O controle de movimento das articulações do robô humanóide requer soluções motoras de alto torque, alta precisão e alta eficiência. A escolha convencional no mercado é o motor de torque sem moldura, que possui uma tecnologia relativamente madura e pode atender aos altos requisitos de torque das juntas do robô.
No entanto, como uma solução emergente, o motor de fluxo axial atraiu gradualmente a atenção da indústria devido à sua alta densidade de torque.
Na cadeia da indústria de robôs humanóides, o OEM tem a "definição correta" das articulações, que se manifesta especificamente ao dominar três pontos: grau de liberdade de robô humanóide: determine o número de articulações e sua amplitude de movimento de movimento humanoide Robot Solution Projeto: selecione o modo de acionamento apropriado e o tipo de layout da junta do tipo de motor: otimize o desempenho do movimento do robô do robô.
Com base no efeito da escala e na divisão especializada do trabalho, a possibilidade de OEMs para realizar integração vertical completa é baixa e "design independente, produção terceirizada" será um modelo de cooperação mais provável. Motor de torque sem moldura: Uma solução convencional madura 02 Motor de torque sem moldura é um motor de tração direta sem o alojamento, os rolamentos e o codificador, que é especialmente projetado para integração nas juntas do robô ou em outras estruturas mecânicas. Saída de alta torque: ao otimizar o projeto do circuito magnético, a capacidade de torque é aprimorada, o que é adequado para juntas que requerem alto torque. Estrutura compacta e personalização: fácil de integrar nas juntas de robô de diferentes tamanhos e formas. Velocidade de resposta rápida e nenhum efeito de engrenagem: melhore a suavidade e a precisão do movimento do robô.
No entanto, devido à demanda limitada do mercado no passado, a cadeia industrial de motores de torque sem moldura não foi totalmente desenvolvida, resultando em altos custos e promoção limitada do mercado. No entanto, com o rápido desenvolvimento da indústria de robôs humanóides, a escala de produção de motores de torque sem moldura está se expandindo e os custos de fabricação devem diminuir. Motor de fluxo axial: Uma opção emergente de densidade de torque de alta torque 03 em comparação com o motor de fluxo radial tradicional, o motor de fluxo axial pode fornecer maior densidade de torque devido ao seu projeto exclusivo de circuito magnético. Maior densidade de torque: em comparação com o motor do fluxo radial, a densidade de torque do motor de fluxo axial pode ser aumentada em 30%, o que é de grande significado para o projeto compacto das articulações do robô humanóide. Comprimento axial mais curto: ajuda a reduzir o volume de juntas de robô e melhorar a flexibilidade da estrutura geral. Alta eficiência: Em cenários de aplicação de alta densidade de potência, o desempenho da eficiência energética do motor de fluxo axial é melhor. Embora os motores de fluxo axial tenham muitas vantagens, ainda existem algumas limitações na dissipação de calor:
1. Devido à estrutura compacta do motor, o caminho de condução de calor entre o estator e o rotor é curto e o projeto de dissipação de calor precisa ser otimizado.
2. Processo de fabricação complexo: A produção de motores de fluxo axial envolve processos de usinagem e montagem de precisão e a dificuldade de fabricação é relativamente alta.
3. A cadeia industrial ainda não está madura: a atual cadeia de suprimentos de motores de fluxo axial é relativamente limitada e a produção em larga escala ainda precisa de tempo.
As tendências de mercado e as perspectivas de desenvolvimento 04 Soluções conjuntas rotativas atualmente incluem três categorias: unidades rígidas, unidades de elástico e unidades de acionamento quase-diretas. Entre eles, as juntas elásticas são relativamente menos utilizadas devido aos seus complexos algoritmos de controle e altos custos de hardware. Solução da articulação rígida: Uma grande taxa de redução redutora pode ser usada para proporcionar maior torque e maior precisão, mas é adicionado um sensor de força, o que é mais caro e tem baixa resistência ao impacto. Solução de acionamento quase direto: o torque pode ser controlado através do loop atual, eliminando o redutor de grande taxa de redução, mas o torque de saída é pequeno. Foi usado pela primeira vez em robôs quadrúpedes. Nos últimos anos, com o avanço da tecnologia, tem sido amplamente utilizado em robôs humanóides. Além disso, os redutores dos robôs humanóides usam principalmente redutores harmônicos e planetários: os redutores harmônicos são adequados para articulações que enfatizam alto torque, alta precisão e espaço pequeno; Redutores planetários são mais adequados para ocasiões que requerem alta eficiência, baixo custo e insensibilidade espacial. Escolha da tecnologia de detecção 05 Soluções de alta precisão e alto custo geralmente usam sensores de força, enquanto as soluções de baixo custo preferem o controle de loop atual. Controle de loop atual: O torque é estimado pela corrente, com um erro de precisão de cerca de ± 10%, e é incompatível com a grande taxa de redução redutores. Solução do sensor de força: maior precisão, compatível com grandes reduções de taxa de redução, mas maior custo. Com o desenvolvimento da indústria, as soluções de controle de baixo custo preferem loops atuais, enquanto os robôs de ponta usarão sensores de força para melhorar a precisão do controle.
A escolha dos motores para as articulações de robôs humanóides está passando por evolução tecnológica. Os motores de torque sem moldura ainda dominam com seu design maduro e alta estabilidade, enquanto os motores de fluxo axial estão gradualmente ganhando atenção devido à sua alta densidade de torque e alta eficiência. Com os avanços tecnológicos, motores híbridos que combinam as vantagens de ambos podem aparecer no futuro. Além disso, a tecnologia da articulação rotativa, as soluções de redutor e as soluções sensoras também estão sendo otimizadas continuamente para impulsionar a indústria de robôs humanóides a maior desempenho e maior eficiência.