专访因时机器人蔡颖鹏：专注微型直线伺服驱动器，打好核心零部件自研的关键战役

当下，中国机器人的发展正进入高速增长期，根据IDC全球机器人研究最新发布的《中国机器人市场预测，2018-2022》研究报告显示，中国机器人市场持续高速增长，2017- 2022 年复合年增长率(CAGR)达到26.9%。 2022年中国机器人市场规模将达到805. 2亿美元，全球占比高达38.3%。

但，国产机器人核心零部件的缺失现象尤为严重，长期受制于美、日、欧等国际巨头，依赖进口使得国产机器人成本相对高昂，很难发展整机产业以及下游的集成应用。而核心零部件国产化又是机器人市场必经阶段，也是国家重点支持的领域，伺服电机、减速器和控制器等核心零部件一体化，可能是未来机器人发展新趋势。

成立于2016年5月的北京因时机器人科技有限公司，定位为机器人核心零部件和智能操作解决方案供应商。公司核心团队来自北航机器人研究所，公司核心产品微型直线伺服驱动器和灵巧手已经成功应用于机器人、假肢、医疗及工业等领域，累计申请数十项国内外发明专利，并获得国家高新技术企业、中关村雏鹰人才企业和中关村金种子企业认定。

在成立因时机器人前，蔡颖鹏已在机器人领域扎根了近10年，一开始主要做整机ODM（原始设计制造商）；在做系统集成的过程中，他发现了国产核心零部件的差距和机会，便成立因时机器人，专注于核心零部件产品的开发，微型直线伺服驱动器和仿人五指灵巧手是其拳头产品。

因时成长的底层逻辑是什么？其核心产品伺服驱动器的难点和特点又是什么？当下机器人行业发展现状如何？带着这些问题，钛媒体对蔡颖鹏进行了深度专访。

以下内容为钛媒体与蔡颖鹏的采访实录，有删减：

钛媒体：在成立因时前，您主要从事什么工作？

蔡颖鹏：我入行时间比较早，2007-2008年在北科大MEI做Robocon机器人大赛；2008年去了北航机器人所攻读硕士学位；2009年，在宿舍跟舍友成立了机器人工作室，并开始做ODM（原始设计制造商）项目。2012年时我注册了第一家公司，也是做各种定制化的机器人系统开发，比如变电站的电力巡检机器人、教学机器人、服务机器人、军工及其它特种应用机器人等。到了2015年底，决定开始转型。

钛媒体：出于什么方面的考量让您决定成立因时或者说是转型？

蔡颖鹏：ODM是项目制的，无法扩大规模、发展空间有限，当然也积累了不少项目经验和行业资源。也正是在做系统集成的过程中，发现微小型一体化直线伺服系统在国内属于空白市场，并且可以应用到很多地方，是一个很好的切入点。公司从ODM转型做自己的产品和品牌，也给我个人带来了一些改变：之前除了与项目方进行商务和技术对接外，我也在一线做技术开发；自因时成立之后，我逐渐从技术层面退出，更多在做公司战略和管理。

钛媒体：在技术层面，您所擅长的领域是什么？

蔡颖鹏：机电控制系统。最早是做轮式移动机器人，包括电机驱动、多传感器融合的定位、导航、规划算法；后来做群体机器人的分布式控制和智能决策系统，以及关节型机器人的运动控制算法。

钛媒体：因时的微型直线伺服驱动器有什么特点？因时的优势又是什么？

蔡颖鹏：微型直线伺服驱动器的内部集成了电机、减速器、传感器以及闭环控制系统。作为机器人的核心灵魂，微型直线伺服驱动器特点在于体积小（壳体总长度约为60mm，重量约为20g）、精度高（指尖重复定位的精度达到±0.02mm）以及功率密度大（最大推力达到100N以上）。

以机器人灵巧手为例，它采用了创新型直线驱动设计，内部集成了6个微型直线伺服驱动器和6个压力传感器，可精准模拟人手实现精准的抓取动作，进而应用于服务机器人、假肢、教育科研等领域。

之前大多数厂家采用的是线传动方案，在精度上无法保持，握力也相对较小。另外一方面，也是用户在使用过程中比较关心的一个问题，即手指是否带力传感器以及是否具有力控功能。举个简单的例子，当抓取轻的东西可以用相对较轻的力，抓取重的东西可以调用大的力。关于力传感器的布置，如果将传感器贴在指尖表面则成本比较高，且未必能全部检测到；因时在这方面采取了比较讨巧的方法，通过在直线驱动器末端增加力传感器，不论手指在什么位置承受到力的作用，都会通过连杆机构传递回来。

钛媒体：在制造微型直线伺服驱动器遇到过哪些困难？

蔡颖鹏：一路上碰到的困难特别多，举两个有代表性的例子：

一是减速器设计完成后如何加工的问题。由于微型直线伺服驱动器整体尺寸很小，行星减速器的外径不超过9mm，齿轮模数更是小于0.2。我们花了差不多一年半的时间，经过不计其数的开发和试制，终于解决了齿轮材料、批量制造工艺、装配工艺、质检方法等一系列技术难题。齿轮的质检比较有意思，由于尺寸太小，无法用仪表进行直接测量。我们采用显微镜对齿轮进行拍照，然后通过图像处理的方法对齿轮的直径、同心度、齿形等一系列特征进行检测。一开始齿轮制造工艺不稳定，有些齿轮生产出来会带有毛边，或者有缺齿。我们利用齿轮的旋转不变性原理，把齿轮的照片绕着齿轮的圆心进行固定角度的旋转，并将每一次旋转后的图像进行叠加，再与任意一张原始图片进行比较。通过这种方法，能够非常快速的识别出有异常的齿轮。

二是螺杆的加工工艺，包括丝杆机构里的螺杆和装配用的螺钉。丝杆机构里螺杆和螺母的配合要恰到好处，配合过紧阻力太大，配合过松间隙太大，而且螺杆和螺母的材料也很有讲究。至于螺钉，我们用到的是M1.2乘以20多毫米的螺钉，市场上买不到，找了很多工厂试制，良品率也非常低。不得已我们购置了数控车床，研究螺杆的加工制造工艺，解决了这些问题。

我们的每一个零部件都要求有非常高的加工精度，很多还需要用到特殊的工艺。最开始去找有实力的加工厂生产，没有大批量基本都不愿意接单，即便接了品质和工期也未必能满足我们的要求。不得已我们花了一笔不小的资金购置了一些设备，自己研发各种零件的加工工艺，并进行小批量试制。虽然一开始投入很大，不光要买设备，还得研究设备如何使用和保养，研究各种材料和加工方法、工装夹具等等，但现在看来，一切都是值得的，大多数研发成果都能在内部快速得到验证，大幅缩短产品开发周期。

钛媒体：机器人灵巧手在商用上有何考量？

蔡颖鹏：商业级灵巧手主要考虑两个维度：第一是实用性，不能局限于科研或者表演性质，而是在于能完成工作，并且具有比较高的可靠性；第二则是价格方面的考量，要让用户用得起，用得值。很多人一提到灵巧手，就会关注有几个自由度。从技术研发的角度来说，自由度越高，灵活度也就越高。但高灵活度也会带来高成本和低可靠性，增加控制系统的复杂度。因此，需要考虑市场的真实需求，目前大多数应用场景6个自由度12个关节就可以满足。

钛媒体：因时微型直线伺服驱动器的定价策略是什么？出货量处于什么水平？同比去年销量如何？

蔡颖鹏：目前市面上能进行供货的，可能只有我们一家，微型直线伺服驱动器根据性能参数和功能的不同，零售价从800多到2000多元不等，带力传感器的价格会高一些。我们是目前市场上唯一的微型直线伺服驱动器供应商，截至今年8月底，已完成去年全年近10倍出货量。

钛媒体：可以理解成因时在微型直线伺服驱动器处于垄断地位吗？

蔡颖鹏：谈不上垄断，市场对这种新品的接受需要一些时间，目前已经有超过100家客户在使用我们的微型直线伺服驱动器产品，大多数客户还处于试用或者小批量测试阶段。

钛媒体：采购者大都来自什么行业？会集中在某个行业吗？

蔡颖鹏：就目前的数据来看，下游仍比较分散，虽然我们的定位是一家机器人公司，但事实上我们的核心部件销售对象不限于机器人行业，我们也面向医疗、工业以及消费级市场。核心零部件产品上量的周期不会很快，我们的客户从最开始接触产品到形成小批量，基本需要一年半左右的时间。我们的客户分布在各个行业，采购量分布相对也比较平均，总体都在往上增长，并有部分行业客户提出批量的ODM需求。

钛媒体：眼下工业互联网中特征值检修作为时下热门，您近期是否有其它方面的动作，比如在产品布局层面或者联合友商共建生态层面？

蔡颖鹏：我觉得还是要专注，尤其对于初创公司来说，首先在细分场景做到足够大的优势再考虑去扩展，把产品打磨好是首要前提。我们也碰到不少客户提出除了核心零部件以外的更多需求，比如整机系统。为了满足客户的需求，我们会与业内的优势单位进行生态合作，共同打造整套解决方案。

钛媒体：您对当下的机器人行业整体如何看待？对于未来，您有什么看好的方向？

蔡颖鹏：现在行业整体发展状况跟社会资本投入是有差距的，甚至可以说远远没有达到资本的预期。机器人本质上还是制造业，增速不会很快，但增长的空间足够大，只要不断打磨产品和市场，一定会有机会。我们公司定位是核心零部件与智能操作，核心零部件是基础，智能操作是未来。机器人与其他智能硬件最大的区别在于，机器人不仅具有智能，还具备操作能力。

钛媒体：在从事机器人工作的这些年，您有没有遇到一些有趣的事，自己从中有没有悟出一些东西？

蔡颖鹏：2010年的时候，作为翻身的希望和Symbian3最后的挣扎，诺基亚推出了N8手机。国内某互联网公司委托我们（当时还是在宿舍的工作室）帮N8手机定制一个手机机器人，用于拍摄N8手机广告，当时我们应该互联网公司要求，做了一个会变形的的机器人：收缩状态下就像一个大鹅蛋，手机作为机器人的大脑放置在蛋里，机器人可以随着手机播放的音乐节奏闪烁灯光；展开后是一个四足机器人，可以在平面上走动甚至原地跳跃。项目从沟通到完成历时不到两个月，勉强赶上广告拍摄的时限，并与某当红歌手一起完成了广告拍摄。可惜N8手机最终也没能为诺基亚挽回败局，输给了更具创新能力的苹果以及其他安卓手机厂商。持续创新能力是企业生存和发展的源动力，对于初创企业来说更是如此。

（本文首发钛媒体，作者/桑明强）