青企研發全球領先球關節智能機器人

仿造人體關節，單個機械關節達到二自由度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，青島歐開智能系統有限公司歷時5年，仿造人體骨骼關節，成功研發出球關節智能機器人，該機器人單關節可實現二自由度360度旋轉，重復定位精度±0．01毫米，多項參數指標達到全球領先水平。

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

歐開智能研發的球關節智能機器人。王萌 攝

在歐開智能位于上合示范區核心區的廠房內，記者看到了這款球關節智能機器人樣品。與廠房內其他工業機器人相比，它最突出的特點在于連接機械手臂的關節為球形。歐開智能董事長張曉蘭告訴記者，市面上大多數機器人都是直角關節，這種結構方式導致單關節最多能實現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，球關節智能機器人仿造人體關節，把直角關節變成球型關節，讓一個關節達到了兩個自由度，實現360度無死角工作運動范圍。

關節的自由度指的是關節能夠獨立運動的方向或方式，一個關節中有兩個自由度意味著該關節可以在兩個不同方向上獨立運動。例如，人類的腕關節就是一個關節兩個自由度，使得腕關節能夠實現多種靈活的手部動作，如抓握、轉動和擺動等。

為了配合關節結構的重要變化，歐開智能又投入研發經費，委托納博特斯克等世界一流的減速器、傳感器、微電機制造企業精進了微電機、傳感器、減速器等部件。歐開智能研發的球關節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，單關節實現二自由度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，而球關節機器人只需要三個就可實現。

“球關節機器人在工作原理、結構設計等方面與常見的工業機器人有著非常大的差異，所以其原創性驗證的時間會比較長。”張曉蘭說，整個驗證周期需要兩至三年時間，預計最快將于2026年開啟商業化落地，屆時將首先在歐開智能深耕的工業機器人領域應用，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）