特斯拉人形机器人Optimus亮相—高功率密度微型伺服电缸为重要核心零部件

当地时间9.30日，特斯拉2022 AI Day在加州如期举行，马斯克预热已久的人形机器人擎天柱Optimus在全球注目下被工程师缓缓推了出来。这场长达6个小时的发布会，从Tesla Optimus的结构、原理、硬件、软件、应用和展望等众多角度进行了全方位细致的说明。虽然从现场表现来说，特斯拉的人形机器人并没有达到公众对“钢铁侠”的预期，但这场发布会还是在驱动原理、运动控制和硬件结构等方面给我们带来了一些新的启示和技术路径方向。

作为以电机驱动为主要方式的人形机器人，擎天柱Optimus共有28个运动关节，其中包括三种旋转执行器和三种线性执行器。

为了能让机器人具有更轻的体重和一定的负载作业能力，运动执行器需要具有很高的扭矩密度和推力密度，这是机器人领域典型的“以小制大”技术难关。在发布会现场特斯拉通过用单个线性执行器拉起一架半吨的钢琴，以此来展示特斯拉机器人腿部执行器的强大拉力。

特斯拉人形机器人关节中所使用的线性执行器也叫伺服电缸，是一种集成了伺服电机、减速器、丝杠、传感器和驱动器的一体化运动单元（特斯拉展示的线性执行模块暂不包含驱动器），具有精度高和负载大的技术特点，可以实现精准的速度控制、位置控制和力控制，是机器人的核心运动部件。

比如在灵巧手中，为了让灵巧手在外形尺寸与灵活性方面具有更好的仿生性，整只手的驱动方式主要就靠6个微型伺服电缸来实现。

在微型伺服电缸的推重比方面，特斯拉人形机器人线性关节采用的通用伺服推重比从1400N/Kg~4200N/Kg，达到了业内较高的水准。其中自重较小的一款0.36公斤级别的驱动器可能受限于尺寸及集成化的难度，导致推重比较低为1400N/Kg，仍有提升空间。而因时机器人的自重0.1Kg级别的微型伺服电缸推重比已达到4900N/Kg。

因时机器人的微型伺服电缸得益于尺寸小，精度高，功率密度大的优势，不仅被大量应用于机器人集成制造，在其他行业中也有广泛的应用空间。

在生物医疗领域：

微型伺服电缸应用于微针设备，能有效减小设备尺寸和重量，精准控制刺入深度，提升针刺速度，从而大幅提升用户体验。

微型伺服电缸应用于移液器，得益于体积小精度高的优势，可通过电缸矩阵式联动配合，实现多通道吸液与分液过程的各自计量与控制。

自动化领域：

微型伺服电缸应用于3C自动化和半导体等行业的精密装配生产线上，可以对工件进行精确定位和力控压装，提升良品率和生产效率。

微型伺服电缸应用于PCB压贴焊接，可以实现对元器件的精准力控压贴，过程稳定可靠，可大幅提升良品率。

微型伺服电缸应用于恒力打磨设备，能够实现对工件表面持续施加恒定压力，保证打磨精度和效率。

北京因时机器人科技有限公司创立于2016年，是一家专注于微型精密运动部件研发制造的高新技术企业。成立以来一直致力于底层技术的研发，创新性突破了多项加工、制造工艺和高性能伺服控制技术，产品在微小型、高精密运动控制领域填补了市场空白，助力众多企业实现智能化升级。