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作為國內領先的機器人核心零部件供應商之一，清能德創電氣技術（北京）有限公司致力于滿足人形機器人對運控系統高 功率密度、高爆發性、高精度等方面的需求，并快速推出了采用氮化鎵技術的CoolDrive Mini ANT微型智能伺服驅動產品和高 性能RJM一體化機器人關節產品，為這一新興賽道提供了性能卓越、成本可控的國產化替代方案。

文 / 清能德創電氣技術（北京）有限公司

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1 人形機器人執行器開發趨勢
在人工智能的加持之下，具身智能人形機器人的開發正 迎來爆發期，在人形機器人的人機交互、環境感知、運動控 制三大核心技術能力所對應的功能模塊的開發上，近年來取 得了突飛猛進的發展。
以電驅型人形機器人為例，在執行器部分，大致上可分 為直線式和旋轉式兩種，直線式執行器用到的零部件主要有 驅動器、編碼器、無框力矩電機、絲杠、力傳感器等；旋轉 式執行器用到的零部件一般包括驅動器、編碼器、無框力矩 電機、減速機、力傳感器等。從發展方向來看，高性能、標 準化和低成本，正成為人形機器人執行器的重要開發趨勢， 其中，伺服系統是一個不可或缺的關鍵部件，其研發重點在 于功率和扭矩密度的提升。從業內數據來看， 目前市面上領 先的關節扭矩密度的峰值水平基本處于100~200N·m/kg， 而液壓執行器的峰值扭矩密度可以達到300~600N·m/kg， 由此可見，現有人形機器人執行器的方案與實際應用需求之 間仍然存在著非常明顯的差距！
要想提升伺服系統的功率密度，就需要同時在驅動技術 和電機這兩個方面著手。一方面，通過采用新型功率半導體 和基板材料，并優化電路拓撲及熱管理系統，來提高驅動器 性能；另一方面，在電機本體上對定轉子拓撲結構、磁路設 計、繞組設計、新型材料以及散熱設計進行優化，進一步提 升整體系統的高功率密度、高爆發、高響應能力。
此外，人形機器人執行器的伺服系統還應在高精度、高 安全性等角度，全面滿足人形機器人的應用要求。

2 專注高爆發、高性能和高功率密度伺服研發
清能德創電氣技術（北京）有限公司成立于 2012年， 是國家級專精特新“小巨人”企業、國家級高新技術企業。 公司以電力電子技術為核心，融合先進的自動化技術，通過 持續創新，為客戶提供高效可靠的產品和解決方案。經過持 續技術創新，清能德創先后迭代了多款工業機器人伺服系 統，不斷提升的產品性能和可靠性，現已成為中國領先的機 器人和智能裝備伺服系統提供商。
清能德創較早開始布局人形機器人賽道，致力于滿足 人形機器人對運控系統高功率密度、高爆發性、高精度等方 面的需求，推出了應用于四足機器人和雙足機器人的高功率 密度、高性能伺服產品，為人形機器人核心零部件的技術突 破提供有力支撐。同時，清能德創作為關鍵零部件廠商，公 司還積極參與了北京人形機器人創新中心（國地共建具身智 能機器人創新中心）的組建工作，并且是創新中心及SAC/ TC591/WG2機器人標委會人形機器人標準工作組的核心成員 之一。
未來，清能德創將持續針對人形機器人所需的高爆發、 高性能和高功率密度伺服驅動展開技術研發和功能優化，推 出一系列滿足人形機器人不同關節要求的高性能伺服驅動解 決方案，為人形機器人共性技術突破提供有力基礎支撐。

3  清能德創針對人形機器人開發的伺服及關 節模組
(1)CoolDrive Mini ANT高性能、高爆發微型伺服驅 動器
CoolDrive Mini ANT高性能、高爆發微型伺服驅動器是 清能德創順應人形機器人發展趨勢所自主研發的一款驅動產品，其采用全新功率半導體器件（GaN氮化鎵）和高功率密 度設計，可實現極小體積下輸出極大電流，最高峰值電流可 達140A，額定輸出效率＞98%，滿足高負載和高效率的需 求，能夠在狹小空間內驅動更大功率電機，非常適合人形機 器人、四足機器人、水下機器人等在腰、髖、膝、肩等關鍵 部位的動作執行需要。
(2)RJM系列一體化關節模組
RJM系列一體化關節模組是清能德創自主研發的全新一 代高性能機器人關節產品，具有小體積、高轉矩、高精度等 特點，在結構上，RJM系列一體化關節模組中包含了強大的 中空形態CoolDrive Mini ANT伺服驅動器、無框力矩電機、 減速機以及雙編碼器等器件；重復定位精度可高達0.001°,   令到人形機器人的運動更加精準。RJM系列一體化關節模 組支持 EtherCAT通訊協議，能夠實現快速響應；內置無框 力矩電機，使其具備更高轉速（41Rev/min）、更大扭矩 （411Nm）等特點，可滿足人形機器人對關節的高爆發要 求，并支持快速搭建人形機器人硬件系統。