機器人核心零部件研發測試平臺：加速核心技術國產化進程

一、商飛科技簡介

商飛信息科技（上海）有限公司（Unitech Embedded）成立于2014年9月，是一家致力于電力電子智能測控裝備研發、測試、生產和制造的高新技術企業。主要服務企業用戶、高等院校和研究所。以“人工智能+研發”為先導，致力于實現大數據、人工智能與測控一體化臺架有機結合，構建電機系統研發大模型，建立關鍵核心技術攻關實驗室生態系統。

公司自成立以來，先后榮獲高新技術企業證書，ISO9001質量管理體系認證，企業知識產權管理體系認證，AAA企業信用等級證書，上海市“專精特新”中小企業，并擁有一百多項知識產權。

公司產品和方案基于獨創的“中央監控 + 實時控制系統（具備程序模型構建） + 驅動系統 + 測量系統 + 機械與電氣系統”柔性組合拓撲，“實物”與“半實物”的綜合臺架，為廣大用戶提供優質、創新的研發測控平臺及服務。

二、測控一體化理念

1．測控一體化系統

2．測試系統中控軟件

①　支持自動生成自定義標準的測試報告，Word或者EXCEL版本。

②　支持限制設置：能夠自定義設置一級限制值二級限制值，及其觸發限值時動作：停機/報警提示、限值設置能夠在線更改。

③　支持采樣頻率可以任意設置至最大采樣分不同等級。

④　支持手動存儲/自動存儲：對穩態數據的保存，可手動保存，亦可選擇自動記錄功能。支持實時曲線顯示。

⑤　支持多線程同步采集數據，保障數據同步性。

⑥　支持進行自動測試曲線設置，可導入導出自動測試曲線，一鍵完成設備測試。

⑦　支持數據分析，可進行數據自動插值，數據時域，頻域分析。

⑧　可對電機及驅動器做額定工況下下耐久、加載、空載、溫升、效率測試。可對電機及驅動器做峰值工況下做加載、溫升、效率測試。可做空載反電動勢測試。

⑨　能夠采集系統輸入電壓、電流及功率，被測電機三相電流、電壓、功率、功率因數，電機輸出轉矩、轉速及功率、電機效率、控制器系統、系統效率等參數。

3．“測”與“控”的關系

①　同步觸發，將電信號與非電信號同步在一根時間軸上，并與id，iq產生聯系，驗證控制動態響應。

②　結合Smart UI的數據處理，可完成電機的標定。

③　每個PWM周期都同步采集相關（尤其在Center處）電信號數據更真實，功率分析更有價值。

三、機器人旋轉關節測功機

該測功機是專為機器人設計的專用測試設備，核心作用是模擬機器人實際運行的復雜工況，精準采集并分析旋轉關節在不同工況下的性能數據，最終為旋轉關節的設計優化、可靠性驗證及扭矩控制方法改進提供可信的數據支撐，解決了現有裝置無法全面模擬真實場景、測試局限性大的問題。

1．核心功能

①　基礎性能參數采集功能：通過高精度采集硬件（16 位 AD 芯片、24 位進口 AD 芯片）與傳感器（動態扭矩速度傳感器），實時捕捉并記錄旋轉關節運行中的關鍵基礎數據，為后續性能分析提供原始、可靠的數據支撐。

②　特性曲線繪制與分析功能：基于采集到的基礎參數，依托上位機控制系統進行數據處理，自動生成反映旋轉關節性能規律的可視化曲線，直觀呈現參數間的關聯特性與滯回特征，輔助快速識別性能規律。

③　核心性能與控制能力測試功能：針對旋轉關節的動態響應與控制精度展開深度測試，通過分析參數關聯、測試響應速度、驗證控制效果，評估其核心性能表現，為后續優化控制策略提供直接依據。

④　多工況模擬測試功能：通過上位機控制加載電機、設定差異化參數，模擬機器人實際運行中的各類典型工況，驗證旋轉關節在不同場景下的適應性，全面評估其工作穩定性與負載承載能力。

2．核心指標

①　轉速：200rpm。

②　持續扭矩：200Nm。

③　帶驅動控制接口，控制頻率1000Hz，最大持續控制電流4A，控制精度0.01A。

④　傳感器綜合精度：千分之三。

⑤　上下調整高度：30cm。

四、直線絲桿測功機

直線絲桿測功機是專為直線絲桿設計的性能測試設備，可系統檢測傳動效率、摩擦力等關鍵參數及開展老化測試，為研發優化與質量管控提供權威數據。

1．核心功能

①　測量直線絲桿機械傳動效率、摩擦力、背隙、運動發熱及運動噪聲。

②　測試直線絲桿峰值推拉力與老化耐久性。

2．核心指標

①　最大推拉力：10000N。

②　最小推拉力：80N。

③　行程：200mm。

④　推拉力傳感器綜合精度：千分之三。

⑤　動態扭矩傳感器綜合精度：千分之三。

⑥　內置電機額定扭矩2.5Nm，額定轉速3000rpm，峰值扭矩5Nm。

⑦　直線光柵測重復定位精度：0.01mm。

⑧　上位機可1000Hz讀取：推拉力傳感器、動態扭矩傳感器、光柵編碼器。

⑨　上位機可1000Hz控制加載電機的電流、電機轉速、電機位置。

五、機器人整腿測功機

機器人整腿測功機是機器人腿部機構性能測試專用設備，尤其適用于六足機器狗腿部。它可構建全面真實的測試環境，通過模擬起蹲、行走等工況及加載、老化試驗，全方位檢測腿部承載能力、速度特性等核心性能，為研發優化、性能驗證與質量管控提供關鍵支撐。

設備配套通訊程序、控制算法指導、運動學理論及標準化測試流程，可助力用戶高效實現起蹲、行走、老化三大測試功能，降低技術門檻，提升測試規范性與準確性。

1．核心功能

①　加載起蹲測試：對機器人腿部機構進行加載起蹲試驗，測試腿部機構的承載能力、速度特性。

②　專屬老化測試：機器人腿部老化測試。

③　平地行走模擬：模擬機器人平地行走工況、對腿部施加重力、水平摩擦力，測試腿部機構在真實工況的性能。

2．核心指標

①　可調行程：1.2m。

②　頂板可承受最大負載：100kg。

③　頂板導軌鎖定力：>100kg。

④　線性可調阻尼力：0到50kg可調。

⑤　豎直方向力傳感器：量程1000N，精度千分之三。

⑥　水平方向力傳感器：量程500N，精度千分之三。

六、六足重載機器狗

六足重載機器狗是一款全球首創混合驅動架構的智能裝備，以“旋轉關節 + 直線絲杠 + 磁流變關節” 為驅動核心，融合三類關節技術優勢，既具備 100kg 負載能力與 < 5ms 沖擊處理的強抗沖擊性能，又通過直線關節亞毫米級伺服、磁流變關節 5ms 響應及全鏈路 SYNC0 同步，實現 ±0.1mm 重復定位的高精度控制。該裝備核心部件已實現國產化，完成樣機制作，可廣泛適配軍用、民用多場景，市場前景廣闊。

1．核心功能

①　創新驅動架構:全球首創 “旋轉關節 + 直線絲杠 + 磁流變關節” 混合設計，平衡重載、精度與抗沖擊三大核心需求。

②　超強負載性能：持續負載≥100kg、最大負載 > 250kg，100kg 負載下步態定位精度達 ±3mm，效率較傳統工程機械提升 3 倍。

③　高精度與國產化優勢：絲杠定位精度±0.01mm，電機功率密度 > 30Nm/kg；核心部件國產化實現成本降低 30%，磁流變液核心壽命 > 1000 小時。

④　卓越抗沖擊與可靠性：沖擊響應時間< 5ms，可吸收 90% 沖擊能量，剛度瞬變 300%；磁流變關節 5ms 快速硬化，2m 跌落無損，適配極端環境。

2．核心關節指標

①　直線關節：精調精度0.1μm；40dB 低噪聲環境下輸出 1 噸推力；能耗降低 67%。

②　諧波關節：扭矩密度45Nm/kg（實現翻倍）；單臂可承載 50kg 負載擰緊發動機；作業節拍縮短 40%。

③　微型舵機：超精密控制精度達0.05°。

④　微型直線關節：功耗＜10W，適配 MRI 特殊場景。

⑤　形狀記憶合金驅動關節：體積＜5cm3（超小型化）。

⑥　靜音直線關節：功耗較此前降低6 倍。

⑦　磁流變關節：3ms 內剛度調節達 500%；支撐 100kg 負載；可承受 2m 跌落沖擊。

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