傲鲨智能：外骨骼机器人助力工业制造_刘政鑫.pdf

伴随经济转型与产业升级，新技术、新材料、新工艺广泛应用，新的职业、工种和劳动方式不断产生，安全生产逐渐受到广泛关注。在工业制造行业中，外骨骼机器人因其助力作用大、穿戴便捷灵活、智能控制等特点，可以有效避免目前工业制造行业中因场地等不利因素导致的作业损伤，并且能够提高使用者的耐力水平，从而提高生产效率及产出。此外，外骨骼机器人因其可穿戴的工作特性，可以实时收集作业人员的动作信傲鲨智能：外骨骼机器人助力工业制造产业数智化是不可逆的浪潮，得益于工业场景下的智能设备普及，外骨骼机器人在技术不断提升、智能化设备不断产生新应用场景的环境下，应运而生。外骨骼机器人技术，集传感、控制、信息、移动计算等为一体，为使用者提供可穿戴的高灵活性、强适应性的辅助机械设备。文/刘政鑫62 机器人产业|ROBOT INDUSTRYCAse StudY案例分析DOI:10.19609/10-1324/tp.2023.01.008 2023 年第 1 期 63息和关键部位的力学信息，合理预防以及保护作业人员免于因劳动产生的损伤，形成数据化信息化的生产管理模式。助力工业制造领域发展提升从业人员安全系数在工业制造领域，大部分细分行业的制造流程，已经实现了由半人工半自动化转变为全自动化操作。然而，仍有小部分的流程需要人工参与。在这部分人工操作流程中，工人的身体负荷往往较大，并且由于长时间重复作业，工人的肩部、颈部、腰部等部位，都会产生肌肉劳损。国家职业病防治规划（2021-2025年）中提到，职业健康是健康中国建设的重要基础和组成部分，事关广大劳动者健康福祉与经济发展和社会稳定大局。因此，由机械设备进行辅助作业就成了大势所趋。傲鲨智能以汽车制造行业为切入点，在产品研发阶段展开了基层调研，与一线刘政鑫 本刊编辑傲鲨智能：外骨骼机器人助力工业制造64 机器人产业|ROBOT INDUSTRYCAse StudY案例分析工作人员详细交流，持续获取来自实际使用者的改进意见，不断推动产品迭代升级，优化完善产品体验。旗下自主研发的 BES-HV 电驱型腰部外骨骼机器人和 BES-P储能型腰部外骨骼，分别实现了综合减负60%和综合减负 30%，并通过了欧盟 CE 认证机构的安全、环保等各项指标测试，验证了其技术指标的可靠性。从综合减负指标中可以看出，外骨骼机器人能有效保护从业人员的身体健康，提升工作效率。突破多项外骨骼核心技术实现搬运、平衡、行走等助力功能在机器人技术不断发展的今天，我国工业制造领域的机器人应用需求日益增加。加快技术创新，在竞争激烈的市场中站稳脚跟，逐渐成为国产品牌的核心要务。外骨骼机器人的核心技术包括动力源、材料、传感元件、执行元件，以及软件和算法。傲鲨智能在产品研发过程中，通过底层数据积累和大量实验测试，实现了运动控制卡、配套驱动单元、核心软件算法、软件力学抗阻等的自研，完成了包括上肢、腰部、下肢助力的五款外骨骼机器人的研发。BES-HV 腰部外骨骼机器人，可以实现搬运助力、平衡助力、行走助力等三个模式的助力。同时，通过步态模拟，使其在使用过程中，不会令使用者产生不良体验感。产品最大助力为 30kg，最大助行速度达 7.5km/h，灵活可控的外骨骼机器人，满足了重体力搬运即复杂作业场景中的各类助力需求。BES-P 储能型腰部外骨骼是基于 BES-HV 技术框架，为满足消费级市场需求特别研发一套“千元级”外骨骼产品。产品自重仅 3.6kg，可提供 15kg 助力，支持搬运助力、平衡助力两大特色功能。可广泛应用于小型货物搬运、工作姿态改善等环节。聚焦技术纵深发展拓展产品新兴应用“十四五”机器人产业发展规划 2023 年第 1 期 65的“机器人+”应用行动部分，着重强调了拓展新兴应用。在矿山、石油、化工、农业、电力、建筑、航空、航天、船舶、铁路、核工业、港口、公共安全、应急救援、医疗康复、养老助残等，结合具体场景，开发机器人产品和解决方案。矿业与建筑、机场、电力系统类似，其作业环境相对艰苦，无法通过机器人或专用设备来解决。此外，矿业工作负担重，设备质量大，需要多人联合搬运。矿业的工作内容复杂，包括布电缆线、通管、通氧气、搬运管道等工作，全部需要人工作业。井上作业、井下作业都会遇到产品、操作物多变。在矿井环境中，一般以人力工作为主，因此如何对工作人员的高负荷工作进行助力辅助，就成为了一个较难解决的问题。同时，因其环境特殊，因此还要解决易燃、易爆等安全问题。其中涉及到的行业需求，对于机器人的设计来说，就需要重新设计整个机器人的密封性，模具更改，电机的控制电路板、电路板上的线宽、导线的层厚等问题。傲鲨智能通过整合工业制造行业典型客户需求，推出成熟的工业助力外骨骼机器人解决方案，有效解决应对于装配流程复杂、工件种类多、搬抬工件重等复杂工况。HEMS-L 外骨骼机器人通过其长续航的动力源设计，以及整体化模块化减速系统、自适应智能运动控制系统，实现作业人员的低力量输出，同时也提升了其作业耐力水平，进一步节省了人力和潜在的人员损失。其优秀的产品应用效果，使得傲鲨智能入选国家矿监局公示矿山领域机器人应用优秀场景名单。近年来，外骨骼机器人的普及化应用趋势已逐渐显现。随着功率密度、能量密度、材料科学、算力支持等底层技术科学的发展，外骨骼机器人必然将朝向更加轻量、便捷的方向发展。随着柔性外骨骼、自平衡外骨骼、喷雾型外骨骼、穿戴式外骨骼、交互式外骨骼等各类外骨骼机器人功能的逐渐完善，将在深入工业应用的同时，开辟更为广阔的民用市场。傲鲨智能：外骨骼机器人助力工业制造在线阅读（节选）