安川电机在日本东京国际机器人展台
本文介绍了工业机器人的三大部分六大系统，以及协作机器人的定义和应用。工业机器人由机械、电气和软件三大部分组成，包括驱动、控制、感知、操作、通信和人机交互六大系统。协作机器人作为新型工业机器人，具有友好性和感知能力，能与人协同工作。ABB、库卡、发那科和安川电机是工业机器人四大家族，各有优势和特点，选择时需根据需求与预算进行综合考虑。
一、工业机器人的三大部分六大系统是什么？
工业机器人的三大部分是机械部分、控制部分和传感部分。其中，机械部分包括底座、手臂和末端执行器；控制部分包括控制器、伺服电机和精密减速器；传感部分包括感受(传感)系统。工业机器人通常由三大部分和六个子系统组成，它们分别是：
三大部分
1.机械部分：这是机器人的物理结构，包括关节、臂、手爪等组成部分。它决定了机器人的运动范围、承载能力和工作空间。
2.传感部分：这一部分由各种传感器构成，如位置传感器、力矩传感器、视觉传感器等。它们收集关于机器人自身状态以及外部环境的信息。
3.控制部分：控制部分是机器人的大脑，负责处理信息并决定机器人的行为。它包含硬件（例如控制器）和软件（例如编程逻辑和算法）。
六个子系统
1.驱动系统：提供动力让机器人执行动作的部件，如电动机、液压缸或气动装置。
2.机械结构系统：机器人本体的所有机械组件，包括骨架、关节和连接件。
3.人机交互系统：允许操作员与机器人进行通信的方式，如触摸屏、示教器或手势识别技术。
4.控制系统：用于控制机器人运动和行为的电子设备和软件，包括伺服驱动器、可编程逻辑控制器（PLC）和高级语言程序。
5.感受（传感）系统：用于感知机器人内部状态和外部环境的各类传感器。
6.机器人与环境交互系统：机器人如何在物理世界中导航、定位和操作对象的系统，可能涉及抓取工具、末端效应器和其他辅助设备。
通过这三大部分六大系统的协同作用，工业机器人能够精确地执行任务，并在现代制造业中发挥重要作用。
二、什么是协作机器人？协作机器人是做什么用的？
协作机器人，也称为，是一种能够与人类进行协同工作，以增强人类生产力和安全性为目标的机器人。它们通常具有轻量化、高精度、易于编程和安全性高的特点。协作机器人可以与人类工人共同作业，提高工作效率，同时避免了传统工业机器人对人类的伤害。
协作机器人的特点包括：
1.轻量化：重量轻的设计使得它们易于搬运和重新部署到不同的工作任务上。
2.友好性：安全且具有人机友好的设计，确保表面光滑平整，没有尖锐边缘或可能夹伤操作员的缝隙。
3.感知能力：通过内置传感器，如力觉传感器和视觉系统，来感知周围环境并适应变化。
4.人机协作：具备力反馈特性，在遇到预设的阻力时会立即停止运动，以保护附近的人类同事免受伤害。这种特性通常允许在风险评估后不安装额外的安全防护栏，从而实现更紧密的人机协同工作。
协作机器人的应用范围广泛，包括但不限于以下领域：
1.制造业：在生产线上与人类工人共同作业，提高生产效率和质量。
2.医疗行业：协助医生进行手术操作，提高手术精度和效率。
3.服务业：在餐饮、酒店等领域担任服务员、导游等职务，提供更好的客户服务。
4.农业：协助农民进行种植、收割等农活，提高生产效率和质量。
5.教育行业：协助教师进行教学工作，提高教育质量。
协作机器人的应用广泛，可以用于各种行业，包括制造业、物流、医疗保健和服务业等。一些常见的用途包括装配、包装、质量检查、物料搬运、实验室自动化以及客户服务等。由于其灵活性和易用性，协作机器人尤其适合小批量生产和快速产品切换的场合。在未来智能工厂中，人机协作机器人将发挥越来越大的作用，提高企业生产效率、加强质量控制、增强生产的灵活性，并减少物流线的成本。
三、工业机器人四大家族哪个好？
工业机器人四大家族指的是日本的安川电机（）、发那科（FANUC），德国的库卡（KUKA）和瑞士的ABB。它们各有优势，难以简单地说哪个更好。都是全球知名的工业自动化设备供应商，各自在机器人技术领域有着深厚的技术积累和丰富的应用经验。选择哪个品牌更好，并没有一个通用的答案，因为这取决于具体的应用场景、需求以及预算等因素。以下是它们各自的特点：
1.安川电机：安川电机在工业机器人领域中拥有丰富的产品线，包括弧焊、点焊、装配、搬运、码垛、上下料等应用。其产品特点是精度高、速度快、稳定可靠。此外，安川电机还提供全面的售后服务和维修保养服务。
2.发那科：发那科是数控系统的领先供应商，其机器人产品线涵盖了工业、医疗、农业等领域。发那科机器人的特点是高精度、高速度和高可靠性。此外，发那科还提供智能化的解决方案，如视觉检测、物联网等。
3.库卡：库卡是全球领先的机器人制造商之一，其产品广泛应用于汽车、电子、食品等行业。库卡机器人的特点是灵活性强、适应性强，可以满足各种复杂生产流程的需求。此外，库卡还提供全面的售后服务和维修保养服务。
4.ABB：ABB是全球知名的电气和自动化解决方案提供商，其工业机器人产品线涵盖了搬运、装配、码垛、喷涂等应用。ABB机器人的特点是精度高、速度快、稳定可靠，同时ABB还提供全面的售后服务和维修保养服务。
欧洲的库卡产品被誉为工业机器人本体中的顶级产品。而日本的安川和发那科在进入亚洲市场后，与欧美产品相比CP值较高，更符合本地客户的需求。特别是发那科的小型机器人，其重复定位精度极高，有效载荷是7kg,重复定位精度是±0.01mm，是四大家中精度最高的。
另一方面，Fanuc的产品被认为将工业感和设计感结合得最好，让人一眼就能看出是工业领域的产品，但又独具精致感。这种精致感并不仅仅来自工业设计，更多的是源于设计、制造、调试的良好平衡。
对于客户来说，选择哪家公司的机器人可能要考虑以下几个因素：
●特定行业的专业知识：某些机器人制造商可能在特定行业中拥有更专业的解决方案，如汽车或电子制造。
●本地支持和服务：考虑到维修和保养的需求，本地是否有强大的服务网络和技术支持也很重要。
●成本效益：不同品牌的机器人价格差异较大，需要根据预算来权衡性能和投资回报率。
●兼容性和集成能力：如果现有生产线中已经使用了某个品牌的自动化设备，那么选择同一家的机器人可能有利于系统的整体集成。
综上所述，工业机器人四大家族各有所长，难以简单地说哪个更好。如果您需要高精度、快速度、稳定性好的机器人，可以选择ABB或发那科；如果您需要灵活性强、工作范围大、负载能力强的机器人，可以选择库卡或安川电机。选择哪个品牌需要根据你的具体需求和预算来考虑，可以根据自己的实际需求来选择适合自己的品牌和型号。在实际应用中，工业机器人四大家族的机器人均表现出了较高的可靠性和性能，可以满足大多数工业生产的需求。
随着“机器替人”在我国的进一步推进，不仅工业机器人的增速突飞猛进，服务机器人市场也开始出现大爆发，这种爆发一方面来自于国家陆续出台的产业扶植政策，另一方面也因为资本市场的逐渐活跃。因此，不管是上市公司还是初创型企业，都将眼光转向了服务机器人领域。在此背景下，传统的物业管理领域开始了“机器替人”的进程。
近年来，中国的经济飞速增长，劳动力成本也日渐水涨船高，物业管理人员工作繁重，重复性劳动过高，人员流失率大，从业人员素质不高等问题一直困扰着物业管理行业的发展。与此同时，人们对物业服务的要求也变得越来越高，智慧社区、智慧楼宇不仅逐渐成为高档小区的“标配”，也成为了未来社区发展的“终极目标”。机器人在这个过程中发挥了其不可替代的作用。
国际房地产顾问“五大行”之一戴德梁行在和人工智能独角兽深兰科技举行签约仪式，戴德梁行亚太区董事局主席暨大中华区行政总裁张国正表示：未来，房产、物业要做到大多数的物业服务用机器人替代。随着人工智能技术的不断进步，像安全检查、访客管理、保洁巡逻、设备检查等多项物业服务都能用智能机器人完成，不仅提升了日常工作效率，也让物业公司大量节省了成本。
观察发现，目前物业机器人主要应用在三大领域，分别是出入管理及接待、自动清洁以及自动巡逻。
生物智能系统：提升出入管理效率及服务体验
不管是小区物业还是写字楼场景，出入管理往往是最耗费时间的环节。陌生人如果要拜访小区或写字楼，往往需要登记身份证并进行核实，再由物业管理人员发放门禁卡。如果碰到前台服务人员过少，或一时之间有多人需要登记的情况，往往需要花费许多时间。若此时再遇上物业服务人员需要解决住户问题，或者还在接电话的情况，这个过程需耗费的时间就更长了。而生物智能管理系统则能很好的解决这个问题。
以深兰科技的手脉设备为例，这是一款用于解决写字楼楼宇、小区物业出入口、大堂单元楼、企业前台等门禁管理系统的手脉闸机。它采用了红外线照射手掌内部毛细血管分叉结构记录，用250位数字加密，识别速度快，并且精准度极高。用户只需通过扫描身份证便可完成验证，同时加载了大数据云端架构等技术，能够实现智能门禁、全景安全监控、智慧考勤等功能。据深兰科技市场品牌部丁先生介绍，深兰的手脉识别系统不仅可用于企业前台及公司门禁管理、自动化考勤及数据表单生成、写字楼、公寓、住宅门禁管理等场景，而且可以用于刷手购物，刷手坐地铁，刷手开车门等生活的方方面面。
类似手脉设备的物业机器人主要解决了三个问题：一是大大提升了人员进出的效率，二是节省了物业公司的人力成本，三则减少了业主与物业之间的矛盾。也正是因为这种人工智能技术能够真正解决行业痛点，不管是以绿地、永旺为代表的房产企业，还是类似雅乐居这样的物业服务公司，还是戴德梁行这样的全球领先地产服务商，都已将“机器替人”提上日程。
智能清洁机器人：提升清洁效率，降低运营成本
在物业清洁领域，重视劳动力的全人工时代早已过去，不少小区或者楼宇已经过渡到了人机协作的半自动化时代。而无人驾驶技术的出现，为劳动力的彻底解放带来“希望的曙光。”
成立于2013年的高仙机器人便是一个典型的例子，这是一家从事自主移动技术研发和应用探索的机器人企业，其生产了很多种类的无人驾驶洗地机。与传统清洁手段相比，这种能够自主移动的智能清洁机器人极大地提升清洁效率。
不止高仙机器人，MICO美高、南京特沃斯等传统机器人公司，致力于人工智能基础研究的深兰科技还研发了更多新功能比如集洗地打蜡一体的无人驾驶清扫设备，并且在性能上有很大提升。
据了解，无人驾驶洗地机平均每小时可以清洁1600至2600平米的地面，能连续工作6小时，较之以往提升了60%至10%的工作效率。与此同时，在实际使用的过程中，每投入一台无人驾驶洗地机便可节约3至5名工人，减少了企业运营成本和管理成本。
此外，无人驾驶洗地机进驻物业领域的意义不仅仅是眼前利益，更在于对整个产业的全面智能化升级所带来的未来价值。以数据化为例，无人驾驶洗地机的全面数据化对物业企业的长远战略而言是非常有价值的，尤其是一些大型物业管理公司，如果在清洁管理工作上能拥有完整、准确、及时的业务数据，这些数据的分析、管理也将会成为物业企业制定或调整经营管理战略的重要依据之一。
物业安防机器人：集巡逻与检查于一身
网络公开资料显示，目前安防机器人最多的使用场景其实是工业园区，因为工业园区具有空间大、人员分布散、视野死角多、产品价值高等特点，潜在安全危险较大，这决定工业园区势必成为人工智能在安防领域发展的重要实践场景。而安防摄像机在工厂园区内数量虽多，但大部分还是被部署在出入口和周界，对内部边角位置无法涉及，而这些地方恰恰是安全隐患的死角。 结合AI技术，可移动巡检机器人在园区中将拥有广泛的应用前景。
但是，物业领域同样离不开巡检机器人的存在。目前，绝大部分小区采用的依旧是摄像头及保安夜间巡逻的安保方式，同样存在用人成本和效率的问题，而物业领域安防机器人的使用，则是此类问题的应对之策。同时，物业领域使用的安防机器人还能检查小区基础设施的运营情况，如路灯的损坏、变压器站的运行情况等，一旦发现问题便可将数据传回物业的控制中心，以便快速修复。
据了解，目前市场上并没有哪家企业专门为物业领域生产安防机器人，因为不管在何种使用场景下，安防机器人所使用的技术是一通百通的，而整个安防机器人领域还处在非常早期的阶段，具体使用效果如何还需经过时间的验证。
但不可否认的是，安防机器人领域的竞争早已开始，且在电力巡检方面的优势表现尤为明显。优必选、深兰科技、高兴新、神州云海、达闼科技、安泽智能、安信通科技、依托于防科技大学智能科学学院的湖南万为智能等，都有产品面世，期望在行业发展初期圈住属于自己的地盘。笔者认为，面对竞争逐渐加剧的安防机器人市场，企业不妨将目光投注到物业领域，或许能开拓出一条新的道路。
在人工智能时代，智慧城市、智慧社区的概念终究会实现，而机器人在其中扮演着不可或缺的角色。但值得注意的是，目前我们还处于弱人工智能时代，机器人可能无法完全取代人类。但可以期待的是，在不久的将来，不管是物业还是其他领域，终将看到更多机器人的身影。
文｜A轮财经享哼
编辑｜花哥
如果你向一个95后要一张装修新房的家电清单，想必里面十有八九会出现“扫地机器人”。
根据《2021扫地机器人发展白皮书》，2020年中国扫地机器人市场规模达94亿元，同比增长19.1%，成为了全球最大的扫地机器人市场。
站在“懒人经济”的风口，扫地机器人无疑是当前智能清洁家电中不可忽视的佼佼者。殊不知，这一炙手可热的单品实则也是名副其实的“95后”。
回望其诞生至今二十余年的浮沉，不禁让人发问：属于扫地机器人的黄金时代正在来临，还是已经过去？
01.崭露头角：从“扫雷”到“扫地”
上世纪90年代，机器人行业尚未兴起。仅在科幻文学里出现的「机器人」形象仍是“笨重而缓慢”的，人们根本无法想象这一庞然大物与日常生活场景的关联。
然而，时任MIT机器人实验研究员的Colin Angle却相信“机器人的使命就是为人类提供更好的帮助。”怀揣着这一信念，他在1990年创立了实用型机器人公司，并经历了从国防军事、工业领域到民用消费的众多产品方向探索。
终于，经历不下20次摸爬滚打的在12年后迎来了举足轻重的转折点：第一台量产家用扫地机器人的诞生。
“真正的创业之路是不断尝试、不断调整，再尝试、再调整。”从“扫雷”到“扫地”，一炮而红的背后正是每一项前沿科技走出实验室后都将面临的坎坷与波折。
不过，当时的Colin可能并没有想到，自己会在未来成为“扫地机器人之父”，而这一转折居然在18年后开拓了一个价值34亿美元的全新市场。
02.发展创新：是“智能”还是“智障”
的成功，让众多公司窥见了这一市场的巨大潜力。一时间内，各色企业争相入场，推出了各自品牌的扫地机器人。
然而，伴随热度而来的则是铺天盖地的负面评价。和人们预期中“找得准、扫得全”的人工智能相比，彼时“随机式清扫”的扫地机器人，更像是一个容易瞎撞墙的“人工智障”。在长达7、8年边际收益低迷的创新停滞期里，漏扫、重复扫等痛点始终无法被解决。
然而，这段市场瓶颈期对于科沃斯的创始人钱东奇而言，则是厚积薄发的关键历程。1998年，受首届全国机器人足球竞赛的启发，钱东奇萌生了做吸尘机器人的想法。已是不惑之年的他放弃了高校教师的岗位，毅然下海。
“创新如‘魂’，是企业持续发展的生命力。”虽然公司从家电代工起步，但始终相信技术就是一切的钱东奇，仍然在研发上开足了马力。他在2000年成立了HSR(Home Robot)五人研发部门，专注研发扫地机器人。而这条自主研发之路，一走就是9年。直到2009年，在代工业务营收早已突破10亿元之时，科沃斯推出了第一款扫地机器人“地宝”。
这一标杆性产品的出现，不仅使科沃斯的发展进入快车道，更是快速拉动了扫地机器人的技术革新，彻底改变了扫地机器人的时代。不同于依靠超声波进行基础避障的方式，科沃斯在LDS-SLAM（激光导航）和VSLAM（视觉导航）技术上的突破，克服了初代扫地机器人随机性强、精确度低的问题，让扫地机器人的“眼睛”更加明亮，也让用户体验有了质的飞跃。
“做产品也不是单纯地在实验室里搞研究，而是要从消费者的角度出发。考虑如何能被消费者接受，为消费者而创新。”钱东奇认为，创新的基础是对技术的了解和掌握，首先需要“在底层花功夫”，在这之后，则是“学会理解市场、理解消费者”。
基于这一点，科沃斯不断攻克算法、传感、结构等多项技术难点，尝试解决用户不断产生的新需求，成为了当之无愧的行业领跑者。
03.赛道转换：长了“眼睛”的吸尘器
在“地宝”诞生的同一年，清华大学航空与航天学院的俞浩成立了学生社团“天空工场”。而这一团队，也正是当前智能清洁市场的黑马——追觅科技的前身。
2015年创业之时，这位“聪明、好奇、善于学习”的典型极客，选择了当时前景明朗的吸尘器赛道。两年时间内，追觅在吸尘器核心“高速马达”上获得了颠覆性的技术突破，并利用高性价比的特点带动了销量的猛增。吸尘器业务仅推出一年半，2019年追觅科技全年营收即超过5亿元。
“或者创新，或者消亡。”这是《时代》编辑比尔·萨波里托在无数采访后，对创新驱动型企业所下的定论。对智能清洁行业而言，创新或许并不只代表了技术的突破，同样也意味着品类的转换。
深谙这一点的俞浩，早在追觅成立初期便看到了“吸尘器的天花板”，并提前开始对扫地机品类进行技术和供应链的双重储备。追觅团队的一位员工表示，“如果只有一个赛道，那赛道完了，你也完了。”
彼时，追觅在扫地机器人的定位方案上，选择了非主流的图像定位技术进行研究。“机器人实质上是自动的传感、处理和执行，其中马达是‘心脏’，算法是‘大脑’。”俞浩表示，图像接收的信息肯定更多，尽管在短时间内，可能因为算法的局限表现不如激光，但“长期来看，优势就会体现出来了。”
作为扫地机器人品类的后来者，追觅科技凭借坚实的技术基础和敏锐的战略眼光，在短时间内取得了突飞猛进的发展：2020年全年销售额近22亿元，相较三年前增幅超过4倍。而这样的成绩亦足以令同样尝试赛道拓展的吸尘器老牌企业戴森咋舌。
04.百家争鸣：本土内卷vs出海抢滩
在追觅科技的成功背后，选择出口海外市场也是不可忽视的重要一环。尽管龙头公司在全球市场的市占近半，出海的国产扫地机器人品牌商同样有着不俗的表现。
凭借高性价比和强产品力，国产扫地机器人的销量在海外市场与日俱增。2020年，全球市场份额排行二、三位的均为中国公司：科沃斯和石头科技，市占比分别为 17%、9%。
“相较于国内，海外消费者对清洁家电认知更成熟，产品力是打开市场的关键。”追觅科技领投方、华兴新经济基金执行董事雷鸣表示，“国内市场还是比较内卷的。”
国内扫地机器人的风云激荡，或许与2013-2015年“大众创业、万众创新”之潮不无联系。如今稳居市场前列的石头科技正是在创业氛围热切到“令人窒息”的2014年启动的。计算机科班出身、有大厂经验的创始人昌敬，在石头科技创立之初便吸引了雷军的注意，顺利加入小米生态链。
然而，在接连推出的爆款背后，则是OEM代工的利润局限和自有品牌的低存在感。慎重考虑后，昌敬在三年之后选择“做自己”，离开了小米这所家电黄埔军校。
如今，国内扫地机器人市场呈现一超多强局面。“一超”即市占率近半的科沃斯，而新品牌们同样来势汹汹——分道扬镳的小米和石头仍然具有旗鼓相当的竞争力，而后来者追觅、云鲸、由利等新品牌也在迅速抢占位置。
天眼查数据显示，自2018年以来，我国扫地机器人相关企业的年度注册增速就保持在40%左右，新近一年成立的公司超过50家。无论是专业厂商、传统家电厂商还是品牌厂商，家用清洁电器板块的山头上，早已站满了形形色色的企业。
对新企业而言，国内市场的入场资本和壁垒早已高高筑起，一场硬仗不可避免。
05.多方博弈：产业链上的“精耕细作”
昌敬曾在石头科技的内部信中谈到，“企业的发展阶段会分为0-1和1-N。从0-1，企业只需要找到一个独特价值点切入就行，1-N阶段就需要延长短期独特性这个窗口期，更要开始布局长期独特价值，让公司能够可持续发展。”
换句话说，如果从0到1考验的是产品力创新，那从1到n则更多地考验一个企业的综合能力，其中包括设计研发、生产制造、渠道分发、营销推广的多方博弈。
从扫地机器人的产业链现状来看，上游以底层芯片、元器件等原材料制造为主，中游则涵盖了软件算法、硬件代工、激光模组代理等机器制造要点，最终进入下游的双渠道销售。
整个链条环环相扣、分工细化，代理商、代工厂、方案商、品牌商等众多角色共同支撑着这条热门赛道的正常发展和运营。
而今，伴随着产业上游整体壁垒的降低，行业已进入了渐进式创新阶段。“创新是一个过程，不是为了创新而创新。”石头科技相关负责人表示，“对于大公司来说，追求产品成熟度和口碑是第一优先级。”
作为一个结合了“科技x消费x生活”的复杂品类，扫地机器人背后的核心竞争力也需要达到技术积累、制造规模、营销服务的三重平衡。哇力的创始人张珂嘉曾言：“一个木桶不能有短板特别厉害的情况，因为当每一个竞争点都起到关键作用的时候，往往短板能决定位次。”
对国内玩家而言，这意味着企业在深掘“技术护城河”的同时，在渠道整合、品牌打造、营销手段等方向也面临着同样的压力。如何找到让消费者买单的新抓手，或许成为了划分扫地机器人——这块资本香饽饽的关键命题。
奥维云网数据显示，2021年“双11”期间，清洁家电整体销售额达55.3亿元，同比增长35.7%。其中，扫地机器人和洗地机成为了拉动清洁电器增长的双引擎：洗地机同比增长166%，扫地机器人同比增长45%。
从数字上看，扫地机器人的黄金时代似乎仍在延续，但市场洗牌的号角也越来越近。毕竟，在科技产业时代，“没有什么比成功消失得更快。”