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挑战
设计类人机器人,将机械系统、感知、控制和人工智能整合为一个物理可实现的平台,能够保持平衡、解读环境,并在不可预测的条件下可靠运行。 -
摘要
集成SOLIDWORKS设计,涵盖设计和仿真,以保持设计意图与实际行为之间的紧密反馈循环,作为SOLIDWORKS初创企业项目的一部分。 -
结果
通过在开发早期发现设计限制,缩短迭代周期; 通过前期仿真验证,提升设计决策的信心;实现了从概念设计向可实现、可制造系统的过渡; 支持开发具备真实世界交互和动态运动能力的可扩展类人生物平台。
机器人产业正走出实验室受控环境,逐步应用于物流配送、工厂产线、家庭服务等日常场景。伴随行业快速发展,市场对机器人产品的要求持续提升:设备不仅要实现基础功能,还需稳定、精准运行,同时具备可落地的量产成本。
人形机器人是当前复杂度最高的工业产品之一,研发需高度协同机械、电子、软件、人工智能多学科。研发难点不只是搭建机械本体,更要求机器人实现自主平衡、依托高精度传感器识别周边环境,在多变工况下持续稳定工作。简单来说,机械结构、传感、运动控制、AI 算法必须集成至同一套可实体制造硬件平台。

THEMIS 人形机器人整机实拍
这套研发目标正是西木机器人(Westwood Robotics)的核心使命。公司 2018 年成立,创始团队均来自加州大学洛杉矶分校机器人与机械实验室(RoMeLa)。
西木机器人主营人形机器人与本体感知执行器(本体执行器内置传感器,可实时采集位置、速度、力数据,并瞬时调整运动姿态),推出两大旗舰平台:THEM 全尺寸通用人形机器人、BRUCE 少儿开源人形机器人(面向 STE 科教与学术科研)。

SOLIDWORKS设计的THMIS机器人机械结构
纸上完美方案,落地即失效
人形机器人研发不断挑战工程设计制造极限。大量理论上精妙的结构方案,会因可制造性、成本、结构强度等现实约束无法落地。西木机器人创始人张晓光(Xiaoguang Zhang)对此深有体会:“脑海中总有很多巧妙机构,但很多方案要么加工难度极大,要么制造成本过高。设计必须兼顾功能与低成本量产可行性。”
即便方案能够加工成型,整机验证环节也极易成为研发瓶颈。
“你构思了一套精巧结构,想法十分亮眼,但部分结构无法达到所需强度,只能反复修改,甚至走进设计死胡同。” 张晓光介绍。人形机器人同时要兼顾平衡、行走、环境交互,设计 — 试制 — 失效 — 修改的迭代循环会被无限拉长。

THEMIS 全机 SOLIDWORKS 三维设计界面
企业研发核心观点
“依托 SOLIDWORKS,我们能完整落地所有设计构想。所有结构都会先完成仿真验证,再开展实物加工;缺少仿真校验,我们完全没有量产信心。”
—— 张晓光,西木机器人创始人、首席执行官
设计与仿真一体化研发流程
西木机器人依托 SOLIDWORKS 初创扶持计划打通概念设计与工程实物之间的壁垒,仿真已纳入企业标准研发流程。
“依托 SOLIDWORKS,我们能完整落地所有设计构想。所有结构都会先完成仿真验证,再开展实物加工;缺少仿真校验,我们完全没有量产信心。”
设计与仿真深度一体化,代表机器人行业研发全新趋势:全链路统一规划、控制、实体可行性。SOLIDWORKS 产品端同样贯彻该思路,搭建设计构想与仿真验证性能的连续迭代闭环。
西木机器人十分认可 SOLIDWORKS 设计、仿真无缝衔接的优势:“软件能把脑海中的结构快速转化为实体零件模型。”

THEMIS 零件拓扑优化与强度仿真云图
可规模化人形机器人平台
西木机器人基于 SOLIDWORKS 研发 THEMIS、BRUCE 两款先进人形平台,适配真实环境动态交互与运动需求。
“THEMIS 人形机器人专为安全环境交互设计,可完成行走、奔跑、各类动态动作。配套高频惯性传感硬件提供实时运动反馈,保障机器人稳定可控。”
最终交付产品不只是实验室原型,而是面向科研、工业场景可批量投产的标准化平台。西木机器人旗下机器人具备成熟行走、抓取、环境自适应能力,满足走出实验室商用落地的全部核心要求。

THEMIS 完整 SOLIDWORKS 装配树界面
仿真工具是创新核心载体
张晓光总结:“对我们机器人研发来说,SOLIDWORKS 是不可或缺核心工具,如果无法使用这款软件,整个研发工作都会陷入停滞。”
依托设计与仿真深度融合,西木机器人减少迭代次数,提前淘汰不可行方案,每一步设计决策都有仿真数据支撑。人形机器人领域,实体结构可行性与实时运动性能密不可分,这套一体化工具正是区分空想方案与可商用成熟机器人的关键。

THEMIS 整机最终外观实拍
配套使用软件产品