◎ 灵巧手,开始「分工」。
△ 撰文:董志洋
万拿机器人此前推出的Std16A采用电缸驱动,面向工业分拣;Eco12采用连杆传动,面向遥操作和轻量应用验证。
10月15日,万拿机器人在2026香港秋季电子产品展上发布NOVA21灵巧手。这款21自由度全主动旋转直驱灵巧手,供研发团队研究多指协同、物体姿态调整和接触控制。
万拿正在按任务展开灵巧手布局,让不同架构适应不同的操作任务。
操作研究,需要更多动作与接触信息
NOVA21整手尺寸为195×105×71mm,拥有21个主动自由度,其中拇指5个,其余四指各4个。拇指指根旋转、对指、手指侧摆与后仰,提供了不同的抓握姿态和接触方式。
研究者要调整一个已经抓住的物体,需要决定哪些手指保持接触、哪些手指改变位置,以及动作之间怎样配合。更多可控关节,为比较不同手指分工提供了硬件条件。
NOVA21支持力控与反驱,可用于抓握保持和接触后的力度调节。其单指最大指尖力≥20N,四指最大抓握力≥200N。
NOVA21四指弯曲空载角速度为520°/s,指尖重复定位精度为±0.2mm。
接触感知由16个力传感器提供,指尖、指腹具有三维触觉,掌心配置法向力阵列。触觉分辨率为0.1N,法向感知范围为0-25N,切向感知范围为±10N。
调整手指位置和抓握力度后,研发人员可以结合触觉数据,判断物体是否抓稳,并观察姿态有没有按预期改变。
研究团队可以将NOVA21接入外部遥操作、算法和采集系统,记录接口提供的状态信息、动作过程、触觉受力数据及任务结果,开展动作映射与真机验证。
NOVA21提供RS485、CAN-FD、EtherCAT或TCP/IP等接入选择,并支持在线升级与快换手腕。公司将工具拿取、连接器插接、取放递送等列为研发与适配验证方向。
任务不同,手的架构也不同
Std16A面向工业分拣、仓储物流和精细操作,采用电缸直驱方案,拥有16个主动自由度,服务服装包装、快递软包和盒体等物品的抓取、转运与放置。
Std16A的拇指横移设计提供了不同的对捏姿态,关节自锁则有助于保持持握稳定。万拿还在作业手的设计中采用末端指节反曲,让机器人更多使用指腹接触薄、软、滑的物品。
Std16A的四指最大抓握力 ≥ 60N,指尖重复定位精度为±0.2mm。面对包装形状、材质与接触位置的差异,抓取方式需要配合物品调整。
为了与机械臂及现场系统协同,Std16A搭载RTOS实时操作系统,采用EtherCAT工业以太网通信接口,用于多轴同步、低时延通信与系统集成。模块化指节便于局部检测、维修和替换。
Eco12采用微型直流电机与连杆传动,整手重量小于500g,具备12个总自由度,其中7个为主动自由度,面向拟人遥操作、展示交互、科研教育和轻量应用验证。
在演示中,操作者通过数据手套控制Eco12,让它复现手指弯曲、张开和手势变化。搭建遥操作系统时,开发者需要把人的动作映射到机器人,同时考虑末端负载与平台接入。
这两款产品均提供标准款和触觉款,触觉款配置5个指尖三维触觉传感器。
手势映射、接触感知和多指协同所需的研究条件有所不同,使用方可以根据具体实验与任务选择配置。
执行器也要跟着手的需求设计
万拿CTO祖红磊曾介绍,团队最初希望采购一款适合灵巧手的微型伺服电缸,但在选型中发现,现有产品难以同时满足小型化、性能和长期可靠性的综合要求,随后转向自主研发。
微型伺服电缸将电机、减速器、丝杠传动、传感器与闭环控制系统集成在紧凑机身中,把控制指令转化为直线运动。
万拿微型电缸产品最轻约18g,设计整手时,还需安排好部件位置,将电缸的直线运动转化为关节动作。
同轴式把电机与丝杠沿同一轴线布置,使机身较为纤细,适合宽度受限的空间;并列式让两者并排布置,缩短轴向长度。电缸采用绝对位置传感,带力传感器的版本还可采集输出推力,进行位置与力的闭环控制。
对灵巧手而言,部件的选型同时涉及安装空间、运动输出和反馈方式。研发人员需要让执行器按控制目标输出动作,也需要获得相应的状态与受力信息,才能继续调整操作。
万拿为NOVA21自研旋转执行器,并围绕整手运动与受力需求,协同设计执行器、机械结构和控制系统。
NOVA21采用双编码器控制,驱动模组角度重复精度为0.2-0.5°。模组角度重复精度与指尖重复定位精度,分别描述部件和整手层面的表现。
公司也将同轴电缸、并列电缸和旋转执行器作为独立产品提供选型与定制,面向紧凑设备中的直线与旋转需求。此前对外展示的产品矩阵还包括其他手型、六自由度手臂和快换手腕。
这些布局将产品范围延伸到了驱动部件、手臂与腕部连接。设计一只手时,既要考虑内部部件怎样安装,也要考虑整手如何与机械臂连接。
抓稳软包,还要接上仓库流程
前置仓里的“播种”,是按订单将商品分拣到对应格口。商品形状和包装各异,透明包装还会带来透光、反光与轮廓识别问题,现场光线、遮挡和摆放状态也会变化。
祖红磊讲过一个软包抓取案例:团队最初按相对理想的几何关系设计动作,认为手指之间预留1mm间隙,就能抓起包裹。
到了现场,软包会变形,执行也存在微小偏差。同样的间距,可能出现不同结果:稍大一些抓不稳,稍小一些又可能过度挤压。团队于是把触觉接入主控,根据接触状态调用执行模块,动态调整手指和关节位置。
有了接触反馈,控制系统可以根据包装受力后的状态继续调整动作。位置控制与触觉感知需要在同一次抓取中配合。
后续迭代中,万拿将部分适用于实际任务的算法,以及触觉感知、位姿控制等能力集成到手内,通过接口供外部调用。针对触觉反馈的数据传输需求,公司采用EtherCAT通信;为减少外部线缆剐蹭,推进手与机械臂的内部走线及系统集成。
万拿还推出“播种者”前置仓分拣方案,由双臂机器人搭配自研灵巧手作业。公司介绍,该方案融合视觉、触觉与本体信息,使用视觉-语言-动作模型理解任务,以世界模型辅助预判动作结果,并在真实场景持续采集数据、训练和迭代。
早在今年5月,万拿透露,其灵巧手进入某品牌真实仓储业务现场,参与当年618期间的分拣作业。8月19日,联合创始人、产品负责人常荻发布“播种者”时披露,该方案已在真实场景中连续运行超过20天,累计分拣超过6万件。
常荻在演讲中把高强度重复劳动、招工与留人困难作为选择这一岗位的原因。对仓储运营者而言,机器人还需要配合实际订单、业务高峰和现有管理流程。
9月22日,万拿与森马物流、富勒科技在浙江嘉兴签署战略合作协议。三方以已完成真实场景验证、在618业务高峰期间跑通全流程的“播种者”分拣实践为基础,继续推进稳定运行、优化和后续复制。
三方承担不同工作:森马提供业务需求、运营标准和持续验证环境;富勒科技将订单、库存与分拣任务转化为作业指令,承接设备状态和执行结果反馈;万拿将指令落实为抓取、搬运与分拣动作。
万拿创始人兼CEO程二亭将其中一项转变概括为“从单机执行走向系统协同”。三方还计划在任务接口、运行评价与协同机制方面积累经验。
从提供一只手到提供分拣方案,供应商承担的工作扩展到了任务接入和结果反馈:把任务指令转成抓取动作,再将作业状态反馈给系统。
对万拿而言,灵巧手的设计与交付,也需要继续接受订单流程和现场运营的检验。
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