长沙晚报全媒体记者 周游 实习生 李佳峰
春晚舞台上，人形机器人时而舞动身躯，时而扭着秧歌转手绢……这些动作背后，都有一个核心部件在驱动：机器人关节。如果把人形机器人比作人体，那么关节就是它的“肌肉＋骨骼＋神经”——没有关节，机器人只是一堆僵硬的铁块。
在雨花经开区，有一家企业正在攻克这项技术——德晟智能。这家从微型舵机起家的企业，正试图完成一次关键跃迁：从为玩具、模型提供“标准件”，到为人形机器人打造高性能“关节”。
机械离合，解开机器人的“阿喀琉斯之踵”
3月4日，记者在德晟智能长沙研究院见到了院长胡波。“人体关节是柔软的，有肌肉、韧带、软骨，摔倒时会起到缓冲保护。”他手持一个圆柱形的机器人关节告诉记者，然而机器人关节是刚性的——齿轮是钢的，外壳是金属的，一旦受到外力撞击，轻则齿轮崩齿，重则整机报废。这正是人形机器人进入家庭、走向服务场景的最大技术障碍。
不同于工业机器人在固定工位作业，轨迹可预设，碰撞风险低，人形机器人要在复杂环境中活动——家里有小孩老人、桌椅板凳，随时可能被撞倒、碰翻。如何让刚性的关节“学会”缓冲？德晟的答案是：机械离合＋电控保护——相当于给机器人关节同时装上“安全气囊”和“安全带”。
什么是机械离合？胡波指着机器人关节里面一组精密的齿轮解释：“这里藏着一个弹簧。正常运转时，齿轮咬合紧密，动力顺畅传递。一旦外力冲击太大，齿轮会瞬间‘弹开’，切断传动，保护内部结构。冲击过后，弹簧自动复位，齿轮重新咬合。”
这项技术的创意最早来自桌面陪伴机器人。“那时发现舵机经常因为小孩碰撞而损坏，我们就琢磨：能不能让舵机自己学会‘躲’？”研发最难攻克的是弹簧的“度”——太紧，冲击来了弹不开；太松，正常运转时就会打滑。经过无数次测试，德晟最终拿出了自己的离合方案，并申请了专利。
为了让机器人关节运行更可靠，德晟智能为其设置了双保险，如果说机械离合是冲击瞬间的“即时保护”，那电控保护就是实时监测的“智能哨兵”——它虽能提前感知异常，但下达指令需要几十毫秒，而这正是机械离合发挥作用的时间窗口，两者互为补充。德晟的关节控制板上集成了多个传感器——温度、电压、电流、转矩，实时监测关节状态。一旦检测到异常，系统会自动停机保护。
技术跃迁，从微型舵机向机器人关节迭代
“一个人形机器人的成本，关节占35%到65%。能不能把关节做好，直接决定了人形机器人能不能走进家庭。”在胡波看来，机器人关节虽然是一个细分小众领域，但产业前景十分广阔。而德晟之所以能在这个领域实现先发，是基于此前技术积淀的一次跃升。
“这是我们的微型舵机，应用在玩具、扫地机器人里，别看它们个头不大，却已经是我们服务华为、大疆、小米、科沃斯、优必选等头部客户的明星产品。”胡波介绍，从舵机到机器人关节的迭代并不容易，相对于舵机这样的“标准件”，机器人关节是“高性能核心部件”。除了电机，还集成了减速器、编码器、驱动器、控制算法，是一次技术上的全面“升维”。
核心挑战之一是减速器。人形机器人关节空间极其有限——大腿根部需要大力矩，但直径可能只有几厘米；手指需要小巧灵活，但也要有足够握力。常规工业机器人的减速器精度高、扭矩大，但体积大、成本高。德晟的解法是：针对不同部位，采用不同类型的减速器组合——有的用行星齿轮减速器，有的用少齿差减速器，在“小空间、高反驱、大扭矩、低成本”之间寻找平衡点。
落子雨花，融入“眼手身关节”产业拼图
2025年，德晟在雨花经开区设立长沙研发总部，主攻机器人关节技术。团队平均年龄28岁，全为研究生以上学历，博士占比超35%。
为什么选长沙？“产教融合的基础和日益完善的产业配套。”胡波说，德晟与长沙理工大学深度合作，依托高校人才资源，同时与北京工业大学合作产品检测，对于需要长期技术积累的关节研发，稳定的团队至关重要。
目前，德晟的旋转关节已出样机，今年计划批量生产，年产能规划50万套；直线关节今年开始打样。产品覆盖9-11个不同尺寸，针对机器人不同部位配置不同功能模块，有的还带“抱闸”——类似刹车功能，让机器人在断电时也能保持姿态。
在雨花经开区，德晟并非孤岛。园区里，有做机器视觉的长步道（“眼睛”），有做工业机器人的中南智能（“身躯”），有做铸件打磨的全宇工业（“手”）。加上德晟的“关节”，“人工智能+机器人”产业生态正不断完善并跃迁升级。
除了人形机器人，德晟的舵机技术还可用于固定翼无人机、导弹、医疗设备等多个领域。在雨花经开区，这家企业正让机器人站得更稳、更灵活。