作為國內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器人核心零部件供應(yīng)商之一，清能德創(chuàng)電氣技術(shù)（北京）有限公司致力于滿足人形機(jī)器人對運(yùn)控系統(tǒng)高 功率密度、高爆發(fā)性、高精度等方面的需求，并快速推出了采用氮化鎵技術(shù)的CoolDrive Mini ANT微型智能伺服驅(qū)動產(chǎn)品和高 性能RJM一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)產(chǎn)品，為這一新興賽道提供了性能卓越、成本可控的國產(chǎn)化替代方案。

文 / 清能德創(chuàng)電氣技術(shù)（北京）有限公司

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1 人形機(jī)器人執(zhí)行器開發(fā)趨勢
在人工智能的加持之下，具身智能人形機(jī)器人的開發(fā)正 迎來爆發(fā)期，在人形機(jī)器人的人機(jī)交互、環(huán)境感知、運(yùn)動控 制三大核心技術(shù)能力所對應(yīng)的功能模塊的開發(fā)上，近年來取 得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
以電驅(qū)型人形機(jī)器人為例，在執(zhí)行器部分，大致上可分 為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種，直線式執(zhí)行器用到的零部件主要有 驅(qū)動器、編碼器、無框力矩電機(jī)、絲杠、力傳感器等；旋轉(zhuǎn) 式執(zhí)行器用到的零部件一般包括驅(qū)動器、編碼器、無框力矩 電機(jī)、減速機(jī)、力傳感器等。從發(fā)展方向來看，高性能、標(biāo) 準(zhǔn)化和低成本，正成為人形機(jī)器人執(zhí)行器的重要開發(fā)趨勢， 其中，伺服系統(tǒng)是一個(gè)不可或缺的關(guān)鍵部件，其研發(fā)重點(diǎn)在 于功率和扭矩密度的提升。從業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)來看， 目前市面上領(lǐng) 先的關(guān)節(jié)扭矩密度的峰值水平基本處于100~200N·m/kg， 而液壓執(zhí)行器的峰值扭矩密度可以達(dá)到300~600N·m/kg， 由此可見，現(xiàn)有人形機(jī)器人執(zhí)行器的方案與實(shí)際應(yīng)用需求之 間仍然存在著非常明顯的差距！
要想提升伺服系統(tǒng)的功率密度，就需要同時(shí)在驅(qū)動技術(shù) 和電機(jī)這兩個(gè)方面著手。一方面，通過采用新型功率半導(dǎo)體 和基板材料，并優(yōu)化電路拓?fù)浼盁峁芾硐到y(tǒng)，來提高驅(qū)動器 性能；另一方面，在電機(jī)本體上對定轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、磁路設(shè) 計(jì)、繞組設(shè)計(jì)、新型材料以及散熱設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提 升整體系統(tǒng)的高功率密度、高爆發(fā)、高響應(yīng)能力。
此外，人形機(jī)器人執(zhí)行器的伺服系統(tǒng)還應(yīng)在高精度、高 安全性等角度，全面滿足人形機(jī)器人的應(yīng)用要求。

2 專注高爆發(fā)、高性能和高功率密度伺服研發(fā)
清能德創(chuàng)電氣技術(shù)（北京）有限公司成立于 2012年， 是國家級專精特新“小巨人”企業(yè)、國家級高新技術(shù)企業(yè)。 公司以電力電子技術(shù)為核心，融合先進(jìn)的自動化技術(shù)，通過 持續(xù)創(chuàng)新，為客戶提供高效可靠的產(chǎn)品和解決方案。經(jīng)過持 續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，清能德創(chuàng)先后迭代了多款工業(yè)機(jī)器人伺服系 統(tǒng)，不斷提升的產(chǎn)品性能和可靠性，現(xiàn)已成為中國領(lǐng)先的機(jī) 器人和智能裝備伺服系統(tǒng)提供商。
清能德創(chuàng)較早開始布局人形機(jī)器人賽道，致力于滿足 人形機(jī)器人對運(yùn)控系統(tǒng)高功率密度、高爆發(fā)性、高精度等方 面的需求，推出了應(yīng)用于四足機(jī)器人和雙足機(jī)器人的高功率 密度、高性能伺服產(chǎn)品，為人形機(jī)器人核心零部件的技術(shù)突 破提供有力支撐。同時(shí)，清能德創(chuàng)作為關(guān)鍵零部件廠商，公 司還積極參與了北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心（國地共建具身智 能機(jī)器人創(chuàng)新中心）的組建工作，并且是創(chuàng)新中心及SAC/ TC591/WG2機(jī)器人標(biāo)委會人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)工作組的核心成員 之一。
未來，清能德創(chuàng)將持續(xù)針對人形機(jī)器人所需的高爆發(fā)、 高性能和高功率密度伺服驅(qū)動展開技術(shù)研發(fā)和功能優(yōu)化，推 出一系列滿足人形機(jī)器人不同關(guān)節(jié)要求的高性能伺服驅(qū)動解 決方案，為人形機(jī)器人共性技術(shù)突破提供有力基礎(chǔ)支撐。

3  清能德創(chuàng)針對人形機(jī)器人開發(fā)的伺服及關(guān) 節(jié)模組
(1)CoolDrive Mini ANT高性能、高爆發(fā)微型伺服驅(qū) 動器
CoolDrive Mini ANT高性能、高爆發(fā)微型伺服驅(qū)動器是 清能德創(chuàng)順應(yīng)人形機(jī)器人發(fā)展趨勢所自主研發(fā)的一款驅(qū)動產(chǎn)品，其采用全新功率半導(dǎo)體器件（GaN氮化鎵）和高功率密 度設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)極小體積下輸出極大電流，最高峰值電流可 達(dá)140A，額定輸出效率＞98%，滿足高負(fù)載和高效率的需 求，能夠在狹小空間內(nèi)驅(qū)動更大功率電機(jī)，非常適合人形機(jī) 器人、四足機(jī)器人、水下機(jī)器人等在腰、髖、膝、肩等關(guān)鍵 部位的動作執(zhí)行需要。
(2)RJM系列一體化關(guān)節(jié)模組
RJM系列一體化關(guān)節(jié)模組是清能德創(chuàng)自主研發(fā)的全新一 代高性能機(jī)器人關(guān)節(jié)產(chǎn)品，具有小體積、高轉(zhuǎn)矩、高精度等 特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上，RJM系列一體化關(guān)節(jié)模組中包含了強(qiáng)大的 中空形態(tài)CoolDrive Mini ANT伺服驅(qū)動器、無框力矩電機(jī)、 減速機(jī)以及雙編碼器等器件；重復(fù)定位精度可高達(dá)0.001°,   令到人形機(jī)器人的運(yùn)動更加精準(zhǔn)。RJM系列一體化關(guān)節(jié)模 組支持 EtherCAT通訊協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng)；內(nèi)置無框 力矩電機(jī)，使其具備更高轉(zhuǎn)速（41Rev/min）、更大扭矩 （411Nm）等特點(diǎn)，可滿足人形機(jī)器人對關(guān)節(jié)的高爆發(fā)要 求，并支持快速搭建人形機(jī)器人硬件系統(tǒng)。