如果水是生命之泉、动力之源，那么精密传动装置就如同人形机器人的核心动力源，让人形机器人“动若脱兔”。
作为一家专注于精密传动装置研发、设计、生产和销售的高新技术企业，国华（青岛）智能装备有限公司（以下简称国华智能）聚焦机器人关节谐波减速器的正向研发及理论研究10余载，攻坚克难，砥砺奋发，在国内首创谐波减速器柔轮表面改性技术和共轭啮合协调优化设计方法，从源头创新解决机器人关节“卡脖子”问题，实现了高端谐波减速器产品的国产化替代，打通了具身智能产业发展的重要节点，不断解锁人形机器人“灵动密码”。
从0到1，打破国外技术垄断
在国华智能工作服上，印有两个火箭图案组合的企业LOGO，这个标志是由公司董事长王广亲自设计，其中承载着国华智能坚定而深厚的科技强国梦想。
2014年，踏入北京工业大学攻读研究生的王广在导师的引领下，带领了一群怀揣着科技梦想的大学生创业团队，共同踏上了技术壁垒极高的谐波减速器核心技术从0到1的攻坚之旅。
作为具身机器人的三大核心零部件，减速器是连接伺服电机和控制器的传动机构，对于人形机器人的运动灵活性、精准度和交互能力起着决定性的作用，直接影响着机器人关节的传动效率、精度和稳定性。
“医生做手术时手会抖，但是手术机器人精度能达到毫米级别，谐波减速器在其中就起着关键作用。”国华智能副总经理刘锦玉介绍说。
以前，高性能谐波减速器长期由国外产品垄断，谐波减速器在精度、寿命、负载等方面具有极高的技术壁垒。
谐波减速器涉及复杂的机械设计、材料科学、精密制造等多学科交叉领域；制造环节更是困难重重，细微的偏差都会导致产品性能大打折扣。2017年，国华智能专注于精密谐波减速器理论分析及产品的正向研发，从技术端发力，全力突破技术壁垒，开发了高精度、高扭矩、低温升和低噪音的谐波减速器产品，最终成功地从市场端实现了国产化替代，突破了进口谐波减速器在高端谐波减速器市场中的垄断地位。
此后，国华智能厚积薄发，从分析、设计、制造、测试应用环节对标世界先进产品，自主研发的四大系列百余款谐波减速器，在齿形设计、仿真分析等关键技术上实现突破，在传动精度、传动效率、回差、产品寿命、定制化、供货周期等方面比肩国际品质。
“在传动精度方面，国华智能谐波产品可达20弧秒，国际高端产品为20-30弧秒；传动效率方面，国华智能谐波产品为60%至80%，国际高端产品为60%至80%；在产品寿命方面，国华智能谐波产品大于10000小时，国际高端产品寿命为8000至10000小时。”刘锦玉介绍说。
除了谐波减速器之外，行星滚柱丝杠是人形机器人中线性执行器的重要部件。国华智能突破了直线执行器的多目标协同设计与精密磨削加工工艺，成功研发了1208型和1510型两款人形机器人专用行星丝杠产品，并完成了人形机器人直线关节的设计与分析。行星滚柱丝杠具有传动效率高、承载能力强、精度高、寿命长等优势，用于人形机器人上下肢等关键部位。国华智能的“人形机器人用高性能行星滚柱丝杠研发及产业化示范”项目凭借其创新性和应用前景，成功获批青岛市科技计划关键技术攻关支持项目，并获得300万元政策资金支持。
从1到10，为机器人注入灵动智慧
从0到1难，从1到10更难。将机器人从一个概念转化为实际的产品，需要研发团队在材料、驱动、控制算法等方面进行大量的创新和实验。
“具身智能机器人产业是青岛市人工智能产业细分赛道之一，作为青岛市人工智能产业链链主企业，国华智能在技术研发上发挥引领作用。”刘锦玉表示，近年来企业持续加大研发投入，构建全球化研发体系，掌握了机器人关节动力学与运动控制、高精度力感知与力控制等多项关键核心技术，为产业发展提供底层技术支撑，带动全行业技术水平提升。
国华智能高度重视核心技术研发投入，研发投入占营收比例常年保持在较高水平，分别在北京、上海、青岛设有研发中心，引入在机器人行业有丰富经验的核心人才，以全局化的视野整合顶尖智力资源与技术成果；与浙江大学、重庆大学、山东大学、青岛理工大学、青岛科技大学建立了紧密的产学研合作关系，与行业领先企业共建“仿生机器人联合开发创新基地”，并计划成立“人形机器人联合实验室”；公司拥有多位谐波传动领域的高层次人才，其中博士、硕士等技术人员占公司人员比例超50%。
国华智能已申请谐波减速器核心技术类及智能制造领域的发明专利30余项、实用新型专利10余项，申请软件著作权50余项，参编国标2项、团体标准8项。目前公司已被认定为“国家高新技术企业”“‘专精特新’中小企业”“创新型中小企业”，获批“青岛市博士后创新实践基地”“青岛市机器人精密驱控技术专家工作站”“青岛市市级工业设计中心”“青岛市人工智能产业链主企业”等荣誉；通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系和ISO45001职业健康安全管理体系等资质认证。
经过持续投入，国华智能在核心零部件方面实现了电机驱控、精密传动等核心零部件的自主化研发生产，在传动精度、性能等方面达到国内领先水平；在核心技术层面，掌握了机器人全栈技术能力，拥有完全自主知识产权的高性能机器人；在控制系统方面，工业机器人高速高精度运动控制、协作机器人高动态力控技术通过可靠设计验证。
从10到100，赋能百业数智化升级
只有推动成果存量转化为产业增量，才能实现从10到100的飞跃。
2021年，国华智能完成天使轮融资，搭建年产5000台套的谐波减速器首条产线；2022年，公司开发出GHHS系列产品，综合性能达到国际领先水平，并成功应用遨博智能等行业头部企业，2023年，国华智能的GHHD系列产品成为MI机器人独家供应商，为北京航星传动、上海蓝箭等航天军工企业批量供货，企业步入高速发展期。
国华智能依托一流研发团队和严格的质量管理体系，建立起以创新齿形设计、材料改进和润滑、前沿加工与检测技术等为代表的谐波减速器全过程自主化生产核心技术体系，年产能达5万台，实现了定制化45天发货，标准型号达100多种。
“国华智能基于领先技术打造的机器人关节产品，能够满足高端制造业对高精度、高可靠性、高柔性的需求，如在汽车、医疗、航天等行业实现复杂场景应用。”刘锦玉介绍说，国华智能与车企合作，实现机器人行业的高端应用，打破国外机器人在部分领域的垄断，拓展机器人的应用边界，为产业链下游企业提供更多应用场景示范，激发市场对机器人产品的需求。另外，国华智能也是国内少有将谐波减速器做进航天领域的民营企业。
团队坚持技术正向研发、自主突破，共计开发了百余款高性能产品，在山东省市场占有率80%，排名第一，国产化率达95%。
国华智能通过自主研发实现高端领域国产化替代，为中游本体制造商、关节模组厂商提供标准化及定制化产品，并为下游应用领域提供传动技术解决方案，形成“研发-制造-市场”全链条协同体系。公司与北京人形机器人创新中心有限公司等头部企业深度合作，提供核心零部件定制开发服务，高精密传动部件已成功应用于商业卫星，并入选中国星网核心供应商名录。
“下一步，我们将加大研发投入，利用政策资金支持，加快具身智能、人形机器人等前沿技术的研发和产品开发，提升产品竞争力。”刘锦玉表示，同时将加速产业集群建设，借助政策引导，吸引更多优质上下游企业集聚，强化产业链协同创新能力，打造更具规模和竞争力的机器人产业集群；响应国家全场景应用的号召，积极拓展应用场景，与各行业客户深入合作，挖掘更多机器人应用需求，推动机器人在更多领域的规模化应用。
“技术驱动进步，科技引领未来。”国华智能将以“精密传动+智能关节”技术为核心，构建“核心部件-关节模组-整机集成”三级体系，从产业落地到生态构建，助力智能链接万物，赋能产业迭代、城市变革，成为人形机器人关节传动技术领域的领跑者，打造全球领先的人形机器人全产业链生态。
青岛财经日报/首页新闻记者 封满楼
责任编辑：林红
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