■ 深圳特区报记者 焦子宇
在高度自动化产线上,机械臂自如挥舞、精准焊接、不知疲倦地搬运重物。然而,当它靠近距离工件仅剩几厘米的地方时,却常被“卡住”:面对眼前柔软缠绕的线缆、位置偏差难测的微小插接件,以及稍一用力就会碎裂的异形零件,它们常常无从下手。
产线上这道“几厘米鸿沟”,是深圳市索拉机器人有限公司面临的现实困境。带着这来自产线的“真问题”,企业主动找到哈尔滨工业大学(深圳)智能学部机器人与先进制造学院袁晗教授团队。一段校企双方联手破局的“探险”随之展开……
企业把生产难题“翻译”成科研考题
产业的痛点,往往不在于单一指标的突破,而在于能否将机构、感知、控制、制造和工艺验证串联成一条完整的生产链条。
对于大批量、单一品种的生产线,机器专用夹具固然稳定高效。但当制造业迈向多品种、小批量、快速迭代的新阶段,专用工装的局限性便暴露无遗。
索拉机器人公司对袁晗教授团队提出的要求非常明确:不需要实验室里只做演示的“花架子”,而是进入自动化系统后,形成可装配、可标定、可维护,能在严苛的重复节拍中稳定工作的“实战手”。这意味着,研究不能停留在论文或样机层面,必须直面机构尺寸、传动迟滞、抓力控制、零部件一致性等一整套工程难题。
对此,团队把复杂任务拆解为三组核心问题:第一,灵巧手如何在有限体积内获得足够多的关节运动能力;第二,腱绳传动中的摩擦、弹性和耦合如何被建模、标定和补偿;第三,机器人如何融合视觉、位置和力信息,在接触工件后主动调整动作。
为高效答题,双方建立了哈尔滨工业大学(深圳)—索拉机器人智能柔性机器人联合实验室,将“生产线”搬进“实验室”。企业工程师与师生围绕具体工位共同定义任务、搭建样机、复盘失败,再把验证结果反馈到下一轮结构和算法迭代中。企业带来了真实工况、供应链约束和工程化经验,高校团队则输出机构创新、动力学建模和智能控制的“最强大脑”。
把量产要求前置到设计环节
灵巧手看似只是机器人末端的一只“手”,内部却是一个精密的世界:多关节机构、腱绳传动、驱动与感知单元紧密交织。任何一个零件的公差、预紧变化,都可能在指尖被放大成巨大误差。团队从单指原理样机起步,一步步推进整手集成、机械臂挂载、视觉引导抓取和接触操作测试。
为了降低装调与维护难度,团队精心设计了模块化指体、标准化接口和可调预紧结构。在代表性单指测试中,协同闭合时间约为0.182秒;完成万余次早期循环后,运动保持率仍超过98%。这些数据为工程化迭代提供了依据。
团队并未止步于实验室的完美数据,而是将目光投向了更严苛的真实生产环境。为确保未来量产无忧,双方将量产约束前置到研发环节:梳理物料清单,控制加工难度,设计装调工装与标定流程,甚至提前为易损件更换和软件升级预留了通道。目前,相关技术已完成多轮样机迭代和系统集成,正蓄势待发,准备进入典型工位验证和小批试制阶段。
这种“从实验室到产线”的无缝衔接,让企业对即将到来的产线验证充满信心。“袁老师团队在研发全链条上的深度协同,将量产思维前置到每一处细节,也为后续规模化落地打下了扎实根基。”企业项目负责人说。
为“最后一厘米”能力加一道锁
真实生产线的验证周期长、成本高。如何在更开放的环境中检验方案的极限?团队将目光投向了赛场。
在2025年深圳智能机器人灵巧手大赛上,哈工大(深圳)“瞬翼巧手”团队携全自主研发的灵巧手,与53支强队同台竞技,最终斩获创意赛冠军。
比赛现场,“瞬翼巧手”展示了惊人的稳定性:机械臂挂载稳如泰山,视觉引导抓取精准无误。特别是在抓取鸡蛋的环节,指尖快速闭合的同时,能在接触瞬间将力量控制在毫厘之间,既抓住了鸡蛋,又捏不碎蛋壳。
这一看似简单的动作,背后是结构、传动、感知与控制的高度协同,也是校企双方面对“真问题”交出的高分答卷:企业不再等到产品定型后才寻找技术支持,而是将工艺约束前置到研发前端;高校与企业并肩作战,共同应对现实挑战。
下一步,深圳市索拉机器人有限公司和袁晗教授团队将继续围绕自动化产线中的柔性抓取、精细装配和复杂接触操作推进技术迭代,完善样机可靠性、小批试制、质量检测和典型工位验证。随着更多来自产业一线的难题进入联合实验室,机器人跨越“最后一厘米”的能力,正一步步从赛场和实验室走向真实的生产车间,变为推动制造业转型升级的力量。