前言
近日，工業(yè)和信息化部等十五部門印發(fā)的《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》為我國機器人產業(yè)的發(fā)展指明方向。
“十三五”期間，我國機器人產業(yè)在應用層面進步明顯，2020年我國機器人產業(yè)營收突破1000億元，但自主本體數量及核心零部件國產化原創(chuàng)性技術占有率不及預期，這對技術研發(fā)與自主創(chuàng)新能力提出更高要求。
當前我國機器人企業(yè)呈現(xiàn)小而散的特點，細分技術領域臥虎藏龍，《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出要形成一批具有國際競爭力的領軍企業(yè)以及一大批創(chuàng)新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業(yè)，這些科創(chuàng)企業(yè)將成為突破核心技術，提升機器人關鍵基礎不可忽視的重要力量。
智能快速分揀機器人廠家決定足式仿生機器人只能做一個能走會跳的玩具，還是可以成為能擔重任的“木牛流馬”，關鍵在于機器人的關節(jié)驅動裝置。機器人關節(jié)驅動裝置是機器人的動力來源，小型化、輕量化的電驅關節(jié)能夠幫助足式機器人實現(xiàn)更高的負載能力，從而在真實場景下滿足更多的應用需求，使足式機器人具有更實用的價值。2020年我國機器人產業(yè)營收突破了1000億元，最新印發(fā)的《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年我國要實現(xiàn)一批機器人核心技術和高端產品的突破，關鍵零部件性能和可靠性要達到國際同類產品水平。
過去五年，我國機器人在量上取得了較大的突破，而在“十四五”期間，我國機器人產業(yè)將從“量變”向“質變”發(fā)展方向轉變。
仿生機器人電關節(jié)模組
選擇電驅動關節(jié)賽道
在輕量化、小型化上，我國的電驅關節(jié)與國際電驅動關節(jié)水平存在著顯著差距?！芭ぞ孛芏取笔呛饬侩婒岅P節(jié)輕量化與小型化的最核心指標，目前美國敏捷機器人公司的電驅動關節(jié)最高扭矩密度已經達到254Nm/kg，而國外普遍的電驅動關節(jié)扭矩密度也口大于80Nm/Kg。
在這種差距背景下，我國機器人創(chuàng)新企業(yè)乘風追趕，最近，來自深圳的科技創(chuàng)新型企業(yè)深圳小象鴻業(yè)機電有限公司電驅動關節(jié)系統(tǒng)的扭矩密度實現(xiàn)了104Nm/Kg，大幅超過了國際平均水平，公司創(chuàng)始人劉霄對此表示:“在奮起直追的道路上，我們深感任重而道遠”。
小象鴻業(yè)成立于2015年，是一家從幾個人的創(chuàng)新團隊發(fā)展起來的科技型創(chuàng)新公司。團隊小巧精悍，專注核心技術研發(fā)?；仡欕婒寗雨P節(jié)研發(fā)之路，劉霄感慨萬千。幾年前，劉霄還在從事發(fā)電機產品的研發(fā)工作，敏銳的他發(fā)現(xiàn)發(fā)電機的市場逐漸有限，新能源汽車、機器人、無人機等純電動工程機械正在各興起，劉霄感受到先進的電動機和電驅動系統(tǒng)比發(fā)電機有更廣闊的發(fā)展天地，于是將獨立單干的想法告訴了身邊的幾位好友，用劉霄的話來講，“幾位好友各懷武藝”，有人懂得材料，有人懂得磁場，還有朋友手中掌握業(yè)務資源，“麻雀雖小，五臟俱全”。幾位朋友聽了劉霄的分析，當下便拍即合，摸索著便組建團隊上路了。
劉霄認為選擇電驅動研發(fā)是自己和團隊的一種家國情懷，我國機器人核心技術創(chuàng)新能力薄弱，產業(yè)鏈條關鍵環(huán)節(jié)缺失,高精度減速器、伺服電機和控制器等核心零部件仍高度依賴進口，每一代人有每--代人的使命，選擇自主創(chuàng)新，提升技術能力，對團隊而言，是一份挑戰(zhàn)，也是一份責任。
實現(xiàn)更強負載能力
智能分揀機器人視頻在公司成立之初，小象鴻業(yè)設定了先進的技術指標進行技術攻關，反復試驗并研制原型機。隨著技術的不斷突破，樣機不斷在各種比賽中拿下優(yōu)異的成績，小象鴻業(yè)逐漸被更多用戶關注到。2017年，研發(fā)團隊完成了一項峰值功率100kW重量僅12KG的原型機研發(fā)任務，一年后，團隊成功研發(fā)了一款17kW重5.6KG的高速泵用電機，2019年至今，小象鴻業(yè)又承接研發(fā)了多款中小型電關節(jié)驅動系統(tǒng)。先進技術力的背后是團隊不斷的正向研制，“聚能磁”高功率密度/高扭矩密度電機及配套的傳動和控制的電驅動總成是小象鴻業(yè)的核心技術，劉霄介紹:“優(yōu)化疊式軸向磁場電機，將驅動和減速一體化設計，使其在同等體積和重量下具有更大功率和扭矩，當前機器人行業(yè)需要這樣具有更強負載能力和爆發(fā)力的電驅關節(jié)”。
公司副總經理李海華認為，當下對國外關節(jié)開源技術做逆工程的方式在國內非常流行，但機器人的負載能力仍舊上不去，實際效果往往低于開源方，究其原因，是因為材料技術對電驅關節(jié)系統(tǒng)的研制也非常重要，逆工程很難解決材料的工藝問題。小象鴻業(yè)在技術方向、材料選型等方面全部親力親為，這使得團隊掌握了更多核心性原創(chuàng)技術。
劉霄認為，小象鴻業(yè)在電驅動關節(jié)領域屢屢突破的另外一個原因也在于公司“船小好調頭”。電機行業(yè)歷經了一百多年的發(fā)展歷史，主流市場仍在延續(xù)傳統(tǒng)電機的開發(fā)模式。尤其是對于老牌造車企業(yè)，他們有百年的燃油車造車體系，有固定的工藝設備，在這樣的環(huán)境里很難擺脫原有基礎的束縛做出突破性創(chuàng)新。而創(chuàng)業(yè)公司就像一張白紙，可以“肆無忌憚”地在白紙上勾勒藍圖，團隊嘗試了全新的材料、全新的關節(jié)結構、定制專業(yè)的設備，團隊沒有資產包袱，也沒有技術包袱，能夠將全部精力投人到產品突破與技術變革之上。
目前，機器人電驅動關節(jié)的發(fā)展正處于上升期，市場對電驅關節(jié)的需求逐漸增多，阿里巴巴、小米、OPPO等資本紛紛人局機器人賽道，對于小象鴻業(yè)這樣的創(chuàng)新型小微科創(chuàng)企業(yè)來講這是一個利好消息。在傳統(tǒng)的伺服電機市場中，其他類型的電機成本一直居高不下，資本的進人有望做大市場降低成本，從而推動電驅動關節(jié)的發(fā)展，畢竟沒有市場的技術終將“寸步難行”。
與客戶互相成就
成立七年，進入市場四年，小象鴻業(yè)的研發(fā)速度在同行業(yè)者中已經遙遙領先，目前小象鴻業(yè)正在開展下一代電機驅動關節(jié)的研發(fā)。劉霄認為，公司的快速成長離不開客戶“施加的壓力”，客戶經常提出非常亞苛的要求，小象鴻業(yè)不斷在這種高標準嚴要求中磨練自己，攻克了一個又一個難題。目前，團隊已經取得電機方面的專利40余項，其中已授權發(fā)明專利7項，授權實用新型專利35項，實現(xiàn)了材料和元器件的自主可控。
劉霄提到，除了看好電驅動關節(jié)未來的發(fā)展，小象鴻業(yè)成立的另一個原因是受到深圳大疆的鼓舞。有句話說:在深圳，十個人有九個在創(chuàng)業(yè)，還有一個在創(chuàng)業(yè)的路上。劉霄和伙伴們就是在這樣的環(huán)境熏陶下加入了創(chuàng)業(yè)的浪潮。
面對澎湃的科技革命和產業(yè)變革，《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》也提出了要形成一批具有國際競爭力的領軍企業(yè)以及一大批創(chuàng)新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業(yè)。星星之火，可以燎原，小微科創(chuàng)企業(yè)將在推動我國機器人核心技術突破中扮演不可或缺的角色，就像小象鴻業(yè)的名字，小象雖小，但也要成就一番宏圖偉業(yè)。
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