如果水是生命之泉、動力之源，那么精密傳動裝置就如同人形機器人的核心動力源，讓人形機器人“動若脫兔”。
作為一家專注于精密傳動裝置研發、設計、生產和銷售的高新技術企業，國華（青島）智能裝備有限公司（以下簡稱國華智能）聚焦機器人關節諧波減速器的正向研發及理論研究10余載，攻堅克難，砥礪奮發，在國內首創諧波減速器柔輪表面改性技術和共軛嚙合協調優化設計方法，從源頭創新解決機器人關節“卡脖子”問題，實現了高端諧波減速器產品的國產化替代，打通了具身智能產業發展的重要節點，不斷解鎖人形機器人“靈動密碼”。
從0到1，打破國外技術壟斷
在國華智能工作服上，印有兩個火箭圖案組合的企業LOGO，這個標志是由公司董事長王廣親自設計，其中承載著國華智能堅定而深厚的科技強國夢想。
2014年，踏入北京工業大學攻讀研究生的王廣在導師的引領下，帶領了一群懷揣著科技夢想的大學生創業團隊，共同踏上了技術壁壘極高的諧波減速器核心技術從0到1的攻堅之旅。
作為具身機器人的三大核心零部件，減速器是連接伺服電機和控制器的傳動機構，對于人形機器人的運動靈活性、精準度和交互能力起著決定性的作用，直接影響著機器人關節的傳動效率、精度和穩定性。
“醫生做手術時手會抖，但是手術機器人精度能達到毫米級別，諧波減速器在其中就起著關鍵作用。”國華智能副總經理劉錦玉介紹說。
以前，高性能諧波減速器長期由國外產品壟斷，諧波減速器在精度、壽命、負載等方面具有極高的技術壁壘。
諧波減速器涉及復雜的機械設計、材料科學、精密制造等多學科交叉領域；制造環節更是困難重重，細微的偏差都會導致產品性能大打折扣。2017年，國華智能專注于精密諧波減速器理論分析及產品的正向研發，從技術端發力，全力突破技術壁壘，開發了高精度、高扭矩、低溫升和低噪音的諧波減速器產品，最終成功地從市場端實現了國產化替代，突破了進口諧波減速器在高端諧波減速器市場中的壟斷地位。
此后，國華智能厚積薄發，從分析、設計、制造、測試應用環節對標世界先進產品，自主研發的四大系列百余款諧波減速器，在齒形設計、仿真分析等關鍵技術上實現突破，在傳動精度、傳動效率、回差、產品壽命、定制化、供貨周期等方面比肩國際品質。
“在傳動精度方面，國華智能諧波產品可達20弧秒，國際高端產品為20-30弧秒；傳動效率方面，國華智能諧波產品為60%至80%，國際高端產品為60%至80%；在產品壽命方面，國華智能諧波產品大于10000小時，國際高端產品壽命為8000至10000小時。”劉錦玉介紹說。
除了諧波減速器之外，行星滾柱絲杠是人形機器人中線性執行器的重要部件。國華智能突破了直線執行器的多目標協同設計與精密磨削加工工藝，成功研發了1208型和1510型兩款人形機器人專用行星絲杠產品，并完成了人形機器人直線關節的設計與分析。行星滾柱絲杠具有傳動效率高、承載能力強、精度高、壽命長等優勢，用于人形機器人上下肢等關鍵部位。國華智能的“人形機器人用高性能行星滾柱絲杠研發及產業化示范”項目憑借其創新性和應用前景，成功獲批青島市科技計劃關鍵技術攻關支持項目，并獲得300萬元政策資金支持。
從1到10，為機器人注入靈動智慧
從0到1難，從1到10更難。將機器人從一個概念轉化為實際的產品，需要研發團隊在材料、驅動、控制算法等方面進行大量的創新和實驗。
“具身智能機器人產業是青島市人工智能產業細分賽道之一，作為青島市人工智能產業鏈鏈主企業，國華智能在技術研發上發揮引領作用。”劉錦玉表示，近年來企業持續加大研發投入，構建全球化研發體系，掌握了機器人關節動力學與運動控制、高精度力感知與力控制等多項關鍵核心技術，為產業發展提供底層技術支撐，帶動全行業技術水平提升。
國華智能高度重視核心技術研發投入，研發投入占營收比例常年保持在較高水平，分別在北京、上海、青島設有研發中心，引入在機器人行業有豐富經驗的核心人才，以全局化的視野整合頂尖智力資源與技術成果；與浙江大學、重慶大學、山東大學、青島理工大學、青島科技大學建立了緊密的產學研合作關系，與行業領先企業共建“仿生機器人聯合開發創新基地”，并計劃成立“人形機器人聯合實驗室”；公司擁有多位諧波傳動領域的高層次人才，其中博士、碩士等技術人員占公司人員比例超50%。
國華智能已申請諧波減速器核心技術類及智能制造領域的發明專利30余項、實用新型專利10余項，申請軟件著作權50余項，參編國標2項、團體標準8項。目前公司已被認定為“國家高新技術企業”“‘專精特新’中小企業”“創新型中小企業”，獲批“青島市博士后創新實踐基地”“青島市機器人精密驅控技術專家工作站”“青島市市級工業設計中心”“青島市人工智能產業鏈主企業”等榮譽；通過了ISO9001質量管理體系、ISO14001環境管理體系和ISO45001職業健康安全管理體系等資質認證。
經過持續投入，國華智能在核心零部件方面實現了電機驅控、精密傳動等核心零部件的自主化研發生產，在傳動精度、性能等方面達到國內領先水平；在核心技術層面，掌握了機器人全棧技術能力，擁有完全自主知識產權的高性能機器人；在控制系統方面，工業機器人高速高精度運動控制、協作機器人高動態力控技術通過可靠設計驗證。
從10到100，賦能百業數智化升級
只有推動成果存量轉化為產業增量，才能實現從10到100的飛躍。
2021年，國華智能完成天使輪融資，搭建年產5000臺套的諧波減速器首條產線；2022年，公司開發出GHHS系列產品，綜合性能達到國際領先水平，并成功應用遨博智能等行業頭部企業，2023年，國華智能的GHHD系列產品成為MI機器人獨家供應商，為北京航星傳動、上海藍箭等航天軍工企業批量供貨，企業步入高速發展期。
國華智能依托一流研發團隊和嚴格的質量管理體系，建立起以創新齒形設計、材料改進和潤滑、前沿加工與檢測技術等為代表的諧波減速器全過程自主化生產核心技術體系，年產能達5萬臺，實現了定制化45天發貨，標準型號達100多種。
“國華智能基于領先技術打造的機器人關節產品，能夠滿足高端制造業對高精度、高可靠性、高柔性的需求，如在汽車、醫療、航天等行業實現復雜場景應用。”劉錦玉介紹說，國華智能與車企合作，實現機器人行業的高端應用，打破國外機器人在部分領域的壟斷，拓展機器人的應用邊界，為產業鏈下游企業提供更多應用場景示范，激發市場對機器人產品的需求。另外，國華智能也是國內少有將諧波減速器做進航天領域的民營企業。
團隊堅持技術正向研發、自主突破，共計開發了百余款高性能產品，在山東省市場占有率80%，排名第一，國產化率達95%。
國華智能通過自主研發實現高端領域國產化替代，為中游本體制造商、關節模組廠商提供標準化及定制化產品，并為下游應用領域提供傳動技術解決方案，形成“研發-制造-市場”全鏈條協同體系。公司與北京人形機器人創新中心有限公司等頭部企業深度合作，提供核心零部件定制開發服務，高精密傳動部件已成功應用于商業衛星，并入選中國星網核心供應商名錄。
“下一步，我們將加大研發投入，利用政策資金支持，加快具身智能、人形機器人等前沿技術的研發和產品開發，提升產品競爭力。”劉錦玉表示，同時將加速產業集群建設，借助政策引導，吸引更多優質上下游企業集聚，強化產業鏈協同創新能力，打造更具規模和競爭力的機器人產業集群；響應國家全場景應用的號召，積極拓展應用場景，與各行業客戶深入合作，挖掘更多機器人應用需求，推動機器人在更多領域的規模化應用。
“技術驅動進步，科技引領未來。”國華智能將以“精密傳動+智能關節”技術為核心，構建“核心部件-關節模組-整機集成”三級體系，從產業落地到生態構建，助力智能鏈接萬物，賦能產業迭代、城市變革，成為人形機器人關節傳動技術領域的領跑者，打造全球領先的人形機器人全產業鏈生態。
青島財經日報/首頁新聞記者 封滿樓
責任編輯：林紅
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