#技術領域
把爆炸擋在外面:四足機器人用“超壓軀幹”防爆
來源:AI工業(採用 AI 工具整理)(本文素材源於專利 US20250187212A1)本發明涉及一種有腿機器人 (1000)。該機器人包括:具有腔體 (10) 的軀幹 (1),所述腔體 (10) 容納至少一個機器人部件 (11);以及至少一條腿,所述至少一條腿上設定有至少一個具有防爆殼體的執行器 (100)。腔體 (10) 內的絕對壓力 P_c 高於環境壓力 P_a,並且所述執行器 (100) 的防爆殼體包括至少一個隔爆間隙 (105)。技術領域[0001] 本發明涉及一種足式機器人、一種用於該足式機器人的電纜密封接頭、一種用於該足式機器人的執行器、一種提供防爆機器人的方法,以及一種該足式機器人的用途。背景技術[0002] 足式機器人被用於各種任務,尤其是用於在危險環境中輔助人類工作。通常,一個足式機器人包括一條或多條腿。[0003] 為了在爆炸性環境中使用足式機器人,尤其是在有爆炸性氣體或粉塵的環境中,若機器人在結構上能夠滿足一些預防性措施則是有利的。例如,機器人應當以不會在此類環境中引燃爆炸的方式構造。[0004] 在這方面,一個挑戰是要使機器人以這樣的方式構造:當例如爆炸性氣體進入機器人軀幹或機器人的某個執行器時,機器人本身不會發生爆炸。[0005] 現有技術中的機器人可能通過如下方式滿足這些要求:它們包括一個整體外殼,該外殼將所有機器人部件封閉起來,並對外部環境實現氣密密封。然而,這樣的機器人結構可能非常沉重,因此成本高昂。發明內容[0006] 本發明要解決的問題在於,提供一種能夠克服現有技術缺點的足式機器人。[0007] 通過以下各方面解決該問題:發明的第一方面涉及一種足式機器人;第二方面涉及一種用於該足式機器人的電纜密封接頭;第三方面涉及一種防爆執行器;第四方面涉及一種提供防爆足式機器人的方法;第五方面涉及該足式機器人的用途。[0008] 除非另有說明,本說明書中適用以下定義。[0009] 在本發明的語境下,術語“a”“an”“the”(一個、該等)及類似術語應當解釋為同時覆蓋單數和複數,除非上下文另有指示或明顯相反。此外,“including”“containing”“comprising”(包括、包含)等詞在此均以開放式、非限制性含義使用。術語“containing”(包含)應當同時包括“comprising”(包括)和“consisting of”(由……組成)。[0010] 有利地,術語“ambient”(環境)是指圍繞機器人周圍環境的狀態。尤其是,“ambient pressure”(環境壓力)是指機器人周圍環境的壓力。[0011] 有利地,術語“in fluid connection”(流體連通)是指兩個空間或腔體彼此連接,使得一種流體,例如氣體、空氣或液體,可以從一個空間或腔體流向另一個空間或腔體。因此,如果空間或腔體在流體上是連通的,那麼它們可能被相同的氣體、相同的空氣或相同的液體所充滿。[0012] 有利地,術語“explosion proof housing”(防爆殼體)是指能夠承受並容納殼體內部爆炸的殼體,從而防止爆炸向殼體外部傳播。[0013] 有利地,殼體的此類防爆特性可通過以下特徵單獨或組合實現:[0014] 阻火間隙:阻火間隙指的是足夠大以便空氣或氣體可以從環境流入殼體內部、但又足夠小以阻止由殼體內部爆炸引起的潛在火焰竄出殼體並點燃環境的間隙。[0015] 在一個有利實施例中,動態關節殼體的阻火間隙長度至少為 6 mm,寬度小於 0.2 mm。[0016] 阻燃材料:殼體由阻燃材料構成,例如鋁、鋼或 PEEK(聚醚醚酮)。[0017] 殼體壁厚:殼體的壁厚被設計成能夠承受爆炸。[0018] 本發明第一方面涉及一種足式機器人,尤其是一種四足機器人,其包括具有腔體的軀幹,所述腔體封閉至少一個機器人部件。此外,機器人包括至少一條腿,腿上具有至少一個執行器,其中該執行器包括防爆殼體。該腿進一步有利地還可包括第二個或進一步的執行器,每個執行器都具有各自的防爆殼體。[0019] 該防爆殼體可以由多個殼體或多個段組成,這些殼體或段仍被視為該執行器的防爆殼體的一部分。[0020] 有利地,軀幹是機器人的主體,其包含了機器人大部分重要且較重的電子部件。特別是,電池和電子器件設定於軀幹之中。[0021] 特別地,所述腔體是機器人軀幹內部的空間,機器人不同部件佈置在其中。具體而言,腔體是軀幹內部的空間,該空間與外界環境密封隔離,且在整個腔體內具有相同的絕對壓力 p_c。也就是說,凡是與軀幹在流體上連通的空間均屬於該腔體的一部分。[0022] 腔體內的絕對壓力 p_c 高於環境壓力 p_A。為了實現這種超壓,腔體有利地充滿氮氣。該超壓的技術效果在於避免環境氣體或粉塵進入腔體,從而防止腔體內部發生爆炸。[0023] 有利地,執行器是機器人腿的一部分,該腿包括一個或多個執行器,尤其是包括兩個或三個執行器,用於驅動該腿運動。[0024] 在本發明的一個進一步有利實施例中,執行器直接連接在軀幹上。[0025] 在另一有利實施例中,該執行器為髖外展/內收(HAA)執行器。[0026] 此外,執行器的殼體被設計成阻火殼體。特別地,阻火殼體是指能夠承受並容納殼體內部爆炸、以防止爆炸向殼體外部傳播的殼體。[0027] 執行器的防爆殼體包括至少一個阻火間隙。[0028] 尤其是,該阻火間隙並不阻止殼體內部的點火;它只確保火焰不能從殼體內部逸出並點燃外部氣體。[0029] 有利地,執行器殼體的至少一個阻火間隙長度最少為 6 mm,寬度小於 0.2 mm。[0030] 只有將具有超壓的軀幹與具有防爆殼體的執行器結合起來,才能提供一種對環境而言具有防爆性能的足式機器人,也就是說該機器人能夠防止點燃外部環境。[0031] 有利地,執行器的殼體是氣密的。在殼體內部可以是環境氣體,也可以是氮氣。有利地,執行器是在環境條件下組裝的,因此在組裝形成執行器防爆殼體時,內部可能存在環境條件。為了對殼體各段進行密封,可以在殼體各段之間使用 O 形圈。無論如何,O 形圈都可能無法完全密封防爆殼體各段之間的介面,因此環境氣體可能進入執行器的防爆殼體。[0032] 因此,殼體幾何形狀、殼體連接介面或法蘭被設計成阻火結構。相比之下,機器人軀幹的腔體在流體上並不與環境連通(因此環境氣體或粉塵不會進入該空間)。由此,軀幹被構造為為佈置在其中的部件提供防爆殼體。[0033] 在本發明的另一有利實施例中,執行器包括具有運動段和靜止段的動態關節,至少一個阻火間隙佈置在運動段與靜止段的介面處。[0034] 有利地,動態關節用於將兩個本體作動態連接,其中動態關節包括一個運動關節部分和一個靜止部分,即一個運動段和一個靜止段,例如將輸出法蘭作為靜止段,或將電機定子、缸體作為靜止段,或將液壓或氣動執行器的某一部分作為靜止段,以建立這種連接。[0035] 在本發明的進一步有利實施例中,執行器在防爆殼體內部沿縱向軸線依次包括以下各段:[0036] 一具有運動軸 102 的動態關節,所述運動軸作為運動段,輸出法蘭 103 作為靜止段,其中該運動軸尤其適於將執行器連接到機器人腿的小腿段;[0037] 一齒輪殼體 104,尤其是包括扭矩測量系統;[0038] 一定子殼體 106;以及[0039] 一後端蓋 107;[0040] 其中,在每一相鄰段之間均設定至少一個阻火間隙 105。[0041] 在本發明的一個有利實施例中,阻火間隙佈置在所有各段之間,在這些位置本應由 O 形圈密封介面。如果某一 O 形圈不能完全密封兩個段之間的介面,則來自環境的氣體或粉塵可能進入屬於該執行器殼體部分的相應段內,從而可能導致該段或多個段內部發生爆炸。阻火間隙阻止該段內形成超壓像排氣孔一樣洩出,但其尺寸又足夠小,使得段內可能形成的火焰不能從該段逸出。[0042] 有利地,一個或多個阻火間隙佈置在動態關節運動段與靜止段的介面之間,和/或動態關節靜止段與齒輪殼體的介面之間,和/或齒輪殼體與定子殼體的介面之間,和/或定子殼體與後端蓋的介面之間。[0043] 有利地,差壓 p_d 是腔體內絕對壓力 p_c 與軀幹外部環境壓力 p_A 之間的差值,即 p_d = p_c − p_A。在本發明的一個有利實施例中,差壓 p_d ≥ 500 Pa。軀幹中的超壓在技術上具有這樣的效果:軀幹在爆炸環境中不會被點燃。尤其是,軀幹是氣密密封的。如果任何氣密密封被破壞,氣體和粉塵也會因為軀幹內部的超壓而進入軀幹。[0044] 在本發明的另一有利實施例中,足式機器人還包括一個直流風扇,用於冷卻佈置在軀幹外側的冷卻肋,以冷卻軀幹內部部件。尤其是,該直流風扇同樣被設計為防爆型。有利地,直流風扇的殼體也包括阻火間隙,以防止在機器人外部引燃爆炸。[0045] 在本發明的另一有利實施例中,至少一個機器人部件為 LiDAR 感測器、感測器元件、電子器件、電池和/或攝影機。上述一個或多個部件與腔體在流體上連通。因此,當 p_c>p_A 時,這些部件在具有絕對壓力 p_c 的環境中工作。[0046] 有利地,腔體的超壓範圍為 500 Pa < p_d < 2500 Pa。[0047] 在本發明的另一有利實施例中,足式機器人還包括用於測量腔體內絕對壓力 p_c 的壓力感測器單元。[0048] 作為替代,壓力感測器單元也可以只包括一個感測器元件,該元件被設計成同時測量腔體內部的絕對壓力 p_c 和腔體外部(即軀幹外部)的環境壓力 p_A。這樣的感測器元件可以包括佈置在腔體與環境之間的膜片。[0049] 在本發明的另一有利實施例中,足式機器人包括一個氣密的電纜密封接頭,用於將來自執行器的導線電連接到腔體內的一個或多個機器人部件,而不會讓環境氣體或粉塵灌入腔體。如上所述,在執行器的防爆殼體內部可能存在環境條件,而腔體則與環境實現氣密隔離。因此,需要一個特殊的電纜密封接頭,用於在不將來自執行器環境的氣體或粉塵帶入軀幹(即腔體)的前提下,將來自執行器的電線連接到腔體內的部件。[0050] 有利地,電纜密封接頭包括具有至少一個電纜入口和至少一個電纜出口的分隔件。至少一個電纜連接件被配置為將機器人腿上執行器或動態關節或執行器其他部分的電氣部件連接到軀幹腔體內的一個或多個電氣部件和/或電池,和/或將執行器其他部分連接到軀幹腔體內的一個或多個電氣部件和/或電池。[0051] 電纜連接件通過電纜入口進入電纜密封接頭,並通過電纜出口離開電纜密封接頭。電纜連接件的一段裸露段佈置在分隔件內,該裸露段上電纜護套被去除。[0052] 該裸露段在技術上的效果是:所有可能存在於各根單獨電線內部的氣體,在該裸露段上通過焊料被封堵。此外,分隔件被填充絕緣材料,例如膠粘劑。通過用焊料填充電纜裸露段並用絕緣材料填充該裸露段所在的分隔件,可防止任何氣體從外側經由電纜出口離開電纜密封接頭,例如向腔體方向進入。[0053] 在本發明的另一有利實施例中,至少一個執行器的至少一個電氣部件通過電纜密封接頭的導線電連接到一個或多個電氣部件和/或佈置在腔體內的電池,尤其是通過穿過電纜密封接頭的導線連接。[0054] 在本發明的另一有利實施例中,足式機器人包括一個安全單元,用於識別差壓 p_d。在足式機器人的預定使用中,該安全單元被設計為監測差壓 p_d,並且在差壓 p_d 低於預定壓力值時啟動安全措施,特別是在 p_d≦500 Pa 時,尤其是在 p_d≦50 Pa 時。[0055] 有利地,該安全措施為:[0056] 關閉機器人,尤其是在 p_d≦50 Pa 時;[0057] 將機器人返回到安全區,尤其是在 p_d≦500 Pa 時;或者[0058] 將機器人返回到停靠站。[0059] 在本發明的另一有利實施例中,足式機器人包括一個氣瓶,尤其是氮氣瓶,該氣瓶被設計用來控制腔體壓力 p_c。因此,可以控制腔體中的絕對壓力 p_c。如果壓力 p_c 降低,可以通過調節氣瓶來恢復。[0060] 有利地,當差壓 p_d≦500 Pa 時,氣瓶被設計成向腔體充入來自氣瓶的氣體。[0061] 有利地,從氣瓶中補充氣體可以是一個自動過程,也可以通過遙控器或人工控制完成。[0062] 本發明的第二方面涉及一種用於機器人的電纜密封接頭。該電纜密封接頭包括具有至少一個電纜入口和至少一個電纜出口的分隔件,[0063] 其中,電纜入口被設計成能夠接收至少一個電纜連接件,該電纜連接件被設計成將機器人腿部執行器的電氣部件連接到軀幹腔體內的一個或多個電氣部件和/或電池;並且[0064] 其中,電纜出口被設計成用於匯出電纜連接件,所述電纜連接件被設計成連接到腔體內的一個或多個電氣部件和/或電池。[0065] 其中,該分隔件被設計成用於接收電纜連接件的一段裸露段。該裸露段尤其是指在這段電纜連接件上沒有電纜護套的部分。[0066] 在本發明的另一有利實施例中,電纜密封接頭包括具有至少一個電纜出口的分隔件。此外,電纜密封接頭包括至少一個電纜連接件,該電纜連接件被設計成將機器人的執行器電氣部件連接到軀幹腔體內的一個或多個電氣部件和/或電池,其中電纜連接件通過電纜入口進入電纜密封接頭,並通過電纜出口離開電纜密封接頭,並且[0067] 電纜連接件的一段裸露段佈置在分隔件內,該裸露段沒有電纜護套。[0068] 在本發明的另一有利實施例中,該裸露段通過焊料封堵,例如導電材料,尤其是金屬,以防止在裸露段各根電線之間積聚氣體。此外,分隔件被充滿或灌封絕緣材料,有利地為絕緣膠。[0069] 特別是,通過該電纜密封接頭,可以製造一種足式機器人,其外部部件(例如通過動態關節連接到軀幹的腿部)處於環境條件下,而非處於超壓條件下。本發明的電纜密封接頭能夠防止氣體或粉塵從執行器內部環境空間通過電纜密封接頭進入腔體空間。相反,只有電纜連接件可以穿過執行器的防爆殼體進入腔體,而不會有來自電纜各根電線內部的氣體穿出並進入腔體。[0070] 通過這種結構,機器人的外部部件(如腿部)可以採用輕量化結構製造,因為它們在流體上並不與腔體連通。因此,由執行器、電纜密封接頭以及具有超壓的軀幹組合而成的足式機器人,在爆炸環境中不會被點燃,同時仍然保持輕量化。[0071] 因此,軀幹中具有超壓的腔體、處於環境條件下的動態關節外殼以及電纜密封接頭的組合,相對於現有技術而言是有利的。[0072] 本發明的第三方面涉及一種被防爆殼體封閉的執行器,其中殼體包括至少一個阻火間隙,該執行器被設計成用於根據第一方面的機器人腿。[0073] 本發明的第四方面涉及一種提供防爆足式機器人的方法。該足式機器人包括具有腔體的軀幹,腔體封閉至少一個機器人部件。此外,機器人包括至少一條腿,其中腿上具有至少一個執行器,該執行器被防爆殼體封閉。該防爆殼體包括至少一個阻火間隙。[0074] 此外,足式機器人包括一個壓力感測器單元,該單元被設計成測量腔體壓力 p_c 與環境壓力 p_A 之間的差壓 p_d,其中 p_d>p_A。[0075] 機器人中還整合有安全單元,該安全單元被設計成識別差壓 p_d。[0076] 該方法包括以下步驟:通過安全單元測量差壓 p_d;以及[0078] 當差壓 p_d 低於預定壓力值時啟動安全措施,尤其是在 p_d≦500 Pa 時,尤其是在 p_d≦50 Pa 時。[0079] 在本方法的另一有利實施例中,所述安全措施為:[0080] 關閉機器人 1000,尤其是在 p_d≦50 Pa 時;或[0081] 將機器人 1000 返回到安全區,尤其是在 p_d≦500 Pa 時;或[0082] 將機器人 1000 返回到停靠站。[0083] 在本發明的另一有利實施例中,該方法還包括:以至少每秒一次的時間間隔測量差壓 p_d 的步驟。[0084] 本發明第五方面涉及在爆炸性環境中使用上述足式機器人執行任務。[0085] 其它有利實施例列於從屬權利要求中或將從以下說明中顯而易見。附圖簡要說明[0087] 通過下文的詳細說明,本發明將得到更好的理解,並且除了上文所述目標之外的其它目標也將變得清楚。該說明參考附圖進行,其中:[0089] 圖 1 示出了根據本發明實施例的一種足式機器人的示意圖;[0089] 圖 2 示出了根據本發明實施例的足式機器人的另一實施例;[0090] 圖 3 示出了根據本發明實施例的一種執行器;[0091] 圖 4 示出了根據本發明實施例的執行器的剖檢視;[0092] 圖 5 示出了根據本發明實施例的一種電纜密封接頭;以及[0093] 圖 6 示出了根據本發明實施例的一種足式機器人,該機器人包括通過電纜及電纜密封接頭連接到機器人軀幹的執行器。發明實施方式[0094] 圖 1 示出了一種足式機器人 1000,其包括具有腔體 10 的軀幹 1。腔體 10 封閉至少一個機器人部件 11。此外,該足式機器人 1000 包括至少一條腿 99,腿上具有至少一個執行器 100。執行器 100 包括防爆殼體 106。該防爆殼體包括至少一個阻火間隙 105。[0095] 有利地,如圖 1 所示,至少一個執行器 100 佈置在緊鄰機器人軀幹 1 的位置。[0096] 腔體 10 內部的絕對壓力 p_c 高於環境壓力 p_A。因此,腔體 10 內部存在超壓。[0097] 在本發明的進一步有利實施例中,在腔體絕對壓力 p_c 與軀幹外部環境壓力 p_A 之間測得的差壓 p_d 滿足 p_d = p_c − p_A ≥ 500 Pa。[0098] 有利地,足式機器人 1000 包括壓力感測器單元 111,用於測量差壓 p_d。[0099] 在足式機器人 1000 的另一有利實施例中,其包括直流風扇 110,其中直流風扇 110 被設計成用於冷卻佈置在機器人軀幹外側的冷卻肋,以冷卻軀幹內部部件。尤其是,該直流風扇亦適於防爆。如圖 4 所示,一個示例性的阻火間隙 105 可見。[0100] 在足式機器人 1000 的另一有利實施例中,至少一個機器人部件 11 為 LiDAR 101、感測器元件 111、電子元件 12、電池 12 和/或攝影機。各種此類元件在圖 1 中有所示出。[0101] 所有機器人部件 11 與腔體 10 在流體上連通,因此位於與腔體 10 相同超壓的環境中,因為腔體 10 已相對外部環境密封。一些機器人部件 11 可以被腔體 10 完全包圍,另一些部件 11 可以被腔體 10 部分包圍,但它們都與外部環境隔絕。[0102] 在本發明的另一有利實施例中,足式機器人 1000 包括安全單元 112,以識別差壓 p_d。在足式機器人的預期使用中,安全單元被設計成監測差壓 p_d,並在差壓 p_d 低於預定值時啟動安全措施,尤其是在 p_d≦500 Pa 時,特別是在 p_d≦50 Pa 時。[0103] 有利地,該安全措施為:[0104] 關閉機器人 1000,尤其是在 p_d≦50 Pa 時;[0105] 將機器人 1000 返回到安全區,尤其是在 p_d≦500 Pa 時;或[0106] 將機器人 1000 返回到停靠站;[0107] 當差壓 p_d≦500 Pa 時,自動或手動利用氣瓶向腔體 10 重新充入氣體。尤其是,該氣瓶為氮氣瓶。[0108] 因此,可以控制腔體 10 內的絕對壓力 p_c。如果腔體內壓力降低,可以通過調節氣瓶來恢復。[0109] 特別地,這樣的足式機器人 1000 將包括以下步驟:通過安全單元測量差壓 p_d,並且當差壓 p_d 低於預定壓力值時啟動安全措施,尤其是在 p_d≦500 Pa 時,尤其是在 p_d≦50 Pa 時。[0110] 特別是,這樣的足式機器人 1000 被用於在爆炸環境中執行任務。[0111] 圖 2 示出了足式機器人 1000 的另一實施例的外觀。軀幹 1 從外側可見,而緊鄰佈置的執行器 100 如圖 1 所示。[0111] 圖 3 示出了圖 2 所示足式機器人 1000 的執行器 100 的一實施例剖檢視。執行器 100 的防爆殼體包括阻火間隙 105。[0112] 在圖 3 所示的有利實施例中,執行器 100 在防爆殼體內部沿縱向軸線包括以下各段:[0113] 一具有運動軸 102 的動態關節,該運動軸作為運動段,輸出法蘭 103 作為靜止段;[0114] 一齒輪殼體 104;[0115] 一定子殼體 106;以及[0116] 一後端蓋 107;[0117] 其中,在每個相鄰段之間至少佈置一個阻火間隙 105。[0118] 圖 4 示出了圖 3 所示實施例的執行器 100 的剖檢視。尤其是,圖 4 中可見動態關節 100 的殼體上的阻火間隙 105(黑線處箭頭 105 所示即為阻火間隙 105)。[0119] 圖 5 示出了電纜密封接頭 2 的一個有利實施例的剖檢視。電纜密封接頭 2 包括分隔件 20,分隔件 20 具有至少一個電纜入口 22 和至少一個電纜出口 21。[0120] 電纜入口 22 被設計成接收電纜連接件 200 的一段裸露段 201。電纜連接件 200 的裸露段 201 上沒有電纜護套。[0121] 電纜出口 21 被設計成匯出電纜連接件 200,所述電纜連接件 200 被設計成將機器人 1000 的執行器 100 的電氣部件連接到腔體 10 內的一個或多個電氣部件和/或電池 12。[0122] 分隔件 20 被設計成接收電纜連接件 200 的裸露段 201。所謂裸露段是指在該段上電纜連接件沒有電纜護套。[0124] 在電纜密封接頭 2 的另一有利實施例中,裸露段 201 通過導電材料(尤其是金屬)銲接封堵,以防止在裸露段各根電線之間積聚氣體。此外,分隔件 20 可以完全用膠粘劑灌封,以氣密方式封閉腔體。[0126] 圖 6 示出了圖 2 所示足式機器人 1000 的一實施例,該實施例包括軀幹 1 和執行器 100,其中至少一個電纜連接件 200 被設計成將機器人 1000 的執行器 100 的電氣部件連接到腔體 10 內的一個或多個電氣部件和/或電池 12。[0126] 來自動態關節執行器的電纜連接件 200 在電纜密封接頭 2 的電纜入口 22 處進入軀幹 1(即進入腔體 10),並通過電纜出口 21 離開電纜密封接頭 2。[0127] 特別是,從圖 6 可以看出電纜連接件 200 離開執行器 100 的位置,在該位置處電纜內部可能暴露於環境條件。電纜通過電纜密封接頭 2 進入軀幹 1,其中分隔件 20 防止來自環境的氣體進入軀幹 1 的腔體 10。 (AI工業)
干翻日韓巨頭,終結中國“少屏”之痛,68歲他再次出手
過去,中國科技圈流傳著一句讓人很憋屈的話,叫“缺芯少屏”,指的是中國在晶片和螢幕技術領域,存在著嚴重的薄弱環節。如今,“少屏”已經很少有人提起了,一個很重要的原因是,中國不再缺少螢幕了,甚至已經是全球最大的螢幕出口國。這一歷史問題是如何解決的?離不開一個人長達20多年的佈局,這個人就是#王東昇。●王東昇王東昇被譽為“中國液晶產業之父”,是京東方的靈魂人物,他用27年的時間,將一個瀕臨倒閉的國有企業,打造成了世界級的科技巨頭,實現了從“被卡脖子”到“全球領跑”的強勢逆轉。從98英吋的超高畫質螢幕,到可彎曲的柔性螢幕,再到解析度4032PPI的元宇宙VR裝置,全世界每4台智能終端,就可能有1塊螢幕來自京東方。可以說,中國螢幕正在照亮世界。而最近,一單IPO又讓王東昇重新回到了聚光燈下。5月30日,王東昇旗下奕斯偉計算,正式向港交所遞交招股書,該公司主營基於RISC-V架構的晶片與方案業務,若上市成功,將成為“RISC-V全球第一股”。而在稍早前,王東昇控制的另一家企業奕斯偉材料,也向科創板提交了招股書申請,目前正處於A股IPO處理程序中,該企業主營12英吋硅片的研發與製造。搞完螢幕搞晶片,今年已經68歲的王東昇,大概是想把中國高端製造業的“缺芯少屏”之痛,全解決了。他說:“作為電子資訊產業界的老兵,我理應在芯的方面做點貢獻。”接了個“爛攤子”關注過電視機市場的小夥伴,大概都知道過去的液晶電視賣得很貴。以2008年為例,一台70英吋的液晶電視要賣到七八萬元,可如今,同樣尺寸的液晶電視2000元左右就能買到。驚人的價格下跌背後,除了技術的進步,另一個原因就是國產的替代,蕩平了進口液晶面板幾倍幾十倍的溢價。打破日韓壟斷、奪回定價權,是中國液晶產業在過去相當長的一段時期內面臨的主要問題,也是王東昇一直在思考的問題。● 年輕時的王東昇王東昇是浙江東陽人,出生於1957年,是恢復高考後的第一批大學生。他就讀於杭州電子工業學院財務專業,作為10名優秀畢業生之一,被分配到北京電子管廠工作。北京電子管廠又叫774廠,是新中國成立初期前蘇聯援建的156個重點項目之一,也是當時國內最大的電子元器件廠。●北京電子管廠廠區全貌王東昇踏實肯幹,他雖然干的是財務,但每天也要跟著老師傅們下車間幹活,拉單晶、制鎢絲、燒玻璃,在師傅們的指點下,技術水平突飛猛進。他24歲進廠,用7年時間,從財務處的一名小職員,一路升到了副總會計師,成為中層以上領導中最年輕的一位。只可惜好景不長,隨著電子管被積體電路大規模替代,北京電子管廠逐漸落後於時代,再加上機構臃腫、轉型困難等原因,企業陷入了連年虧損的境地。最困難的時候,資產負債率高達98%,整個廠幾乎全是債。工資連續11個月發不出來,原材料都沒錢買;年輕員工跑到商場當售貨員;老員工沒條件,只能等菜市場收攤後撿白菜幫過日子。王東昇作為財務處的領導,深知廠子倒閉是遲早的事,他找好了下家,準備到中信旗下一家公司當副總。就在這個時候,上級的任命書到了,讓王東昇擔任廠長。王東昇自然不願接這個爛攤子,有人勸他留下來,他反問一句:“我憑什麼留下來?”對方紅著眼說:“就憑讓我們的師傅不再去撿白菜幫子……”這句話對王東昇的觸動非常大,想到老師傅們長期以來對他的照顧,他的心一下子軟了,就這樣留了下來。站在月球看地球王東昇向上級領導爭取了5個條件,這5個條件,即使放到現在也頗具參考意義。一、對廠子進行股份制改造,以適應市場經濟;二、包括廠長在內,取消官本位和國企等級制度,向職業經理人過渡;三、不能總是開會浪費時間,把精力用在企業改革和發展上;四、鼓勵出國考察,學習先進技術,瞭解行業動態;五、落實廠長負責制,廠長全權負責生產、經營、管理等各項事務,擁有人事任免、機構設定等決定權。這些條件,在當時看來是不可思議的,但上級領導“死馬當成活馬醫”,全都同意了。在上級領導的支援下,王東昇開始了大張旗鼓的改革。他號召職工出資入股,為企業續上現金流。雖然職工們都不容易,但大家為了拯救企業,再加上看出來王東昇是真的在拚命做事,很多人還是入了股。1萬多名職工中,入股的有2600多名,共募得670萬元,這筆錢成了企業重啟的資本。以職工出資為職工股、以工廠經營性資產為國有股,再加上銀行的債轉股,北京電子管廠由此變成了混合所有制,並更名為北京東方電子集團股份有限公司,這就是後來的#京東方。●1993年4月,北京東方電子集團股份有限公司成立;後因以“東方”冠名的公司太多,更名為京東方科技集團股份有限公司,也就是如今大家常說的“京東方”現在看來,股份制改革是京東方起死回生最關鍵的一步,它讓大量職工成了股東,將職工個人利益與企業利益緊緊捆綁在一起,人人幹勁十足。僅一年,公司便實現了盈利。王東昇的逆挽狂瀾,開創了虧損企業股份制改造後實現盈利的先河,也為諸多同樣處於困境的企業打了個很好的樣板。員工們上下一心,他們開始相信,跟著王東昇真的有肉吃。●京東方創立時個人股票首發式解決了短期的吃飯問題後,王東昇開始著眼於中長期的發展問題,他注意到,公司的前景其實並不樂觀。那個時候,公司的盈利主要來自於彩色映像管相關業務,用於製造彩色電視機。但該技術已經暴露了缺陷,如能耗高、畫質差、體積笨重等,急需找到下一代技術方向。●過去的彩色電視機他在國際市場上轉了一圈,覺得至少有三種技術具備潛力:一個是電漿顯示,一個是液晶顯示,還有一個是場致發光顯示。三種顯示技術的路線是不同的:電漿是真空電子技術,液晶是半導體技術,場致發光則是真空微電子技術。這些技術到底哪個才是未來的方向?王東昇研究了很長時間。廠裡一位老專家給王東昇提了個醒,他指出了兩個重要的方法論:一個是從空間的維度,要站在月球看地球,系統全面地看,不要專注於局部;另一個是從時間的維度,上下看一百年,視野就開闊了。聽了老師傅的話,王東昇豁然開朗。他發現,從愛迪生發明燈泡,到電子管的應用,再到半導體的崛起,整個電子工業的發展史,其實就是一個半導體技術取代真空技術的過程。於是,他重金押注液晶顯示。國際巨頭的聯合圍剿事實證明,選對方向就是成功的一半,王東昇的前瞻性,讓京東方少走了不少彎路。而很多企業甚至一些國際大廠,由於判斷錯誤,在這場角逐中被淘汰。王東昇選定液晶方向後,接下來最重要的就是如何獲取技術。當時,液晶技術被日本和韓國壟斷,國內是空白,如果按部就班從零開始,等做出來黃花菜都涼了。王東昇想過合資,但以往的經驗告訴他,合資合不來真正的技術。另一條路就是收購——這條路聽起來並不是那麼舒服,但對當時的京東方而言,無疑是一條快速切入市場、追趕國際主流的捷徑。王東昇曾與某日企談過想要收購對方的液晶業務,對方正遭遇困難,表達了出售的意願,然而報到母公司董事會時,有個日本老爺子痛哭流涕地說:“不能賣,即使不得不賣也不能賣給中國人!”談判就此終止。突破口出現在韓國。2002年,韓國現代旗下HYDIS公司因經營不善,無力在液晶面板領域繼續氪金。王東昇果斷出手,以3.8億美元,拿下了對方的液晶業務,經過一系列的消化、吸收、再創新之後,掌握了液晶顯示技術。2005年1月,京東方首條5代TFT-LCD(薄膜電晶體液晶顯示器)生產線在北京落成,結束了中國無液晶螢幕的歷史。●京東方生產線內景但挑戰才剛剛開始。以韓國三星為首的國際巨頭們,當然不想失去中國這個龐大的市場,開始操縱市場液晶面板價格,對這個“後起之秀”發起聯合絞殺。再加上市場週期性下行,剛進場的京東方,根本玩不過這些老牌資本。京東方5代線剛動工時,市面上的17英吋液晶面板300美元一塊,但到了投產,已經跌成了150美元一塊,價格直接腰斬。京東方第一年就虧了16個億,第二年又繼續虧了17個億。那是王東昇最艱難的一段歲月,連續的巨額虧損,讓公司內外交困,有人罵京東方是“國之蛀蟲”,罵王東昇“是在拿著中國人的錢便宜洋人”。王東昇一夜白頭,那個下午,他站在5代線的廠房頂上徘徊了兩個小時,他覺得很委屈:“我做的本來是好事,對國家民族都好,為什麼不同人的想法就這麼不一樣?”殺出重圍,領跑世界關鍵時刻,國家出手了。國家很清楚,液晶工業是一塊難啃的硬骨頭,日韓公司也是賺幾年賠幾年、跌跌撞撞一路走過來的。發改委的一位領導直言不諱地告訴王東昇:“這個項目如果成功了,國家記你們一功;哪怕失敗了,我也要支援你們!”於是,為了給京東方解決資金問題,國內9家銀行聯手,向京東方提供了7.4億美元貸款,以及1.4億元資金補助。王東昇被國家托舉著,一邊帶領京東方在市場上硬抗國際巨頭,一邊大力搞研發。2007年,京東方實現營收111.7億元,淨利潤7個億,從巨頭的圍堵中撕開了一道缺口。緩過來一口氣後,京東方開始聯合各地政府,進行了一系列的佈局和建設。2008年3月,京東方第二條TFT-LCD生產線在成都開建,專攻小尺寸液晶屏,應用於移動終端裝置,包括手機、平板、筆記本等;2009年4月,京東方6代線落戶合肥,專為37英吋以下液晶顯示器和電視供貨;同年8月,京東方8.5代線在北京亦莊開發區破土動工,於2011年投產,結束了我國55英吋以上大尺寸液晶屏完全依賴進口的歷史。這項工程,打破了業內關於“中國人搞不出高世代線”的論調,也標誌著日韓對京東方的技術封鎖徹底土崩瓦解。此後,京東方又陸續建設了鄂爾多斯5.5代AMOLED生產線、重慶8.5代TFT-LCD生產線、福州8.5代TFT-LCD生產線等,以及目前全球最高世代線之一——合肥10.5代TFT-LCD生產線,專門製造65英吋以上超大尺寸超高畫質液晶螢幕。● 位於合肥的京東方10.5代TFT-LCD生產線2013年,京東方出貨量全球第五,正式躋身國際主流供應商之列。2018年,京東方以5430萬片電視螢幕出貨量,超越韓國三星和LG,居全球第一。從跟跑到領跑,京東方用了足足16年,王東昇熬白了頭髮,但液晶技術和液晶產業的根,已深深地紮在國內。成功的“訣竅”京東方能從國際巨頭們的圍堵中殺出重圍,離不開國家的支援,也離不開王東昇對研發的重視。京東方連續多年研發費用超過100億元,光2018年就申請了9585項專利,其中發明專利佔比超過90%。而截至目前,其累計自主專利申請數量已超10萬件,覆蓋北美、歐洲、日韓等多個國家和地區。巨額的投入,換回了源源不斷技術和市場。2022年北京冬奧會,開幕式隨處可見京東方的身影。雪花型的主火炬台,以及全球最大的8K超高畫質地面顯示系統,均由京東方打造。它以一幀幀絕美的畫面,向世界展示著中國式的科技與浪漫。● 2022北京冬奧會開幕式2024年,搭載京東方柔性OLED螢幕的華為Mate XT橫空出世,這部世界首款三摺疊手機,改變了人們對螢幕的認知,也帶給了全球消費者極大的驚豔和震撼。● 華為“三摺疊”採用京東方柔性螢幕過去的2024年,京東方在智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、顯示器、電視等五大領域,液晶螢幕出貨量均居全球第一。這一連串的第一,換回的不只是大量的真金白銀,也代表著中國液晶產業,對全球技術話語權的終極奪權。“芯”的征程當京東方在國際市場站穩腳跟後,2019年,62歲的王東昇正式卸任董事長一職。人們以為他要安享晚年,不料他轉頭殺入了晶片領域。時間節點很微妙,正值中興受美國“制裁”,緊接著華為、大疆、海康等一眾中國企業被美國列入“實體清單”。當時的科技圈人人自危,卻也讓無數國人幡然醒悟:科技上,中國必須獨立自主!● 王東昇王東昇實控的奕斯偉集團,核心業務涵蓋硅材料、晶片與方案、生態鏈開發等幾大板塊。其中奕斯偉材料主要從事12英吋半導體級硅片的研發製造。硅材料在半導體行業中處於戰略地位,是製造晶片的“地基”,然而國內半導體級硅片產能主要集中在8英吋及以下。12英吋作為主流尺寸,絕大部分仍依賴進口。這也是王東昇選擇這條賽道的原因。● 奕斯偉生產的12英吋硅片而集團旗下另一家企業奕斯偉計算,則主營基於RISC-V架構的晶片與方案業務。所謂RISC-V,是一種區別於傳統的x86和ARM的指令集架構,被認為更適合AI時代的高算力需求。如果說,在過去的幾十年裡,人類已經在電腦端和手機端建起了x86和ARM兩座高聳入雲的寫字樓,無數的企業租住在這兩座寫字樓內;那麼現在的RISC-V,就是正在建起的第三座寫字樓。聽起來很難,甚至有些不可思議,但王東昇正在做的就是這個事兒。從未考慮過失敗後的“晚節不保”,他說:“我們賭的不是技術,是未來。”從螢幕到晶片,年近古稀的王東昇,正開啟著他的第二征程,為中國的半導體事業添磚加瓦,努力重現著當年京東方的逆襲與蛻變。正如當年他帶領新東方打破國外壟斷一樣,如今,他亦站在科技創新的最前沿,用實際行動詮釋著產業報國的決心。當年京東方盈利後,公司賬上曾有30億巨資,有人勸王東昇投資房地產,說這樣可以讓京東方暴富。王東昇非常憤怒地說:“我們是搞工業起家的,如果連我們都去做房地產,還有誰會來搞工業呢?”毫不猶豫地將資金投注在5代線的建設上。如果當初進軍房地產,如今的中國可能又多了一家地產巨頭,但螢幕之痛,勢必要億萬中國消費者來埋單。商人逐利,但企業家重義,王東昇顯然屬於後者。他致力於科技與工業,將瀕臨倒閉的工廠發展成力抗三星、LG的螢幕巨頭,成為國內高端製造業當之無愧的民族脊樑。中國科技的崛起,需要這樣的執著與堅守。晶片產業比螢幕產業更加複雜,但越是卡脖子的領域,越需要有人去突破。這位電子資訊產業界的老兵,正用畢生積累的經驗和資源,為中國半導體事業開闢新的道路,也為中國高端製造業的自立自強,書寫新的篇章。 (最華人)