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攻破機(jī)器人核心技術(shù)世界難題 深圳超磁智造機(jī)器人“中國芯”

   日期:2018-09-19     來源:企業(yè)供稿    作者:阿芬     評論:0    
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  十幾年前,機(jī)器人還僅僅在家務(wù)、操作、搜救等領(lǐng)域應(yīng)用較多,經(jīng)過多年發(fā)展,京東無人機(jī)時不時占領(lǐng)熱搜頭條,阿里鹿班引得設(shè)計(jì)師就業(yè)危機(jī)話題塵囂甚上,阿爾法蛋成為科大訊飛延展教育機(jī)器人戰(zhàn)略的先鋒……機(jī)器人行業(yè)迎來了飛速發(fā)展的“黃金期”。

  近日,深圳超磁機(jī)器人科技有限公司(以下簡稱深圳超磁)在機(jī)器人核心部件方面取得重大突破,利用自主專利技術(shù)所研制的磁懸浮減速機(jī),無機(jī)械接觸無齒面嚙合,理論上零背隙,精度始終不會下降,完全可以替代RV、諧波,基于磁懸浮減速機(jī)的機(jī)器人動力模組將成為機(jī)器人核心的另一種模式,拉開了機(jī)器人行業(yè)變革的序幕。

  需求井噴,技術(shù)待突破,機(jī)器人行業(yè)困境

  近年來,世界范圍內(nèi)機(jī)器人的需求日益增長,機(jī)器人已普及到各行各業(yè)。據(jù)2017年IFR預(yù)測,未來三年,全球工業(yè)機(jī)器人年銷量將保持近15%的增長率。2017年國內(nèi)市場增長率為32%,銷量達(dá)11.5萬臺之多。在未來三年內(nèi),預(yù)計(jì)中國市場的工業(yè)機(jī)器人銷量年增長率將超過20%,有望占比全球工業(yè)機(jī)器人市場的40%。非工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的速度更加迅猛。

  然而,盡管機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈仍有不足,某些方面落后于整體發(fā)展水平。其中,減速器便是制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

  機(jī)器人主要由機(jī)械減速機(jī)、伺服系統(tǒng)、控制器、本體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成,僅減速機(jī)與伺服系統(tǒng)便占整體成本的55%。機(jī)器人雖誕生至今已有幾十年,卻始終無法擺脫機(jī)械摩擦帶來的精度下降問題。減速機(jī)作為機(jī)器人動力系統(tǒng)的重要核心部件,國內(nèi)目前90%以上依賴于進(jìn)口,光是成本便很大程度上限制了機(jī)器人在國內(nèi)的普及度。雖然需求井噴,但難以突破的技術(shù)成為機(jī)器人行業(yè)的整體困境。

  探索全新領(lǐng)域,基于磁懸浮減速機(jī)的一體化模組將成為“中國芯”

  2010年,在磁力泵的啟發(fā)下,深圳超磁公司開始研發(fā)磁懸浮減速機(jī),試圖打破常規(guī),用磁場來制造無磨損的減速機(jī)。

  這是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。為此,深圳超磁的研究人員廣泛拜訪國內(nèi)外各大院校教授及行業(yè)頂尖技術(shù)人才,想要鉆研出一套電磁動力學(xué)方程式,試圖從理論上證明這個想法的可行性。2016年6月,第一臺原型磁減速機(jī)研制成功,這款原型機(jī)已具備減速的功能,首次證明了電磁動力學(xué)方程式的可行性。2017年7月,深圳超磁研發(fā)出第一代精準(zhǔn)磁減速樣機(jī),之后不久,高精度的磁減速機(jī)樣機(jī)相繼問世。

  現(xiàn)在,深圳超磁的磁減速機(jī)第二代樣機(jī)已開發(fā)問世。磁懸浮減速機(jī)沒有齒面嚙合,可以任意直徑、減速比、力矩,長期使用精度不會下降。機(jī)器人的制造不再需要基于原來的架構(gòu),非常節(jié)省成本,機(jī)器人只有模組和骨架即可完成。此舉可以推動各種機(jī)器人在各行各業(yè)的迅速落地,應(yīng)用前景廣闊。這樣的變革對生產(chǎn)商、集成商、銷售商以及用戶而言,無疑是一個改變機(jī)器人整個產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的變革。

  據(jù)深圳超磁負(fù)責(zé)人介紹,第二代磁懸浮減速機(jī)的體積相對于第一代縮小了2/3,成本下降了1/3,精度達(dá)到了3 arcsec以下(精度單位:角秒,一度的三千六百分之一)?,F(xiàn)今,該樣機(jī)已在檢測行業(yè)進(jìn)入測試階段。值得一提的是,因?yàn)橥耆珦碛凶杂挟a(chǎn)權(quán)技術(shù),已經(jīng)申請了10項(xiàng)PCT、多項(xiàng)國內(nèi)發(fā)明專利,產(chǎn)品交付期僅需兩周,而市面上的國產(chǎn)減速器從訂單到生產(chǎn)要3到6個月,進(jìn)口減速器則需要6個月到1年。交付期的銳減更進(jìn)一步推動了國內(nèi)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)變革。

  解決了核心部件減速器的技術(shù)問題,深圳超磁開始考慮如何產(chǎn)品化,應(yīng)用場景是什么。深圳超磁負(fù)責(zé)人張?zhí)旌榻榻B,為了解決產(chǎn)品化的問題,只賣減速器肯定不行,需要給用戶更簡便的產(chǎn)品。為此,基于磁懸浮減速機(jī)結(jié)構(gòu)的變化,深圳超磁又自主研發(fā)了一體化動力模組,將磁懸浮減速機(jī)、驅(qū)動器、編碼器、電機(jī)集成一體。張?zhí)旌楸硎荆?ldquo;我們超磁的目標(biāo)就是做機(jī)器人行業(yè)的“高通”或者“三星”,用超磁的一體化模組搭機(jī)器人就像搭積木一樣,只需幾分鐘就可以組裝一臺。”

  深圳超磁的磁懸浮減速機(jī)和一體化動力模組,繞開了機(jī)械減速機(jī)的技術(shù)壁壘,一體化動力模組更是填補(bǔ)了國際、國內(nèi)行業(yè)空白,降低了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的成本和用戶使用門檻,可以說是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上重大的突破。

  目前,深圳超磁已經(jīng)圍繞磁懸浮減速機(jī)申請各類專利百余項(xiàng),和耶魯大學(xué)、匹茲堡大學(xué)、哈工大、哈理工、西交大、華中、北理工等都有深度的合作。今后深圳超磁公司將在醫(yī)療、教育和服務(wù)行業(yè),開發(fā)具體應(yīng)用場景下的一體化動力模組,讓機(jī)器人行業(yè)擁有名符其實(shí)的“中國芯”。

  “中國制造2025”背景下,國產(chǎn)機(jī)器人能飛多高?

  機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分,國際上發(fā)達(dá)國家較為重視機(jī)器人的發(fā)展,如德國提出“工業(yè)4.0”。 我國同樣高度重視機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,不久前提出“中國制造2025”,相繼出臺了《關(guān)于推進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》、《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)》等,從戰(zhàn)略上做好頂層設(shè)計(jì);在《中國制造2025》的總體結(jié)構(gòu)敘述中這樣提到:“圍繞汽車、機(jī)械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人,以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂等服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用需求,積極研發(fā)新產(chǎn)品,促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展,擴(kuò)大市場應(yīng)用。突破機(jī)器人本體、減速器、伺服電機(jī)、控制器、傳感器與驅(qū)動器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造等技術(shù)瓶頸。”就是說,我們要在“工業(yè)強(qiáng)基工程”的指導(dǎo)思想下,支持基礎(chǔ)零部件研發(fā)、攻克關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能制造。

  深圳超磁在減速機(jī)、伺服電機(jī)、驅(qū)動器這些基礎(chǔ)零部件上都有非常深入的研究,有多項(xiàng)自主產(chǎn)權(quán),特別是研發(fā)的磁懸浮減速機(jī),就是獨(dú)創(chuàng)性的技術(shù)。超磁的一體化模組搭建的機(jī)器人機(jī)身小巧,線路和管路不會外露,磁減速機(jī)精度永不下降。在檢測機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室這樣的勞動密集型行業(yè),超磁的一體化模組一旦推廣,會拉動整個行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的增量,市場容量巨大。

  深圳超磁研制成功的磁懸浮減速機(jī)這一核心技術(shù),完全解決機(jī)器人減速機(jī)摩擦精度下降的痛點(diǎn),為機(jī)器人行業(yè)的“彎道超車”提供了可能。而于今年研制成功的一體化動力模組更是對我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、機(jī)器人行業(yè)的健康發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用,為機(jī)器人的應(yīng)用落地提供了更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來機(jī)器人市場將是萬億市場,一體化模組將占據(jù)半壁江山,重新定義機(jī)器人成本和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。攻破機(jī)器人核心技術(shù)世界難題,深圳超磁智造機(jī)器人“中國芯”,插上了羽翼的機(jī)器人行業(yè)到底能飛多高,我們可以給予更多的期待。
 
 
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