商报记者 黄诗睿
今年以来，全国一些汽车工厂的车间里，出现了作为“实习生”的人形机器人，它们有的在一丝不苟地拧螺丝旋螺母，有的在设备上插拔光模块，有的在折叠柔性材料……这些过去只有人类双手才能胜任的精密操作，正逐步被“长”着灵巧手的机器人接手。
想要实现这些手部功能，我们人手靠的是肌肉记忆与神经反馈的毫秒级配合，机器人的灵巧手靠的是微型电机。“根据应用场景所需的精细度，单只灵巧手需要搭载十几到三十余枚微型电机，分到每根手指上，少则两枚，多则五六枚，我们将其称为灵巧手的‘骨骼肌肉’。”杭州贝丰科技股份有限公司创始人宋昕说。
既能穿针又能负重
微型电机撑起骨骼肌肉
人的手能做多少事？抓握、拧转、穿针、搬运，每一根手指的弯曲与发力，都依赖肌肉与神经的精密配合。“人的手之所以厉害，是因为‘有数’，比如可以接住掉落的东西、盲摸分辨材质、捏鸡蛋不碎等。机器人的手想做到这些，核心考验有三条：力量输出要精准，耐力要持久，体积还得足够小。”宋昕表示，只有高性能微型电机才能满足要求。
在微型电机领域，“无齿槽无刷”是公认的高端技术路线，其消除了齿槽转矩和转矩脉动，扭矩密度更高、散热更好、动态响应更快，恰好匹配灵巧手对“精准、有力、灵敏”的苛刻要求。然而，这一赛道长期被国外企业垄断，国内高端应用场景对进口无齿槽无刷电机的依赖度一度高达90%。
瞄准这一痛点，贝丰科技依托自主搭建的核心技术，自研直径为10-22毫米的无齿槽无刷电机，并在功率密度、效率、噪音、振动等各项性能指标上全面超越国际顶尖水平。以主要应用于灵巧手的10毫米微型电机为例，其约半个小拇指大小，最大能稳定输出十四瓦功率。“目前，国内其他品牌同尺寸电机仅能输出三四瓦，瑞士高端产品最高可达七八瓦。”据宋昕透露，国外某人形机器人品牌横向测试了全球四家微型电机供应商，贝丰产品的扭矩比第二名高出30%，而扭矩正是决定输出功率的关键因素之一。
功率之外，控制精度和转化效率同样关键。“人形机器人要真正走进工厂和家庭，它的手就不能只会‘使蛮力’。”这意味着灵巧手中的每一枚微型电机都要做到指令同步响应、转动角度分毫不差、启停零延迟。贝丰科技的直绕线圈结构实现了这一级别的毫秒级精准力控，同时效率峰值达92.9%，功率密度达7.13W/cm3，刷新世界纪录。
“这不只是某一两项指标的领先。”在宋昕看来，企业自研的微型电机是当之无愧的“六边形战士”。
把单项指标做到极致之外，贝丰科技还实现了电机、齿轮箱、驱动器的电驱系统全线自研闭环。“分开采购多家零部件，集成后极易出现匹配故障，一站式整套交付则从根源解决了适配难题。”宋昕说。
高功率值的稳定输出，也能让灵巧手实现类似武术“寸劲”的短距离瞬间爆发力输出。除了精细操作和负重作业，实现带“寸劲”特性的灵巧手，等于是解决了人形机器人“最后一厘米”操作精度的难题。
技术底层逻辑一致
却是另一番推倒重来
贝丰科技微型电机的技术源头其实来自另一个赛道。自2008年涡轮风机研发项目启动以来，团队经过技术攻关，成为亚洲唯一能量产院用呼吸机涡轮风机的企业，国内市占率超90%。然而，呼吸机风机全球市场容量有限，2021年前后，企业决定将核心技术延伸至微型电机领域。
从呼吸机风机到机器人灵巧手，绝非简单的技术迁移。风机需要长时间高速旋转、气流稳定，而微型电机装在人形机器人的手指里，要求体积小、劲儿大、反应快、指哪打哪。从风机电机跨界做灵巧手微型电机，等于把之前的设计全盘推翻，更棘手的是，电机越小，越难兼顾大扭矩、低振动、低噪音和高精度。
“材料、设计和生产都得重新研究。”据了解，微型高性能电机用的金属和复合材料没有现成配方，每一类材料都得反复调试。为了实现高转化效率，贝丰科技搭了一套仿真模型，一点点地调，就像中医开方子，差一味药都不行。“最为棘手的是量产，行业内都知道直绕线圈技术好但做不出来，我们花费了大量精力啃这块‘硬骨头’，连生产设备都自行研发。”宋昕说。
就这样，贝丰科技花了近三年时间，才完成从“呼吸动力”到“骨骼肌肉”的技术蜕变。
目前，贝丰科技的研发重点聚焦于机器人灵巧手、工业夹爪、医疗器械、航空航天等特种应用所需的微型高性能电驱系统家族产品。谈及未来发展，宋昕直言，提升产品各类指标是长期主线，不存在技术终点。“我们正持续研发新型材料，同时布局水下、高温、高压、真空、放射性辐射等极端工况专用电机。”
如今，杭州已形成从芯片、算法到核心部件、整机的完整具身智能产业链，而贝丰科技正在做的，是为这个产业链上的人形机器人，锻造一双真正能干活的灵巧手。
今年5月，全国首个面向具身智能领域的国家人工智能应用中试基地在杭州滨江区正式揭牌。作为产业链上的核心零部件企业，贝丰科技受邀参与供需对接，并与国内外20余家企业开展测试验证，加速推进微型电机在人形机器人灵巧手中的规模化落地。