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(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，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(guān)節(jié)諧波減速器的正向研發(fā)及理論研究10余載，攻堅克難，砥礪奮發(fā)，在國內(nèi)首創(chuàng)諧波減速器柔輪表面改性技術(shù)和共軛嚙合協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計方法，從源頭創(chuàng)新解決機器人關(guān)節(jié)“卡脖子”問題，實現(xiàn)了高端諧波減速器產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代，打通了具身智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要節(jié)點，不斷解鎖人形機器人“靈動密碼”。
從0到1，打破國外技術(shù)壟斷
在國華智能工作服上，印有兩個火箭圖案組合的企業(yè)LOGO，這個標志是由公司董事長王廣親自設(shè)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(yè)大學攻讀研究生的王廣在導(dǎo)師的引領(lǐng)下，帶領(lǐng)了一群懷揣著科技夢想的大學生創(chuàng)業(yè)團隊，共同踏上了技術(shù)壁壘極高的諧波減速器核心技術(shù)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(gòu)，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(guān)節(jié)的傳動效率、精度和穩(wěn)定性。
“醫(yī)生做手術(shù)時手會抖，但是手術(shù)機器人精度能達到毫米級別，諧波減速器在其中就起著關(guān)鍵作用。”國華智能副總經(jīng)理劉錦玉介紹說。
以前，高性能諧波減速器長期由國外產(chǎn)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(shù)壁壘。
諧波減速器涉及復(fù)雜的機械設(shè)計、材料科學、精密制造等多學科交叉領(lǐng)域；制造環(huán)節(jié)更是困難重重，細微的偏差都會導(dǎo)致產(chǎn)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(chǎn)品的正向研發(fā)，從技術(shù)端發(fā)力，全力突破技術(shù)壁壘，開發(fā)了高精度、高扭矩、低溫升和低噪音的諧波減速器產(chǎn)品，最終成功地從市場端實現(xiàn)了國產(chǎn)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(fā)，從分析、設(shè)計、制造、測試應(yīng)用環(huán)節(jié)對標世界先進產(chǎn)品，自主研發(fā)的四大系列百余款諧波減速器，在齒形設(shè)計、仿真分析等關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)突破，在傳動精度、傳動效率、回差、產(chǎn)品壽命、定制化、供貨周期等方面比肩國際品質(zhì)。
“在傳動精度方面，國華智能諧波產(chǎn)品可達20弧秒，國際高端產(chǎn)品為20-30弧秒；傳動效率方面，國華智能諧波產(chǎn)品為60%至80%，國際高端產(chǎn)品為60%至80%；在產(chǎn)品壽命方面，國華智能諧波產(chǎn)品大于10000小時，國際高端產(chǎn)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(zhí)行器的重要部件。國華智能突破了直線執(zhí)行器的多目標協(xié)同設(shè)計與精密磨削加工工藝，成功研發(fā)了1208型和1510型兩款人形機器人專用行星絲杠產(chǎn)品，并完成了人形機器人直線關(guān)節(jié)的設(shè)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(yōu)勢，用于人形機器人上下肢等關(guān)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(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范”項目憑借其創(chuàng)新性和應(yīng)用前景，成功獲批青島市科技計劃關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)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(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品，需要研發(fā)團隊在材料、驅(qū)動、控制算法等方面進行大量的創(chuàng)新和實驗。
“具身智能機器人產(chǎn)業(yè)是青島市人工智能產(chǎn)業(yè)細分賽道之一，作為青島市人工智能產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè)，國華智能在技術(shù)研發(fā)上發(fā)揮引領(lǐng)作用。”劉錦玉表示，近年來企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)投入，構(gòu)建全球化研發(fā)體系，掌握了機器人關(guān)節(jié)動力學與運動控制、高精度力感知與力控制等多項關(guān)鍵核心技術(shù)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供底層技術(shù)支撐，帶動全行業(yè)技術(shù)水平提升。
國華智能高度重視核心技術(shù)研發(fā)投入，研發(fā)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(shè)有研發(fā)中心，引入在機器人行業(yè)有豐富經(jīng)驗的核心人才，以全局化的視野整合頂尖智力資源與技術(shù)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(chǎn)學研合作關(guān)系，與行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)共建“仿生機器人聯(lián)合開發(fā)創(chuàng)新基地”，并計劃成立“人形機器人聯(lián)合實驗室”；公司擁有多位諧波傳動領(lǐng)域的高層次人才，其中博士、碩士等技術(shù)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(shù)類及智能制造領(lǐng)域的發(fā)明專利30余項、實用新型專利10余項，申請軟件著作權(quán)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(shù)企業(yè)”“‘專精特新’中小企業(yè)”“創(chuàng)新型中小企業(yè)”，獲批“青島市博士后創(chuàng)新實踐基地”“青島市機器人精密驅(qū)控技術(shù)專家工作站”“青島市市級工業(yè)設(shè)計中心”“青島市人工智能產(chǎn)業(yè)鏈主企業(yè)”等榮譽；通過了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系和ISO45001職業(yè)健康安全管理體系等資質(zhì)認證。
經(jīng)過持續(xù)投入，國華智能在核心零部件方面實現(xiàn)了電機驅(qū)控、精密傳動等核心零部件的自主化研發(fā)生產(chǎn)，在傳動精度、性能等方面達到國內(nèi)領(lǐng)先水平；在核心技術(shù)層面，掌握了機器人全棧技術(shù)能力，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能機器人；在控制系統(tǒng)方面，工業(yè)機器人高速高精度運動控制、協(xié)作機器人高動態(tài)力控技術(shù)通過可靠設(shè)計驗證。
從10到100，賦能百業(yè)數(shù)智化升級
只有推動成果存量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)增量，才能實現(xiàn)從10到100的飛躍。
2021年，國華智能完成天使輪融資，搭建年產(chǎn)5000臺套的諧波減速器首條產(chǎn)線；2022年，公司開發(fā)出GHHS系列產(chǎn)品，綜合性能達到國際領(lǐng)先水平，并成功應(yīng)用遨博智能等行業(yè)頭部企業(yè)，2023年，國華智能的GHHD系列產(chǎn)品成為MI機器人獨家供應(yīng)商，為北京航星傳動、上海藍箭等航天軍工企業(yè)批量供貨，企業(yè)步入高速發(fā)展期。
國華智能依托一流研發(fā)團隊和嚴格的質(zhì)量管理體系，建立起以創(chuàng)新齒形設(shè)計、材料改進和潤滑、前沿加工與檢測技術(shù)等為代表的諧波減速器全過程自主化生產(chǎn)核心技術(shù)體系，年產(chǎn)能達5萬臺，實現(xiàn)了定制化45天發(fā)貨，標準型號達100多種。
“國華智能基于領(lǐng)先技術(shù)打造的機器人關(guān)節(jié)產(chǎn)品，能夠滿足高端制造業(yè)對高精度、高可靠性、高柔性的需求，如在汽車、醫(yī)療、航天等行業(yè)實現(xiàn)復(fù)雜場景應(yīng)用。”劉錦玉介紹說，國華智能與車企合作，實現(xiàn)機器人行業(yè)的高端應(yīng)用，打破國外機器人在部分領(lǐng)域的壟斷，拓展機器人的應(yīng)用邊界，為產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)提供更多應(yīng)用場景示范，激發(fā)市場對機器人產(chǎn)品的需求。另外，國華智能也是國內(nèi)少有將諧波減速器做進航天領(lǐng)域的民營企業(yè)。
團隊堅持技術(shù)正向研發(fā)、自主突破，共計開發(fā)了百余款高性能產(chǎn)品，在山東省市場占有率80%，排名第一，國產(chǎn)化率達95%。
國華智能通過自主研發(fā)實現(xiàn)高端領(lǐng)域國產(chǎn)化替代，為中游本體制造商、關(guān)節(jié)模組廠商提供標準化及定制化產(chǎn)品，并為下游應(yīng)用領(lǐng)域提供傳動技術(shù)解決方案，形成“研發(fā)-制造-市場”全鏈條協(xié)同體系。公司與北京人形機器人創(chuàng)新中心有限公司等頭部企業(yè)深度合作，提供核心零部件定制開發(fā)服務(wù)，高精密傳動部件已成功應(yīng)用于商業(yè)衛(wèi)星，并入選中國星網(wǎng)核心供應(yīng)商名錄。
“下一步，我們將加大研發(fā)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(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)，提升產(chǎn)品競爭力。”劉錦玉表示，同時將加速產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，借助政策引導(dǎo)，吸引更多優(yōu)質(zhì)上下游企業(yè)集聚，強化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新能力，打造更具規(guī)模和競爭力的機器人產(chǎn)業(yè)集群；響應(yīng)國家全場景應(yīng)用的號召，積極拓展應(yīng)用場景，與各行業(yè)客戶深入合作，挖掘更多機器人應(yīng)用需求，推動機器人在更多領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。
“技術(shù)驅(qū)動進步，科技引領(lǐng)未來。”國華智能將以“精密傳動+智能關(guān)節(jié)”技術(shù)為核心，構(gòu)建“核心部件-關(guān)節(jié)模組-整機集成”三級體系，從產(chǎn)業(yè)落地到生態(tài)構(gòu)建，助力智能鏈接萬物，賦能產(chǎn)業(yè)迭代、城市變革，成為人形機器人關(guān)節(jié)傳動技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，打造全球領(lǐng)先的人形機器人全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。
青島財經(jīng)日報/首頁新聞記者 封滿樓
責任編輯：林紅
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