人形機器人，也稱為仿生人形機器人。一般認為是應(yīng)當具有類人的外觀、感知、決策、行為和交互能力，可以在生活、工作場景內(nèi)如人類一般完成外界感知、自主運動、行為交互等一系列任務(wù)的機器人。

近年來，主要發(fā)達國家紛紛加強人形機器人的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)布局。《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》中提到：人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的產(chǎn)品，深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑產(chǎn)業(yè)格局。

據(jù)相關(guān)預(yù)測，中國人形機器人市場規(guī)模2026 年達到 104.71 億元，2029年達到 750 億元，到 2035年有望達到3000億元規(guī)模。

相比傳統(tǒng)工業(yè)機器人，人形機器人需要非常多的自由度，所用到的活動關(guān)節(jié)也大大增加。這些關(guān)節(jié)零部件的制造能力，也成了機器人運動能力提升的關(guān)鍵。

圖片來源：宇樹機器人G1

這些關(guān)節(jié)包括無刷直流伺服電機、空心杯電機、行星減速器、諧波減速器、滾珠絲杠等?？傮w而言，電機、減速器、絲杠則是人形機器人關(guān)鍵運動的關(guān)鍵組成部件。

因此，在生產(chǎn)制造中，如何控制這三大零部件的關(guān)鍵尺寸與參數(shù)，都尤為關(guān)鍵。

本期推文，小優(yōu)博士結(jié)合優(yōu)可測在協(xié)助企業(yè)進行關(guān)鍵零件把控經(jīng)驗來介紹一下。

/電機

在電機制造中，企業(yè)會關(guān)注電機磁性瓦片的尺寸，矽鋼片尺寸，轉(zhuǎn)子軸的尺寸。

電機磁性瓦片尺寸測量-閃測儀FM系列

矽鋼片尺寸測量-閃測儀FM系列

電機軸承尺寸測量-閃測儀FM系列

在有刷電機上，企業(yè)也會通過顯微鏡對碳刷進行失效性分析。

對于一些精密電機，企業(yè)甚至會選擇白光干涉儀，對碳刷與換向器的接觸面進行分析，控制兩側(cè)的粗糙度，從而降低磨損，減低噪音，提升碳刷的壽命。

碳刷磨損體積-白光干涉儀AM系列

在交流電機制造中，企業(yè)同樣會使用大倍率的顯微鏡，對定子線圈的繞線進行失效性分析、表面缺陷分析等。

電機線路焊錫失效性分析-超景深顯微鏡AH系列

靈巧手上會部署多個精密的空心杯電機，這些電機在制造中，廠家也會關(guān)注外殼、磁鋼、霍爾傳感器的尺寸，并會采購閃測儀這類的設(shè)備，對這些零部件的尺寸進行在線抽檢，或者全檢。

在伺服電機中，對電機轉(zhuǎn)動角度控制的“磁柵編碼器”，也是制造企業(yè)重點關(guān)注的對象。有些企業(yè)會采購白光干涉儀，對編碼器的激光槽高度、表面粗糙度、磁高度進行把控。部分高精密的編碼器，表面粗糙度管控甚至要達到納米級。

磁柵編碼器微觀形貌測量-白光干涉儀AM系列

磁柵編碼器粗糙度測量-白光干涉儀AM系列

在一些高速電機中，廠家也會關(guān)注軸的軸跳動，利用能檢測微小跳動的光譜共焦傳感器來進行測量。

/減速器

在減速器中，很多都配置了磁柵編碼器或者光柵編碼器。這些編碼器的尺寸與表面粗糙度，同樣需要進行管控。

在減速器與電機共同組成的運動關(guān)節(jié)模組中，一般會包含多個齒輪，如行星齒輪、減速器內(nèi)齒輪等。為了減少齒輪嚙合阻力，降低摩擦，提升運動關(guān)節(jié)壽命，廠家會對齒輪、軸、套尺寸；傳動軸的軸跳動；齒輪嚙合面粗糙度進行管控。在這些管控環(huán)節(jié)，白光干涉儀、閃測儀、線激光傳感器、高倍率超景深顯微鏡都是比較常見的檢測設(shè)備。

行星齒輪粗糙度測量-白光干涉儀AM系列

減速器齒輪磨損分析-白光干涉儀AM系列

減速器齒輪測量-閃測儀FM系列

/絲桿

目前部分人形機器人的運動關(guān)節(jié)會采用到如滾珠絲杠的直線運動方案。如特斯拉的擎天柱機器人的手部就包含了12個行星滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，腿部包含了14個行星滾珠絲杠。行星滾珠絲杠結(jié)構(gòu)要降低運動噪音，提升運動效率，需要精密磨床進行加工，同樣也需要高精度白光干涉儀等測量設(shè)備，對軸、絲杠軸跳動，以及齒輪嚙合面粗糙度進行精密管控。

滾珠絲杠寬齒表面粗糙度測量-白光干涉儀AM系列

絲桿螺紋斜面形貌分析-白光干涉儀AM系列