有微型机械手的机器人才是真的机器人！ 2019世界机器人大会于在北京正式开幕，作为“中国机器人领域规模最大、规格最高、国际元素最丰富的国际会议”，与之同期举办的2019世界机器人博览会邀请了全球机器人领域著名企业、高校、科研机构，集中展示世界机器人领域的最新科研成果、应用产品与解决方案。记者到现场对部分机器人新品及企业进行了采访。 “遥操作解决方案”亮相展会 在服务机器人展区，记者发现一处机器人演示的画风很像前阵子亚马逊CEO贝索斯在全球人工智能会议上体验遥操作机械手。近距离了解，这其实是一套“遥操作解决方案”，由国内四家机器人公司合作完成。 据展台负责人介绍，整套方案的操控端由动捕系统和力反馈外骨骼机械手构成，可以采集到人体双臂位置信息以及手指的握力信息，并将机器人端的实际受力情况反馈到外骨骼机械手，实现力感知与力传递；机器人端由移动底盘、双臂协作机器人和灵巧手构成，可以在自主运动和远程遥控两种工作模式进行切换。 力感知和力控制是实现遥操作过程中最为重要的一环，演示方案中的外骨骼机械手是一款穿戴式机械手产品，当手臂上的外骨骼传感器检测到手指姿态的信号，会将其传输给双臂机器人末端的灵巧手，从而实现动作同步。 就现阶段而言，由于环境感知、物体识别定位，以及决策、规划、控制技术尚未成熟，机器人在大多数环境下还无法实现完全自主决策和自主操作。因此，人机协作遥操作不失为当前技术发展阶段的一个有效方案。 记者了解到，该演示中的外骨骼机械手和灵巧手来自北京因时机器人科技有限公司，记者带着对两款产品的好奇，采访了其公司CEO蔡颖鹏先生。 蔡颖鹏告诉记者，外骨骼机械手和仿人五指灵巧手的核心部件都是微型直线伺服驱动器。本次博览会，因时机器人还发布了几款新型微型直线伺服驱动器以及一款外骨骼机械手。 新型微型直线伺服驱动器 微型直线伺服驱动器是一种微小型一体化直线伺服系统，内部集成了空心杯电机、行星减速器、丝杆机构、传感器以及驱动控制器，具有小体积、高功率密度、高重复定位精度的特点。 因时微型直线伺服驱动器的LA系列为原有型号，本次展会新发布的为LAS、LAF、LASF系列。 相比原有型号，由于LAS系列微型直线伺服驱动器的电机和丝杆机构的旋转中心不在一条直线上，通过齿轮传动平行布置，因此整体长度更短，截面尺寸比LA系列稍大。 据蔡颖鹏介绍，微型直线伺服驱动器按照功能可以分成标准型和力控型两个系列，标准型具有前馈补偿的位置闭环控制和定位末端运动规划功能；力控型在标准型的基础上，增加了力传感器及相应的信号采集滤波算法，可以检测微型直线伺服驱动器实际的受力情况。 以LA10系列为例，整个驱动器尺寸不足成人手指大小，内部包含了电机、减速器、丝杆机构、传感器以及驱动控制器等，整体重量只有20g，是目前市面上体积最小、重量最轻的一体化直线伺服系统。 记者采访了北京航空航天大学陈殿生教授对这款产品的看法，他评价因时的微型直线伺服驱动器是一种极具创新的产品，攻克了小型减速器设计制造工艺、伺服控制技术和小型化集成等多项关键技术，具有很高的技术壁垒；作为一种一体化伺服驱动单元，使用方便，为机器人、医疗设备、自动化设备的设计开辟了一条新的技术路线，具有非常广泛的应用前景和商业价值。 （图片来自因时机器人） 高性价比“仿人五指灵巧手” 事实上，内部集成6个微型直线伺服驱动器（原有型号）和6个压力传感器的因时仿人五指灵巧手在今年1月份就已经上市销售，作为国内首款达到商用级别的量产灵巧手，其已应用于机器人末端执行器、假肢、教育科研装备等。 相比于国外动辄几十万上百万的灵巧手产品，以及国内不少还处于实验室阶段的灵巧手，因时的灵巧手是业内同仁找寻已久的一类产品。 因时仿人五指灵巧手具有6个自由度和12个运动关节，结合力为混合控制算法，可以模拟人手实现精准的抓取操作。 0.5N的指尖压力分辨率已经可以满足葡萄、豆腐等柔软物体的抓取要求。 清华大学机械系张文增教授认为：因时机器人的线性驱动器设计巧妙，体积小巧，出力比较大，运动精度高，所开发的机器人灵巧手展示了稳定抓取和动作拟人的特点。机器人手是机器人的重要部件，由于人手体积小、出力大和比较灵巧的特点，模仿并不容易。因时机器人手具有多个仿人手指，各个手指独立驱动控制，因为采用了一体化的驱动、减速与线性化传动系统，使得结构设计简洁大气，运动精度高，可靠性高。 “外骨骼机械手”新品发布 除了几款新型的微型直线伺服驱动器，现场“遥操作解决方案”中亮相的外骨骼机械手也是因时在此次博览会期间发布的新品。 因时的这款外骨骼机械手是一款穿戴式机械手产品，集成微型直线伺服驱动器、角度传感器和力传感器，可以实时采集和控制每一个手指的抓握力，因此实现了现场与灵巧手的同步操作。 因时展位的负责人告诉记者，这款外骨骼机械手的典型应用包括主被动康复训练手套、遥操作力控手套、VR虚拟交互手套等。 轻型力控电动夹爪 本次展会，因时还带来了一款轻型力控电动夹爪。 据因时负责人介绍，产品整体重量200g,采用新型直线驱动器驱动，集成高精度压力传感器；可切换力控和行程控制两种模式，力控模式可以实现±1N的夹持力调整，行程控制可以夹持间距±0.5mm精度。可应用于协作机器人及服务机器人的末端执行器。 未来可期 因时机器人目前正在招募渠道合作伙伴。因时机器人以往的突破创新，曾给业界带来惊喜，此次因时发布的几款新品，或许将在行业内引发新一轮讨论。像微型直线伺服驱动器这样的产品未来能否取代舵机市场，当然还需要市场的检验，但这些技术创新下的新技术和新产品，在任何时候都值得我们期待。 机器人核心零部件是制约我国机器人产业发展的主要瓶颈，多年来受制于日美欧等国际巨头，影响了国产机器人的性能、质量和价格，没有强大的零部件产业基础和对核心技术的突破，很难发展整机产业以及下游集成应用。