近日,英孚機器人發布了新一代的關節技術,推出【負壓液冷+擺線減速器+GaN驅動】的新關節方案。其宣布相關產品將在WAIC上正式面向市場發布,企業也將圍繞共同構建更強大的機器人本體的核心議題,與多家頭部機器人公司開展合作。
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三項技術,三重突破
(1)負壓液冷——將關節高功率運行時間延長至無窮大
機器人關節發熱的核心是電機,超過2/3以上的熱量來自電機損耗。在行業追求一體化、小型化、輕量化的趨勢下,電機的散熱矛盾比以往更加突出。依賴被動散熱的效果有限,而關節內部結構過于緊湊,內置散熱方案的難度極大;傳統的液冷散熱方案又存在漏液的致命隱患。英孚機器人的負壓液冷方案基本上解決了這一難點。
負壓液冷技術依托真空負壓機制構建核心散熱邏輯,讓完整冷卻循環管路內部壓強低于常壓標準。一旦管路出現破裂等突發故障,外界大氣壓力會向內壓緊管路內冷卻液,從物理層面鎖住介質、避免滲漏,從根源避免漏液引發的電路短路、金屬腐蝕等安全風險。
英孚機器人針對整套散熱系統完成管路結構優化,同時開展多輪冷卻液適配實測。對比初代實驗室原型,新一代負壓液冷方案散熱效率提升超30%。整套方案搭載升級后的復雜負壓模組,攻克了傳統液冷最棘手的滲漏難題,最終依托高精度先進加工工藝與多層精密工序完成量產落地。
針對傳統一體式粘接密封外殼難以維護、器件無法復用的痛點,方案優化采用了多段式可拆卸液冷外殼。僅通過增加一層液冷外殼,便能完成散熱。整體外殼尺寸厚度只有6mm,僅讓關節整體重量增加6%。
(2)擺線關節——將關節交變負載下的壽命提升2倍
具身機器人和過往工業機器人有一個巨大的差別,即具身機器人需要與與外界環境高頻交互,任務場景更為復雜,受力狀況極度不穩定。在這種受力狀況下,具身機器人的壽命與穩定性都很難與工業機器人相比。傳統的行星、諧波方案都很難在這種交變負載下維持比較高的壽命表現。
擺線減速器的技術特性,恰好適配這一需求。擺線減速器采用擺線針齒少齒差行星傳動,偏心機構帶動擺線輪公轉,齒數差形成低速自轉,多齒同時嚙合,平穩完成減速與扭矩放大。多齒嚙合的特性,賦予了其優秀的抗沖擊性和壽命。因此在歷史上,擺線減速器常用于重載、高強度、高壽命需求場景,如重工業等。
英孚機器人推出的擺線減速器,從底層原理出發進行全面革新,擺脫了傳統方案的桎梏。通過精細地一體化設計,大幅降低了配合和加工難度。依托自研的擺線修型軟件及其背后的AI、數理模型,可從客戶需求出發,直接定義擺線的齒廓;搭配自研軸承方案,既擺脫了供應鏈上的約束,也進一步強化了抗沖擊性能。落地后的加工工藝也更加科學、完整,使得相關產品更加具備競爭力。
英孚機器人的擺線減速器可承受10米高墜,內部結構保持完好,也可在輸出端承載6倍以上瞬時過載沖擊力,精度不減;整體壽命、力矩性能表現優異。可以很大程度上解決目前具身關節的抗沖擊和壽命問題。
(3)GaN驅動——將功率密度和響應頻率推升至極致
在控制回路中,FET開關頻率與電流回路同步,其主流工作區間是8-30kHz。更高頻率可精細化調控電機電流、優化紋波;但當頻率突破30kHz后MOSFET開關損耗會顯著上升,不僅會讓散熱壓力變大、整機效率下滑,還會縮短器件壽命,受硬件制約無法持續提升頻率。
而GaN器件的柵極、輸出電容更小,開關頻率可達100kHz,既能提升控制精度與響應速度;高頻率帶來平滑電流也能降低直流電容需求、減少電容用量。同時GaN芯片體積更小、散熱壓力更低,可緩解設備小型化與熱設計難題,利于縮小PCBA整機尺寸,在緊湊型產品中優勢顯著。
英孚機器人設計的GaN驅動,依托超高開關頻率特性,大幅降低器件驅動損耗,顯著減輕整機散熱負擔,可讓整套電機系統運行效率可提升7%;電流環帶寬拓寬至10kHz,大幅加快電機力矩動態響應速度,顯著優化運行過程控制平穩度。
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從技術到未來
隨著英孚機器人相關技術方案的發布,機器人關節模組創新將邁開新的步伐,行業生態也可能迎來新的變化。不只是四足狗和人形機器人,輪臂機器人和協作機械臂等各類產品也有望在這一輪技術變革中釋放新的產品活力。
未來,英孚機器人將持續深耕具身機器人與實際落地場景,為行業的客戶提供更加穩定、高效、長壽命的機器人關節產品,推動機器人行業邁向發展新周期!






