突破智能機器人核心部件共性技術，中科深谷堅持智能機器人及核心零部件創新發展
發布日期：2022-06-29 瀏覽次數：734
炫酷的智能機器人，如今已經全面融入到人類世界當中，在各行業、各領域當中，持續發揮著重要作用，讓我們的生活變得越來越舒適。但對于機器人企業而言，智能機器人其實想要成功運作，成功完成人類所交辦的各種任務，必須要依靠核心部件在背后進行驅動。這就要求機器人企業必須掌握智能機器人所必須的核心部件與關鍵技術。
“十三五”時期以來，我國智能機器人產業呈現良好發展勢頭，產業規?？焖僭鲩L，產業集群逐漸崛起，產業賦能不斷深入，成為實現智能制造、推動制造業轉型升級的有力抓手。
盡管我國智能機器人產業經過多年發展已基本擁有完整技術，但仍存在一些問題。例如部分核心零部件依賴進口、掌握機器人核心技術的企業并不多、中小企業面對進口的核心零部件更是“買不起”“不會用”等現象。
為此有專家建議，想要推動中國智能機器人產業邁向中高端發展，必須要加強”產學研用”精準配合，實現核心零部件自主研發和國產化，解決技術積累不足、產業基礎薄弱等問題。
機器人產業飛速發展，核心部件及關鍵技術加快突破。
根據工業和信息化部等15個部門印發的《“十四五”機器人產業發展規劃》，“十三五”以來，我國機器人產業呈現良好發展勢頭，產業規?？焖僭鲩L，年均復合增長率約15%。2020年制造業機器人密度達到246臺/萬人，是全球平均水平的近2倍。服務機器人、特種機器人在倉儲物流、教育娛樂、清潔服務、安防、巡檢、醫療康復等領域實現規模應用。
中國智能機器人產業跑出”加速度“產業發展持續向好。
與此同時，隨著智能機器人產業集群逐漸崛起，我國機器人技術水平在持續提升，運動控制、高性能伺服驅動、高精密減速器等關鍵技術和部件加快突破，整機功能和性能顯著增強。
以中科深谷例，作為一家高新科技型企業，依托中科大、合工大集聚多所知名高校及單位的教授專家和行業資深研發工程師，成立人工智能與機器人共性技術研發中心，不斷發展智能機器人核心零部件與關鍵技術，為智能機器人產業提供技術支持和動力源泉。
截至目前中科深谷團隊已成在智能機器人控制器、伺服驅動器、伺服電機、機器人本體四大核心部件關鍵技術實現突破創新，為全國工業、農業、協作機器人等行業提供了高品質解決方案。
控制與半實物仿真技術
中科深谷控制與半實物仿真技術是一種實時的嵌入式計算技術，具備豐富的I/O資源來采集外部信號，并運行嵌入式實時系統。根據應用場景的不同，可分為快速控制原型RCP技術和硬件在環HIL技術兩部分。
采用基于模型設計的方法，實現了相比于傳統開發工作流程的兩個重要提升：
從需求捕獲到設計、實現和測試，系統模型開發和測試始終占據開發流程的核心。
伺服驅動技術
伺服驅動主要采用高性能的 DSP或ARM芯片，實現SVPWM、PID、FOC磁場定向控制、電流/速度/位置三閉環控制；可驅動多種電機，支持多種編碼器，支持EtherCAT、CANOpen、modbus等多種總線協議；集成了點到點軌跡規劃、位置跟蹤等功能；具體有過流/過壓/欠壓/堵轉/過溫等多種保護功能；實現了參數辨識、PI參數自整定、ADRC自抗擾、負載辨識等高級算法。
視覺與深度學習技術
計算機視覺，以傳感器獲取圖像數據，通過深度學習和神經網絡算法，提取圖像深層特征、識別環境及目標物體，實現移動機器人的視覺導航與機械臂的目標定位等功能，從傳統、固定的運動規劃提升至機器人自主導航和自主作業，滿足復雜場景、移動多目標實時檢測、跟蹤、定位等需求。
導航技術
通過將慣性導航的數據(INS)、衛星定位導航的數據、路標定位的數據、地圖匹配定位(MM)的數據以及視覺定位的數據做有效的融合；可實現車輛橫向/縱向精確定位、障礙物檢測與碰撞避讓、智能車速控制、路徑規劃及行為決策等功能。
智能機器人技術
裝備了自主開發的伺服驅動、高負重比、輕量化協作機械臂；通過動力學控制、視覺識別與定位、力控制技術和深度學習等技術，實現高速、高精度軌跡規劃與控制及多機器人協同控制等技術。
截至目前，中科深谷已實現多款機器人核心部件國產替換化，讓中小企業“買得起”“學會用?！?
發揮核心技術優勢，實現技術賦能
作為新興技術的重要載體，中科深谷發揮人工智能與機器人領域核心技術，將機器人關鍵技術開源開放，讓產業賦能不斷深入，受到合作企業的一致好評。
“以往國內核心驅動器大多依賴國外進口，產品成本和價格使得我們這些研究所和中小企業叫苦不迭，近幾年通過與中科深谷的技術團隊合作研發的伺服驅動器已基本實現國產替代，目前我們的驅動器被廣泛應用在各種廠家多種規格型號的電機上，性能指標處于國內領先、部分產品指標國際領先?！?
“當我們準備從事腹腔鏡手術機器人的研究時，發現缺乏機械臂用的伺服電機驅動器技術、EtherCAT運動控制器技術，中科深谷開源伺服電機驅動器和EtherCAT機械臂控制器，幫助我們搭建好第一臺功能樣機，使我們的研發團隊此次合作中，快速掌握相關技術，增加了項目實戰經驗?！?
安徽**智能科技有限公司
“我們目前已有的工業機器人等產品在國內具有很強的核心競爭力，年銷售額數億元，但在協作機器人新產品開發中尚無核心技術，于去年底委托公共服務創新平臺開發兩款機型的伺服驅動器，在開發過程中，平臺其設計好對應功率和功能需求的開源EtherCAT伺服驅動器，功能強大、技術先進，將漫長研發周期縮短至數月?！?
杭州**醫學機器人有限公司
此次項目中，中科深谷研發團隊自主研發的DSP28069M和LAN9252高性能伺服驅動器為項目的成功開發起到了至關重要的作用。
其中28069M驅動器自帶算法庫，集成電機的參數辨識程序,且適用于所有三相異步、同步電機。該程序能夠辨識電機定子電阻、轉子電阻(ACIM)、定子電感、額定磁通(PMSM)和額定感應電流(ACIM)、具有FAST觀測器。
InstaSPIN-FOC 方框圖
東莞***機器人股份有限公司
機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，是實現工業生產數字化、網絡化、智能化的重要裝備，其研發、制造、應用也是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。
對中科深谷而言，突破機器人關鍵技術、堅持開源開放，是中科深谷在進行機器人核心部件和進行智能機器人技術發展的初衷，也是該企業尋求市場破局、堅持國產核心器件替換化長遠發展之道。
