环境）

另外一方面，因为这两款产物的峰值扭矩/重量都很高，对足式机械人而言，峰值扭矩/重量越年夜，意味着机械人的承载能力、行走能力城市获得提高。这有望进一步减轻人形机械人的体积和重量，让终究整机产物更具有优势，同时设计上也轻易朝着更简练标的目的优化。

除这两个要害特点，机械人年夜课堂还发现，因克斯智能科技的两款产物今朝都配备双编码器。双编码器的优势不问可知，该方案在协作机械人上利用较多，在四足机械人上价值一样较着。

在此前，市道上年夜部门四足关节是不具有双编码器，这致使失落电输出真个零点会丢掉，是以在一些尝试室，四足机械人开机的时辰常常需要将腿摆放到特定位置，每次开机需要人工干涉干与，而有了双编码器，断电后重启也能反馈输出真个位置，开机不需要机械人的关节摆动到特定位置。

（图为因克斯智能科技产物剖面图）

▍产物降生的背后

人形机械人零部件的研发并不是一挥而就，很多问题触及到复杂的多学科交叉。例如为了提高机械人的灵活性、节制的结果，人形机械人有的一些关节转速需要到达120rpm以上，又有时辰需要衰减到20rpm，这就需要机械人关节模组的研发，除需要功率密度，其实还需要进一步斟酌到经常使用扭矩下的效力、发烧，需要的最高转速等等身分。

据机械人年夜课堂领会，在研发两款关节模组时，因克斯智能科技就斟酌到了具体利用到人形机械人场景下的多个难点痛点问题。据因克斯智能科技介绍，打造这两款的初志分歧，此中一款首要是基在客户需求，需要让30Kg四足机械人（此中机械人本体重18kg，负载12kg）可以或许长时候工作，其首要优势在在机电不会过热破坏，同时也能知足更多其他机械人产物的需求。别的一款则首要是想利用在企业搭建轻量化的机械臂，从而可以或许搭载在四足机械人、农业采摘机械人、足式机械人上。

（视频展现了延续扭矩30Nm测试环境）

因为四足机械人在行走进程中，其实对机电的负载是中断性的冲击载荷，这就很难在理论和仿真上计较出机电适合的设计参数。为了到达客户的现实要求，因克斯智能科技经由过程高强度测试堆集了年夜量的四足机械人行走数据，然落后行需要的热力学仿真，并正确地对首要发烧关节机电进行了优化处置，实现了其在正常踏步工况下触地时，关节负载力矩能小在其峰值力矩的1/5，从而才能将机电最高均衡温度应当在100度之内，实现了四足机械人长时候不变工作。

在此根本上，因克斯智能科技的研发人员由颠末频频的仿真设计与打样测试，均衡浩繁设计参数，耗时半年，终究才获得了EC-A8112-P1-18这款峰值扭矩高达90Nm，重量唯一840g，同时最高输出转速152rpm的产物。

（EC-A8112-P1-18官网宣扬截图）

EC-A4310-P2-36的降生初志也一样来自在需求。在此之前，因克斯智能科技的研发人员发现，市道上绝年夜大都足式机械人的关节模组都几近采取无刷机电。究其缘由，则是由于无刷机电的kv值较高，可以提高机械人的响应速度，但是这就致使机械人关节很难进行低速节制。在工业场景中，很多厂商轻忽了该痛点，但人形机械人的利用场景，特别是与人交互的利用场景，却不能不面临这类鼎力与小力之间快速且公道切换的问题。

（EC-A4310-P2-36官网宣扬截图）

因克斯智能科技的研发人员经由过程年夜量的尝试发现，要想实现例如空载转速3000rpm的无刷机电节制到20rpm且转速安稳，除机电自己要做齿槽转矩优化之外，节制算法上也需要做响应的优化。

为此，EC-A4310-P2-36不但经由过程正向研发设计，终究硬件能力上实现了额定扭矩高达12Nm，峰值扭矩可以高达36Nm，重量却唯一377g。在算法上，在试过PID、滑膜节制、ADRC等算法后，因克斯智能科技的研发人员发现这些都很难知足要求，在是颠末团队的不竭尽力，又自立研发出了高速无刷机电低速节制算法，可以实现0到峰值转速的95%定速节制，且转速波动很是安稳。

（图为A4310凹凸速节制测试演示）

该种算法共同带双编码器的，不但节制模式上可实现伺服节制、力位混控、力矩节制等随时无缝切换，还可以做到负载自顺应，活动安稳。以机械臂的一个利用场景为例，采纳该算法的机械臂，可以重量更轻却负载能力更年夜、速度更快，同时其还既可以进行搬石甲等粗操作，也能够进行邃密的操作。

（图为A4310精度节制测试演示）

按照两款产物的分歧，机械人年夜课堂认为，EC-A8112-P1-18也许首要可以合用在30kg以下四足的三个关节、小人型机械人（20kg之内）的年夜腿关节、膝关节上。而EC-A4310-P2-36则可合用在桌面机械臂、小人型机械人（20kg之内）的髋关节、踝关节、上半身关节等。

（图为人型机械人和关节模组利用位置示意图）

（图为采纳因克斯智能科技产物搭建的轻量化机械臂）

▍结语与将来

不管是工信部专门出台了人形机械人的政策，仍是本钱市场对人形机械人范畴的鞭策，人形机械人在国度计谋层面的鞭策下，已可以预感将会迎来一个快速成长期，人形机械人的落地也许比我们想象中的要快。

而一个很明白的逻辑就是，这必定带动上游零部件企业快速成长。由于人类有跨越200+个自由度，此中手部就有27个自由度，但人类快走的功耗只有500W。而当前人形机械人年夜多才只有有20个关节模组，功耗也很是高。

今朝，人形机械人的设计研究，还很年夜水平上仍然取决在设计方针中界说的具体使命和功能，但下降功耗的同时又具有类人的均衡/活动能力、高度的矫捷性且智能化水平极高，也许已成为一个明白的软硬件开辟标的目的。这其实就与因克斯智能科技的产物研发标的目的不约而合。

假如因克斯智能科技术够紧跟人形成长海潮，不竭优化和冲破用在人形机械人的关节模组，我们相信，跟着人形机械人的将来市场空间不竭扩年夜，将来2—5年人形机械人数亿美元的市场潜力释放并暴涨到几百亿美元，那末以每一个关节模组数千元人平易近币的价钱计较，全部关节模组市场潜力无疑远超预估，因克斯智能科技也将快速取得冲破十亿元的市场空间。

由此可以判定，这赛道具有强手艺实力的领军企业，值得本钱与企业投资开辟。

（Jack 机械人年夜课堂）