高端裝備制造業突破！精密濾波傳動技術獲國家級獎

高可靠精密濾波傳動技術的發明，打破了少數工業發達國家對工業機器人及有關高端裝備核心基礎部件的壟斷，能降低產品生產成本，為提升國產工業機器人核心競爭力創造了關鍵科技條件。

機器人、航空、航天、船舶、車輛、武器裝備……任何機電裝備都可能出現“卡澀”、“卡死”等問題，怎么辦？1月8日，被授予國家技術發明二等獎的“高可靠精密濾波傳動技術及系統”給出了答案：由高可靠精密濾波傳動技術支持的傳動機構能像人體關節般自動適應變形，可以解決這一難題。

為我國高端裝備制造業的發展創造了關鍵科技條件

“這個項目聽起很高深，用途卻很實在。”作為項目主要完成人，重慶大學教授、博士生導師王家序說，任何機電裝備基本上都是由動力、傳動、執行、控制、輔助等五大系統組成，它們的動力傳動與運動控制都需要將動力系統的高速、小轉矩轉變為執行系統的低速、大轉矩，才能實現運轉。

在這個過程中，由于零部件的不同設計、裝配誤差及負載過大等多種因素，導致轉矩和轉速不可避免地發生波動，特別是在高低溫、負載變化等特殊環境下，容易發生“卡澀”、“卡死”、結構破壞等嚴重問題，使動力傳動與運動控制系統很難在滿足高精度的同時保證高可靠性要求。

為此，從上世紀末起，王家序和他的團隊將目光放在了這個共性關鍵技術難題的解決上。通過10多年潛心研究，王家序提出基于齒輪嚙合原理、界面力學、傳動摩擦學、系統動力學、可靠性工程等多學科協同創新設計制造理論和方法，發明并研制出高可靠精密濾波傳動技術及系統，使新型傳動機構在高傳動精度范圍內具有人體關節功能的自動適應變形協調控制能力，通過可控彈性變形和阻尼吸收能量，能有效過濾和降低動力傳遞與運動變換過程中所產生的波動，降低振動和噪聲，有效防止傳動機構在特殊環境與極端工況下的可靠性失效問題。

王家序說，該發明打破了工業發達國家對該領域的技術壟斷，為我國高端裝備制造業和戰略性新興產業發展創造了關鍵科技條件。

可幫助實現極端環境下的高可靠精密傳動

為何將傳動機構研制成類似人體關節的結構？

王家序解釋說，人體關節由骨骼、軟骨、肌肉及韌帶等構成，分別具有承載、潤滑及緩沖的功能，這幾部分的有機組合使人體具有自動適應協調的運動機能。

正因如此，王家序和他的團隊就在想：何不將這一原理用在傳動機構上？

基于高可靠精密濾波傳動技術，王家序和他的團隊研發出高可靠精密濾波減速器，模擬人體關節的組織結構，將剛性構件與柔性構件復合，并通過對傳動界面的改性與優化，使其在高傳動精度范圍內具有人體關節功能的自適應變形協調控制能力，從而實現特殊與極端環境下的高可靠精密傳動。

這種減速器目前已廣泛應用于航空航天、船舶海洋、國防武器、醫療器械等工程領域。

能提升國產工業機器人核心競爭力

據了解，世界正處在新科技革命和產業革命的交匯點上，以機器人科技為代表的智能產業蓬勃興起，成為現時代科技創新的一個重要標志。中國也不例外。

“高可靠精密濾波傳動技術也已應用于我國的機器人身上。”王家序說，減速器、伺服電機和控制器是機器人三大基礎件，占工業機器人價值的70%左右，其中減速器約占工業機器人價值的36%，該項成果為我國研發具有自主知識產權的工業機器人核心基礎部件奠定了關鍵技術基礎。

王家序解釋說，如果減速器需要進口，國產機器人就很難有競爭力。