Il controllo del movimento delle articolazioni di robot umanoidi richiede soluzioni motorie ad alta coppia, ad alta precisione e ad alta efficienza. La scelta mainstream sul mercato è il motore di coppia senza telaio, che ha una tecnologia relativamente matura e può soddisfare gli elevati requisiti di coppia dei giunti di robot.
Tuttavia, come soluzione emergente, il motore del flusso assiale ha gradualmente attirato l'attenzione del settore a causa della sua alta densità di coppia.
Nella catena industriale di robot umanoidi, l'OEM ha la "definizione a destra" delle articolazioni, che si manifesta specificamente nel padronanza di tre punti: grado di robot umanoide di progettazione: determinare il numero di articolazioni e la loro gamma di movimenti Design della soluzione dell'articolazione del robot umanoide: selezionare la modalità di guida appropriata e la progettazione della posizione del layout del tipo di moto: ottimizzare le prestazioni di movimento del robot e la compatta strutturale.
Sulla base dell'effetto scala e della divisione specializzata del lavoro, la possibilità che gli OEM di condurre la piena integrazione verticale sono basse e la "progettazione indipendente, produzione in outsourcing" sarà un modello di cooperazione più probabile. Motore di coppia senza cornice: una soluzione mainstream matura 02 Motore di coppia senza telaio è un motore a trazione diretta senza alloggiamento, cuscinetti e codificatore, che è appositamente progettato per l'integrazione in giunti robot o altre strutture meccaniche. Uscita di coppia elevata: ottimizzando il design del circuito magnetico, la capacità di coppia è migliorata, che è adatta per giunti che richiedono una coppia elevata. Struttura e personalizzazione compatte: facile da integrare in giunti robot di dimensioni e forme diverse. Velocità di risposta rapida e nessun effetto di invaltamento: migliorare la levigatezza e la precisione del movimento del robot.
Tuttavia, a causa della domanda limitata del mercato in passato, la catena industriale di motori di coppia senza cornice non è stata completamente sviluppata, con conseguenti costi elevati e promozione del mercato limitata. Tuttavia, con il rapido sviluppo dell'industria dei robot umanoidi, si sta espandendo la scala di produzione dei motori di coppia senza cornice e si prevede che i costi di produzione diminuiranno. Motore di flusso assiale: un'opzione di densità di coppia elevata emergente 03 rispetto al tradizionale motore del flusso radiale, il motore del flusso assiale può fornire una maggiore densità di coppia a causa del suo unico design del circuito magnetico. Una maggiore densità di coppia: rispetto al motore del flusso radiale, la densità di coppia del motore del flusso assiale può essere aumentata del 30%, il che è di grande significato per la progettazione compatta di giunti robot umanoidi. Lunghezza assiale più breve: aiuta a ridurre il volume delle articolazioni dei robot e migliorare la flessibilità della struttura generale. Alta efficienza: negli scenari di applicazione ad alta densità di potenza, le prestazioni di efficienza energetica del motore del flusso assiale sono migliori. Sebbene i motori del flusso assiale abbiano molti vantaggi, ci sono ancora alcune limitazioni nella dissipazione del calore:
1. A causa della struttura compatta del motore, il percorso di conduzione del calore tra lo statore e il rotore è breve e il design della dissipazione del calore deve essere ottimizzato.
2. Processo di produzione complesso: la produzione di motori a flusso assiale comporta processi di lavorazione e assemblaggio di precisione e la difficoltà di produzione è relativamente elevata.
3. La catena industriale non è ancora matura: l'attuale catena di approvvigionamento dei motori del flusso assiale è relativamente limitata e la produzione su larga scala richiede ancora tempo.
Le tendenze del mercato e le prospettive di sviluppo 04 soluzioni congiunte rotanti attualmente includono tre categorie: unità rigide, unità elastiche e unità di azionamento quasi-diretto. Tra questi, le articolazioni elastiche sono relativamente meno utilizzate a causa dei loro complessi algoritmi di controllo e costi hardware elevati. Soluzione articolare rigida: un ampio riduttore di riduzione può essere utilizzato per fornire una coppia maggiore e una maggiore precisione, ma viene aggiunto un sensore di forza, che è più costoso e ha una scarsa resistenza all'impatto. Soluzione di azionamento quasi-diretto: la coppia può essere controllata attraverso il ciclo corrente, eliminando il grande riduttore del rapporto di riduzione, ma la coppia di uscita è piccola. È stato utilizzato per la prima volta nei robot quadrupedi. Negli ultimi anni, con il progresso della tecnologia, è stato ampiamente utilizzato nei robot umanoidi. Inoltre, i riduttori dei robot umanoidi usano principalmente riduttori armonici e planetari: i riduttori armonici sono adatti a articolazioni che enfatizzano la coppia elevata, l'alta precisione e lo spazio piccolo; I riduttori planetari sono più adatti per occasioni che richiedono un'elevata efficienza, a basso costo e insensibilità allo spazio. Scelta della tecnologia di rilevamento 05 soluzioni ad alta precisione e ad alto costo di solito utilizzano sensori di forza, mentre le soluzioni a basso costo preferiscono il controllo del ciclo corrente. Controllo del ciclo di corrente: la coppia è stimata in base alla corrente, con un errore di precisione di circa ± 10%ed è incompatibile con grandi riduttori del rapporto di riduzione. Soluzione del sensore di forza: precisione più elevata, compatibile con riduttori di rapporto di riduzione elevato, ma a un costo più elevato. Con lo sviluppo del settore, le soluzioni di controllo a basso costo preferiranno i loop attuali, mentre i robot di fascia alta utilizzeranno sensori di forza per migliorare l'accuratezza del controllo.
La scelta dei motori per le articolazioni dei robot umanoidi è in fase di evoluzione tecnologica. I motori di coppia senza cornice dominano ancora con il loro design maturo e l'elevata stabilità, mentre i motori del flusso assiale stanno gradualmente attirando l'attenzione a causa della loro alta densità di coppia e alta efficienza. Con i progressi tecnologici, i motori ibridi che combinano i vantaggi di entrambi possono apparire in futuro. Inoltre, la tecnologia delle articolazioni rotanti, le soluzioni di riduttore e le soluzioni di sensori vengono anche continuamente ottimizzate per guidare l'industria dei robot umanoidi verso prestazioni più elevate e una maggiore efficienza.