innfos歷經(jīng)數(shù)年研發(fā)智能柔性關(guān)節(jié)，解決了世界機(jī)器人大難題

“智能新生態(tài)，開(kāi)放新時(shí)代”2019世界機(jī)器人大會(huì)于8月20日-8月25日，在北京亦創(chuàng)國(guó)際會(huì)展中心舉辦。innfos作為高端機(jī)器人的智能柔性執(zhí)行器方案提供商，攜自主研發(fā)的全系列智能柔性執(zhí)行器sca(smart compliant actuator)參展。

展會(huì)期間，innfos發(fā)布了兩個(gè)系列的新型執(zhí)行器，其中一款產(chǎn)品為針對(duì)多足機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高性能執(zhí)行器qdd-nu80。據(jù)了解，這也是qdd-nu80的全球首發(fā)。

接下來(lái)，我們從以下角度來(lái)深度解讀innfos發(fā)布qdd-nu80的意義。四足機(jī)器人執(zhí)行器面臨了哪些挑戰(zhàn)?qdd-nu80解決了四足機(jī)器人哪些難題?它的發(fā)布將對(duì)四足機(jī)器人領(lǐng)域產(chǎn)生何種影響?

近幾年來(lái)，由于種種原因，四足機(jī)器人成為很多高校與公司爭(zhēng)相研發(fā)的機(jī)器人項(xiàng)目。四足機(jī)器人領(lǐng)域越來(lái)越熱，其中一些國(guó)外公司與高校的明星產(chǎn)品，頻頻刷爆我們的朋友圈。

目前，亞太區(qū)有2個(gè)比較熱門(mén)的機(jī)器人賽事——robocon大賽和中國(guó)機(jī)器人大賽，均設(shè)有四足機(jī)器人的比賽項(xiàng)目。波士頓動(dòng)力宣布今年將發(fā)布首款商用四足機(jī)器人，更是將四足機(jī)器人的討論推向了高潮。

就像當(dāng)初的大疆一樣，四足機(jī)器人的市場(chǎng)馬上就要崛起。在這種大環(huán)境之下，四足執(zhí)行器的需求量將會(huì)非常巨大。隨著伺服技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)需求的日益增加，四足機(jī)器人的革新突破面臨了成本、技術(shù)等一系列的挑戰(zhàn)。

一位研究四足機(jī)器人的工程師說(shuō)，四足機(jī)器人要求執(zhí)行器具有扭矩密度大、功率密度大、控制系統(tǒng)高度集成、柔性控制等特性。能夠滿(mǎn)足這些需求的執(zhí)行器，市場(chǎng)的可選擇性少之又少。

縱觀全球知名的幾款四足機(jī)器人，如波士頓動(dòng)力的spotmini、mit的小獵豹、eth的anymal、宇樹(shù)科技的laikago等等，四足往往需要站立、走動(dòng)、彈跳、負(fù)載等等，甚至在不同的路面環(huán)境中完成相應(yīng)的任務(wù)。這些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，使得四足機(jī)器人必須對(duì)其執(zhí)行器要求苛刻。

qdd-nu80采用了一體化設(shè)計(jì)和超輕量化設(shè)計(jì)，體積更小，重量更輕，結(jié)構(gòu)更薄，可用于多足機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、力控外骨骼等。不僅如此，qdd-nu80還能夠滿(mǎn)足四足機(jī)器人所有的需求，無(wú)論是在控制性能還是在成本上，都要優(yōu)于傳統(tǒng)的伺服電機(jī)，成為四足機(jī)器人專(zhuān)屬的高性能執(zhí)行器。

四足機(jī)器人的減速機(jī)大部分情況下會(huì)在10比以下，在外觀上也要求輕、薄。目前市售10比以下的減速機(jī)是行星減速機(jī)，又重又長(zhǎng)，不適合此場(chǎng)景的應(yīng)用，往往需要去進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的定制。

qdd-nu80是innfos sca中采用行星減速器的qdd系列執(zhí)行器中的一個(gè)型號(hào)，減速器比為6比。因此，該產(chǎn)品的全稱(chēng)為“qdd-nu80-6”，符合四足機(jī)器人執(zhí)行器低減速比且輕薄的要求。

四足機(jī)器人由于身形的限制，對(duì)執(zhí)行器的體積和形態(tài)要求較高。為此，qdd-nu80拋棄了傳統(tǒng)伺服電機(jī)繁瑣的機(jī)械結(jié)構(gòu)，取而代之的是更為實(shí)用的扁平化結(jié)構(gòu)。其垂直長(zhǎng)度僅為37mm，大幅降低了空間占用，更能適應(yīng)四足機(jī)器人的軸關(guān)節(jié)等部位，同時(shí)降低了機(jī)械設(shè)計(jì)上的難度。

考慮到四足機(jī)器人對(duì)扭矩的需求，qdd-nu80將減速器內(nèi)嵌其中，在增加扭矩的同時(shí)，保證了緊湊的機(jī)械機(jī)構(gòu)。同時(shí)，減速器的嵌入，讓qdd-nu80在整機(jī)質(zhì)量453.1g的情況下，峰值扭矩達(dá)19.8nm，也使得其扭矩密度大幅提高，更加符合四足機(jī)器人對(duì)扭矩和扭矩密度的需求。

前文也提到過(guò)，柔性控制是機(jī)器人類(lèi)產(chǎn)品中必不可少的特性。qdd-nu80在內(nèi)部增加了一系列感知元件，配合處理器來(lái)監(jiān)視內(nèi)部電流的狀態(tài)，最后在高級(jí)動(dòng)力學(xué)算法的支撐下可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器的柔性技術(shù)，做到真正安全實(shí)用的人機(jī)交互。

然而，只具備柔性技術(shù)的執(zhí)行器是無(wú)法完成實(shí)際的負(fù)載工作的。qdd-nu80不僅柔性技術(shù)非常完善，其剛性強(qiáng)度也非常高。應(yīng)用了qdd-nu80的四足機(jī)器人可以調(diào)節(jié)動(dòng)作韌性，實(shí)現(xiàn)實(shí)際的負(fù)載工作。

同時(shí)，qdd-nu80經(jīng)過(guò)集成電路和軟件算法的優(yōu)化，無(wú)論成本還是性能都比傳統(tǒng)伺服器更有優(yōu)勢(shì)。

盡管qdd-nu80的售價(jià)并未公布，但是據(jù)innfos介紹，目前qdd-nu80已經(jīng)得到了很多客戶(hù)的預(yù)訂。

無(wú)論如何，qdd-nu80的發(fā)布上市，將成為機(jī)器人硬件界內(nèi)的一個(gè)大事件。在四足機(jī)器人熱潮來(lái)臨之際，為四足機(jī)器人執(zhí)行器提供了一個(gè)可靠的解決方案，推動(dòng)四足機(jī)器人向欣發(fā)展。

未來(lái)，機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展，離不開(kāi)先進(jìn)的機(jī)器人硬件技術(shù)。innfos憑借其世界優(yōu)異的智能關(guān)節(jié)技術(shù)sca，在機(jī)器人行業(yè)欣欣向榮的發(fā)展格局中，會(huì)越來(lái)越獨(dú)立特行且十分重要。