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機(jī)器人核心零部件:電機(jī)與減速器,傳感器與感知模組,伺服電機(jī),大小腦系統(tǒng)-基礎(chǔ)模型-功能模型

來源:上海財經(jīng)大學(xué)      編輯:創(chuàng)澤      時間:2026/1/6      主題:其他   [加盟]

人形機(jī)器人與具身智能產(chǎn)業(yè)鏈的核心零部件與基礎(chǔ)支撐環(huán)節(jié),包括電機(jī)與減速器、傳感器與感知模組、伺服電機(jī)、靈巧手、大小腦系統(tǒng)-基礎(chǔ)模型-功能模型、芯片與算力平臺、軟件與仿真平臺等方面 。其中大腦小腦為形象描述, 實際指機(jī)器人高層AI 決策與低層運動控制的協(xié)同與分層。

電機(jī)與減速器

電機(jī)與減速器是構(gòu)成機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)的核心機(jī)電組件,包括無框力矩電機(jī)、 RV 減速器和諧波減速器等。該模塊通過將電能高效轉(zhuǎn)化為高精度機(jī)械運動,為機(jī)器人關(guān)節(jié)提供穩(wěn)定、靈活且高響應(yīng)的動力支持,支撐行走 、抓取等復(fù)雜動態(tài)行為。

中大力德布局全系列高精度傳動產(chǎn)品, 圍繞工業(yè)自動化和工業(yè)機(jī)器人,形成了減速器+電機(jī)+驅(qū)動—體化的產(chǎn)品架構(gòu),推出“精密行星減速器+伺服電機(jī)+驅(qū)動”—體機(jī)、 “RV 減速器+伺服電機(jī)+驅(qū)動”—體機(jī)、“諧波減速器+伺服電機(jī)+驅(qū)動”—體機(jī)等模組化產(chǎn)品,實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升J。綠的諧波針對人形機(jī)器人等行業(yè)的新興需求, 聚焦諧波減速器的輕量小型化技術(shù)突破,同等出力情況下,減重 30%以上。同時開發(fā)出靈巧手適用微型諧波減速器, 自主研發(fā)的高扭矩密度諧波減速器和—體化關(guān)節(jié)模組, 已在國內(nèi)具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)L先地位 。來福諧波則以 CMH 系列高壓關(guān)節(jié)模組為核心,集成高質(zhì)量無框電機(jī)與高扭矩諧波減速器, 采用高強(qiáng)度合金材質(zhì)及高剛性軸承,支持定制化需求, 適配人形機(jī)器人等領(lǐng)域。

傳感器與感知模組

傳感器與感知模組用于實時獲取機(jī)器人自身狀態(tài)及與環(huán)境交互信息的感知單元,包括 IMU、六維力矩傳感器和觸覺皮膚等。該模組通過測量姿態(tài)、加速度、接觸力及表面壓力分布,為平衡控制、柔順操作和安全避障提供多維度閉環(huán)反饋數(shù)據(jù)。

奧比中光發(fā)布面向機(jī)器人領(lǐng)域的全新感知產(chǎn)品矩陣。其中, Pulsar ME450 是國內(nèi)一款支持多種掃描模式的 dToF 3D 激光雷達(dá); Gemini 345Lg 是專為戶外機(jī)器人打造的雙目 3D 相機(jī), 擁有超越行業(yè)的高可靠性和超廣視野 。坤維科技Z新推出腳踝六維力傳感器 HRS65-ET——在具備高剛性、高過載能力的同時,其厚度僅有10mm,通過模擬真實使用場景的六維聯(lián)合加載(強(qiáng)迫學(xué)習(xí))標(biāo)定技術(shù), 調(diào)整數(shù)千項網(wǎng)絡(luò)參數(shù),使傳感器的精度(重復(fù)性) 達(dá)到 0.1%FS,準(zhǔn)度 (準(zhǔn)確性含串?dāng)_) 達(dá)到 0.3%FS 。漢威科技集團(tuán)依托強(qiáng)大的研發(fā)創(chuàng)新能力和全自動 MEMS 芯片智造產(chǎn)線,推出了核心技術(shù)自主可控的高精度 MEMS 慣性測量單元 。其基于 MEMS 工藝與 SIP 系統(tǒng)J封裝,集成了多種智能算法與自診斷程序,具備精度高 、響應(yīng)快、可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢,漢威科技已構(gòu)建了覆蓋“嗅覺-觸覺-平衡-力控-視覺”的多維傳感器矩陣。

伺服電機(jī)

伺服電機(jī)能夠準(zhǔn)確控制位置、速度和加速度,通過將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能, 驅(qū)動負(fù)載按照預(yù)設(shè)的軌跡進(jìn)行運動。伺服電機(jī)具有高精度、高效率和高可靠性的特性,能夠?qū)崿F(xiàn)對速度、位置和加速度的準(zhǔn)確控制。

匯川技術(shù) MS1-R 系列伺服電機(jī), 功率范圍 0.05kW~7.5kW,提供多種慣量配置、轉(zhuǎn)速段配置, 可根據(jù)客戶需求提供不同配置的編碼器類型, MS1H1 和 MS1H4 (40/60/80 機(jī)座)) Z高轉(zhuǎn)速從 6000rpm 提升到 7000rpm 。禾川科技擺線關(guān)節(jié)模組通過全棧自研+深度協(xié)同設(shè)計,在核心性能上實現(xiàn)質(zhì)的飛躍, 具備低背隙、超高精度,集成化設(shè)計大幅降低冗余結(jié)構(gòu),相同扭矩下重量較傳統(tǒng)方案更輕,減輕機(jī)器人肢體負(fù) 載。

大小腦系統(tǒng)

機(jī)器人大腦系統(tǒng)負(fù)責(zé)感知和規(guī)劃決策,基于多模態(tài)大模型, 學(xué)習(xí)、理解、融合、對齊各傳感器采集的跨模態(tài)信息,實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的魯棒建模與更準(zhǔn)確、通用的感 知, 并根據(jù)環(huán)境情況, 自主拆解任務(wù)、規(guī)劃動作。小腦系統(tǒng)的運動規(guī)劃與控制是人形機(jī)器人實現(xiàn)自然和流暢動作的關(guān)鍵。

銀河通用 2025 年 1 月聯(lián)合發(fā)布 GraspVLA, 采用“VLM 骨干+動作專家”架構(gòu),通過漸進(jìn)式動作生成連接 !按竽X”含 InternLM2 1.8B 及融合雙模型特征的視覺編碼器;“⼩腦”專注動作塊生成。經(jīng) 10 億J合成數(shù)據(jù)預(yù)訓(xùn)練獲七大泛化能力,小樣本真機(jī)后訓(xùn)練可應(yīng)用于特殊場景。智元機(jī)器人 2025 年 3 月發(fā)布 ViLLA 架構(gòu)的 GO-1 模型,構(gòu)建 “VLM+MoE 混合專家”體系!按竽X”由 InternVL-2B(多模態(tài)感知) 與 Latent Planner(任務(wù)規(guī)劃) 組成;“小腦”為 Action Expert, 將規(guī)劃轉(zhuǎn)化為精細(xì)動作序列, 三者形成“感知→規(guī)劃→執(zhí)行”閉環(huán)。靈初智能 2025 年 4 月推出強(qiáng)化學(xué)習(xí) Psi-R1, 采用“快慢腦”分層架構(gòu)!按竽X ”(慢腦 S2)基于 Causal VLM 負(fù)責(zé)推理規(guī)劃;“小腦 ”(快腦 S1) 用 DiT 模塊實現(xiàn)高精度執(zhí)行。通過 Action Tokenizer 構(gòu)建「動作感知 - 環(huán)境反饋 - 動態(tài)決策」全閉環(huán),支持 CoAT 思維鏈, 泛化能力與穩(wěn)定性突出。智平方 GOVLA 模型實現(xiàn)“大腦-小腦”全域協(xié)同, 由空間交互基礎(chǔ)模型、慢系統(tǒng)和快系統(tǒng)三部分組成。其通過解析用戶指令(如語音指令) 、實時環(huán)境信息和機(jī)器人狀態(tài), 實現(xiàn)雙系統(tǒng)分工協(xié)作,慢系統(tǒng) System2 負(fù)責(zé)復(fù)雜邏輯推理,任務(wù)拆解,輸出語言交互內(nèi)容;快系統(tǒng) System1 輸出機(jī)器人全身控制動作與移動軌跡,兼顧實時響應(yīng)與復(fù)雜決策能力。

芯片與算力平臺

芯片與算力平臺是支撐機(jī)器人智能決策與實時控制的計算體系, 由 AI 芯片、控制MCU 和 GPU/NPU 模塊組成。該平臺通過并行處理視覺識別、路徑規(guī)劃、運動控制等多類任務(wù),在毫秒J響應(yīng)時間內(nèi)完成感知-決策-執(zhí)行閉環(huán),保障機(jī)器人在動態(tài)環(huán)境中的高階智能行為。

瑞芯微以“主控+協(xié)處理器”路線為核心, RK182X 系列協(xié)處理器以 3D 堆疊 DRAM突破帶寬瓶頸, 實現(xiàn)百 GB J帶寬; RK MotionCore 核心方案依托 RK3588 芯片的 Hybrid 計算架構(gòu), 充分發(fā)揮 CPU、GPU 和 NPU 的協(xié)同算力,實現(xiàn)高幀率強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制策略部署 。兆易創(chuàng)新聚焦控制核心, GD32H7 系列 MCU 以 600MHz 主頻支撐機(jī)器人 0.01 N 準(zhǔn)確穩(wěn)定力控和快速動態(tài)響應(yīng) 。國訊芯微推出 NSPIC 系列, NSPIC R007NP+為業(yè)界一款集成算力、實時操作系統(tǒng)與多模態(tài)控制架構(gòu)的機(jī)器人“大小腦—體”控制方案, NSPIC R006NP+能夠?qū)⒏兄、決策、執(zhí)行融合為—體,多模態(tài)感知技術(shù)的加持使機(jī)器人能夠獲得更豐富、準(zhǔn)確的環(huán)境信息, 可根據(jù)識別結(jié)果迅速做出反應(yīng), 而底層系統(tǒng)的升J迭代為智能機(jī)器人搭建了強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施,能更好地支持機(jī)器人大模型的訓(xùn)練和應(yīng)用 。

軟件與仿真平臺

軟件與仿真平臺是用于開發(fā)、訓(xùn)練和驗證機(jī)器人行為策略的虛擬工具鏈, 涵蓋控制算法、仿真數(shù)據(jù)和具身模型訓(xùn)練等。該平臺通過物理準(zhǔn)確的數(shù)字環(huán)境模擬真實交 互,使算法可在無需實物的情況下完成迭代優(yōu)化,大幅縮短研發(fā)周期并提升系統(tǒng)魯棒性。

2025 年具身智能軟件與仿真平臺領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢,騰訊、華為、智元機(jī)器人、逐際動力、松應(yīng)科技五家企業(yè)憑借各自技術(shù)優(yōu)勢推出核心產(chǎn)品。騰訊發(fā)布具身智能開放平臺 Tairos“鈦螺絲”, 國內(nèi)個以模塊化方式提供大模型、開發(fā)工具和數(shù)據(jù)服務(wù), 為機(jī)器人本體開發(fā)商與應(yīng)用開發(fā)商補(bǔ)齊關(guān)鍵的軟件能力; 華為推出的 CloudRobo具身智能平臺依托云端海量算力與先進(jìn) AI 模型, 整合訓(xùn)練數(shù)據(jù)生成、云上環(huán)境感知、全局規(guī)劃、 自主執(zhí)行等能力 , 支持真機(jī)實采與合成數(shù)據(jù)訓(xùn)練; 智元機(jī)器人發(fā)布的 Genie Studio 作為行業(yè)一款—站式開發(fā)平臺, 覆蓋數(shù)據(jù)采集、模型訓(xùn)練、仿真評測、模型推理全鏈路, 擁有6000+物體資產(chǎn)與仿真場景,大幅降低開發(fā)門檻; 松應(yīng)科技推出的 ORCA 物理 AI 仿真平臺提供功能多面、高度集成、性能出色的仿真平臺軟件, 融合高精度物理仿真與高保真實時渲染,支持萬J并發(fā)訓(xùn)練和統(tǒng)—格式(openUSD)數(shù)據(jù)集, 貫穿研發(fā)全鏈條。





機(jī)器人語音識別主要模式:頻譜圖法,LPC法,隱藏式馬可

頻譜圖法將語音信號的頻譜沿著時間軸加以展開,識別精度一般;LPC法是對語音信號抽取LPC系數(shù);隱藏式馬可夫模式用于非特定人的語音識別,建立語音的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模式

機(jī)器人圖像處理的幾種方法:點運算、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原

機(jī)器人通過攝像頭這些外設(shè)獲得圖像之后,利用某種算法來進(jìn)行圖像之間的變換,對圖像進(jìn)行各種操作以達(dá)到所需要實現(xiàn)的功能;點運算改善圖像的顯示效果

機(jī)器人如何看到物體:由硬件圖像采集和軟件圖像信息處理

由圖像采集系統(tǒng),圖像處理系統(tǒng)及信息綜合分析處理系統(tǒng)構(gòu)成;機(jī)器人的視覺,大概可以理解為“視”和“覺” 兩部分;系統(tǒng)主要由圖像采集部件、圖像的處理和分析、處理結(jié)果輸出裝置

機(jī)器人如何規(guī)劃行走路線:全局規(guī)劃方法,局部規(guī)劃

全局規(guī)劃方法依照已獲取的環(huán)境信息,給機(jī)器人規(guī)劃出一條路徑,路徑的精確程度取決于獲取環(huán)境信息的準(zhǔn)確程度;局部規(guī)劃方法側(cè)重于考慮機(jī)器人當(dāng)前的局部環(huán)境信息

機(jī)器人的視覺傳感技術(shù),從二維圖像中理解和構(gòu)造出三維世界的真實模型

機(jī)器人的視覺系統(tǒng)是通過圖像和距離等傳感器來獲取環(huán)境對象的圖像、顏色和距離等信息,然后傳遞給圖像處理器,利用計算機(jī)從二維圖像中理解和構(gòu)造出三維世界的真實模型

機(jī)器人的工件識別傳感器:接觸識別、采樣式測量、鄰近探測、距離測量、機(jī)械視覺識別

接觸識別這種測量一般精度不高;采樣式測量如測量某一目標(biāo)的位置、方向和形狀;距離測量測量某一目標(biāo)到某一基準(zhǔn)點的距離;機(jī)械視覺識別測量某一目標(biāo)相對于一基準(zhǔn)點的位置方向和距離

機(jī)器人的柔性腕力傳感器:檢測末端執(zhí)行器所受外力/力矩的大小和方向

腕力傳感器安裝在機(jī)器人手臂和末端執(zhí)行器之間,更接近力的作用點,準(zhǔn)確地檢測末端執(zhí)行器所受外力/力矩的大小和方向,為機(jī)器人提供力感信息,擴(kuò)展了機(jī)器人的作業(yè)能力

機(jī)器人位姿傳感器:6個電渦流傳感器組成的特定空間結(jié)構(gòu)

6個傳感器構(gòu)成三維測量坐標(biāo)系, 其中傳感器1、2、3對應(yīng)測量面 xOy, 傳感器4、5對應(yīng)測量面 xOz, 傳感器6對應(yīng)測量面 yOz 。 每個傳感器在坐標(biāo)系中的位置固定,這6個傳感器所標(biāo)定的測量范圍就是該測量系統(tǒng) 的測量范圍

機(jī)器人軌跡規(guī)劃的基本原理

以兩自由度機(jī)器人為例,將機(jī)器人操作臂兩個關(guān)節(jié)的運動用一個公共因子做歸一化處理,使其運動范圍較小的關(guān)節(jié)運動成 比例地減慢,這樣可使得兩個關(guān)節(jié)能夠同步開始和 同步結(jié)束運動

機(jī)器人操作臂動力學(xué)方程系數(shù)的簡化

機(jī)器人動力學(xué)的顯式狀態(tài)方程,可用來分析和設(shè)計高級的關(guān)節(jié)變量空間的控制策略,給定力和力矩,用動力學(xué)方程求解關(guān)節(jié)的加速度,再積分求得速度及廣義坐標(biāo)

WebSocket在實時對話中存在關(guān)鍵缺陷:數(shù)據(jù)包丟失或延遲,破壞對話流暢性

WebSocket 基于 TCP 協(xié)議,其可靠傳輸機(jī)制在實時媒體流中反而成為瓶頸,會導(dǎo)致單個數(shù)據(jù)包丟失或延遲時,對于對話式 AI 需連續(xù)交互的場景,此問題會顯著破壞對話流暢性

機(jī)器人互動如何做好上下文:短期記憶,固化和注入長期記憶:

通過結(jié)構(gòu)化短期記憶+動態(tài)長期記憶注入,在保障兼容性的同時,針對實時語音交互場景進(jìn)行深度優(yōu)化,并賦予開發(fā)者高度靈 活的上下文控制權(quán)限
 
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