Humanoïde robotte het 'n blink pêrel geword op die gebied van kunsmatige intelligensie.
In onlangse jare het menslike robotte 'n blink pêrel geword op die gebied van kunsmatige intelligensie met hul wye toepassing in baie velde soos mediese sorg en diens. Om die ontwikkeling van die bedryf verder te bevorder, het plaaslike regerings beleide ingestel om ondersteuning vir menslike robotte en hul sleutelkomponente te verhoog. In die humanoïde robotbedryfsketting speel die holbekermotor 'n belangrike rol in die bewegingsbeheerstelsel van die humanoïde robot, soos die kernkomponent van die Tesla humanoïde robot se behendige hand is die holbekermotor, 'n enkele robotsamestelling 12 (6 elke regterhand). Hierdie referaat het ten doel om die tegniese kenmerke, markstatus en toekomstige vooruitsigte van holbekermotor deur middel van die navorsing te bespreek.
Wat is hol beker motor
1. Konsep en klassifikasie van motor
'n Elektriese motor is 'n toestel wat elektriese energie in meganiese energie omskakel. Dit gebruik 'n geaktiveerde spoel (dit wil sê die statorwikkeling) om 'n roterende magnetiese veld op te wek en word gebruik vir die rotor (soos 'n eekhoringhok geslote aluminium raam) om 'n magneto-elektriese rotasiewringkrag te vorm, wat is om die krag wat deur die stroomvloei in die magnetiese veld gegenereer word om te skakel in 'n roterende aksie. Die beginsel is om die magnetiese veld te gebruik om die stroom te dwing om die motor te laat draai.
Die basiese beginsel van die rotasie van die motor: om die permanente magneet met 'n roterende as, 1 draai die magneet (sodat die roterende magneetveld opgewek word), 2 volgens die beginsel van die N-pool en die S-pool heteropool-aantrekking, dieselfde poolafstoting, 3 die magneet met 'n roterende-as sal roteer.
In 'n motor is dit eintlik die stroom wat deur die draad vloei wat 'n roterende magneetveld (magnetiese krag) daarom skep wat die magneet laat draai. Wanneer die draad in 'n spoel gewikkel word, word die magnetiese krag gesintetiseer om 'n groot magnetiese veldvloed (magnetiese vloed) te vorm, wat die N- en S-pole tot gevolg het. Deur 'n ysterkern in 'n draadspoel te plaas, word die magnetiese veldlyne makliker om deur te gaan en kan dit 'n sterker magnetiese krag produseer.
Die struktuur van die motor bestaan hoofsaaklik uit twee dele: stator en rotor.
Stator: die stilstaande deel van die motor, waarvan die hoofstruktuur die magnetiese pool, wikkeling en bracket insluit. Die magnetiese pool is die deel van die motor wat die magnetiese veld genereer, wat gewoonlik uit 'n ysterkern en spoele saamgestel is. Die wikkeling is die spoel in die stator, gewoonlik saamgestel uit geleiers en isolasie, wie se rol is om 'n magnetiese veld op te wek wanneer 'n elektriese stroom daardeur gaan. Die bracket is die steunstruktuur van die stator, gewoonlik gemaak van aluminiumlegering en ander materiale, met goeie korrosiebestandheid en sterkte.
Rotor: Die roterende deel van 'n motor, waarvan die hoofstruktuur anker, laers en eindkappe insluit. Die anker is die spoel in die rotor, gewoonlik saamgestel uit geleiers en isolasie, wie se rol is om 'n magnetiese veld op te wek wanneer 'n elektriese stroom daardeur gaan. Laers is die ondersteuningstruktuur van die rotor, gewoonlik gemaak van staal of keramiek, met goeie slytasie- en korrosiebestandheid. Die einddeksel is die eindstruktuur van die motor, gewoonlik gemaak van aluminiumlegering en ander materiale, met goeie verseëling en sterkte.
2, hol koppie motoriese definisie en klassifikasie
In 1958 het Dr.FF aulhaber die skuinswikkelingspoeltegnologie ontwikkel en die relevante patent vir die holbekermotor in 1965 verkry, wat die koms van die holbekermotor aandui, en sy kreatiewe strukturele ontwerp laat die motor toe om beide kleiner grootte en groter doeltreffendheid te wees. Die holbekermotor behoort aan die GS permanente magneet servomotor, die motorstruktuur word in die volgende figuur getoon, hoofsaaklik saamgestel uit stator en rotor. Die stator bestaan uit silikonstaalplaat en spoelwikkeling, en die silikonstaalplaat sonder tandgroefstruktuur kan die tandgroef-effek vermy en die ysterverlies en wervelstroomverlies verminder. Die rotor bestaan uit 'n permanente magneet, 'n roterende as en sy vaste dele, en die motor gebruik 'n ring permanente magneet, wat maklik is om te verwerk en te installeer.
In vergelyking met gewone motors, is die grootste kenmerk van die rotor dat dit in struktuur deur die rotorstruktuur van die tradisionele motor breek, en 'n geenkernrotor gebruik, ook bekend as 'n holkoprotor. Die rotor is 'n hol bekervormige struktuur omring deur windings en magnete. In gewone motors is die rol van die ysterkern hoofsaaklik: 1) konsentreer en lei die magnetiese veld: die ysterkern is gemaak van 'n materiaal met 'n hoë magnetiese deurlaatbaarheid (soos silikonstaalplaat), wat die magnetiese vloed kan konsentreer en lei, en sodoende die magnetiese veldsterkte en doeltreffendheid van die motor verbeter; 2) Steunwikkeling: Die ysterkern bied 'n sterk ondersteuningstruktuur vir die wikkeling, wat verseker dat die wikkeling 'n stabiele vorm en posisie behou tydens die werking van die motor. In die holbekermotor word die dunwandige holsilinder as die rotor gebruik, en die holsilinder word direk binne die wikkeling gewikkel sonder bykomende kernsteun. Voordele van kernlose ontwerp: 1) Uitskakeling van werwelstroom- en histereseverliese: Die ysterkern in 'n gewone motor sal wervelstroom- en histereseverliese in 'n wisselende magneetveld produseer, wat die doeltreffendheid van die motor sal verminder. Die holbekermotor gebruik 'n kernlose rotor, wat hierdie verliese heeltemal uitskakel en sodoende die energie-omsettingsdoeltreffendheid van die motor verbeter. 2) Verminder gewig en traagheidsmoment: die kernvrye ontwerp verminder die gewig van die rotor aansienlik, wat die hele motor ligter maak. Terselfdertyd laat die vermindering van traagheidsmoment die motor 'n vinniger reaksiespoed en hoër versnelling hê, wat baie voordelig is vir toepassingscenario's wat vinnige begin en stop vereis.
Terselfdertyd kan die presisieontwerp van die holsilinderstruktuur en wikkeluitleg die magnetiese veldverspreiding binne die holbekermotor optimaliseer, die magnetiese lekkasie en energieverlies verminder en die doeltreffendheid en werkverrigting van die motor verder verbeter.
Die holbeker-motor kan volgens sy kommutasiemodus in twee soorte verdeel word: een is die holkoppie-borselmotor, wat die meganiese koolstofborsel-kommutasiemodus aanneem; Die ander is die borsellose motor met 'n hol koppie, wat die kwaskommutasie met elektroniese kommutasie vervang, wat die elektriese vonk- en tonerdeeltjies wat tydens die werking van die kwasmotor gegenereer word, vermy, wat die geraas verminder en die lewensduur van die motor verhoog. Uit die vergelyking van verskillende produkte van Mingzhi elektriese toestelle in die volgende figuur, kan gesien word dat daar geen behoefte aan 'n kwas in die borsellose hol beker motor is nie, maar die Hall sensor bespeur die rotor magneetveld sein, verander die meganiese omkering in 'n elektroniese sein omkering, en vereenvoudig die fisiese struktuur van die hol koppie motor verder.
3, hol koppie motor voordele
Die holbekermotor breek deur die rotorstruktuur van die tradisionele motor in struktuur, verminder die kragverlies wat veroorsaak word deur die vorming van wervelstroom in die ysterkern, en sy massa en traagheidsmoment word aansienlik verminder, waardeur die meganiese energieverlies van die rotor self verminder word. Samevattend, die holbekermotor het die voordele van hoë drywingsdigtheid, lang lewensduur, vinnige reaksie, hoë piekwringkrag, goeie hitteafvoer ensovoorts.
Hoë drywingsdigtheid: Die kragdigtheid van die holbekermotor is die verhouding van die uitsetkrag tot die gewig of volume. Wat gewig betref, is die nie-kernrotor ligter as die gewone kernrotor; Wat doeltreffendheid betref, elimineer die kernlose rotor wervelstroom en histereseverlies wat deur die kernlose rotor gegenereer word, verbeter die doeltreffendheid van die mikromotor en verseker hoë uitsetwringkrag en uitsetkrag. Die maksimum doeltreffendheid van die meeste holbeker-motors is meer as 80%, terwyl die maksimum doeltreffendheid van die meeste borsel-GS-motors oor die algemeen ongeveer 50% is. Laer gewig en hoër doeltreffendheid laat holbekermotors toe om hoër kragdigtheid te bereik. Daarom is die holbekermotor veral geskik vir battery-aangedrewe toepassings wat lang periodes van werking vereis, soos draagbare lugmonsterpompe, menslike robotte, bioniese hande, handgereedskap en ander toepassings.
Hoë wringkragdigtheid: die kernlose ontwerp verminder die gewig van die rotor en die traagheidsmoment, en die lae traagheidsmoment beteken dat die motor vinniger kan versnel en vertraag en sodoende meer wringkrag in 'n kort tyd kan genereer; Terselfdertyd maak die afwesigheid van 'n ysterkern die holbekermotor meer kompak, kleiner en in staat om hoër wringkraguitset in 'n beperkte ruimte te lewer.
Lang dienslewe: Die aantal omkeerstukke van die holbekermotor maak die stroomskommeling en die induktansie van die motor kleiner wanneer omkeer, wat die elektriese korrosie van die omkeerstelsel aansienlik verminder tydens die omkeerproses, om 'n langer lewe te hê. Volgens die data in die 'Application Research of Customized Management of holcup motors', is die lewensduur van geborselde GS-motors oor die algemeen net 'n paar honderd uur, en die lewensverwagting van holbekermotors is gewoonlik tussen 1000 en 3000 uur, wat langer betroubare werking kan bied.
Vinnige reaksiespoed: die tradisionele motor het 'n relatief groot traagheidsmoment as gevolg van die bestaan van die ysterkern, terwyl die holbekermotor kompak is, en die rotor 'n koppievormige selfondersteunende spoel is, dus is die gewig ligter, en sy kleiner traagheidsmoment maak ook dat die holbekermotor sensitiewe begin-stop-aanpassingseienskappe het. Volgens die 'Research Progress of holcup micro motor and coil', is die meganiese tydkonstante van die algemene kernmotor ongeveer 100ms, terwyl die meganiese tydkonstante van die holbekermotor minder as 28ms is, en sommige produkte selfs minder as 10ms is.
Hoë piek wringkrag: Die verhouding van piek wringkrag en deurlopende wringkrag van die hol beker motor is baie groot, want die proses van die stroom wat styg tot die piek wringkrag konstante is onveranderd, en die lineêre verhouding tussen die stroom en wringkrag kan maak dat die mikromotor 'n groot piek wringkrag produseer. Nadat die gewone GS-kernmotor versadiging bereik het, ongeag die stroom verhoog word, sal die wringkrag van die GS-motor nie toeneem nie.
Goeie hitteafvoer: die oppervlak van die holbekerrotor het lugvloei, beter as die hitteafvoerprestasie van die kernrotor, die geëmailleerde draad van die kernrotor is ingebed in die silikonstaalplaatgroef, die spoeloppervlaklugvloei is minder, die temperatuurstyging is groter, onder dieselfde kraguitsetmotor is die hol temperatuurkoppie GS-styging kleiner.
4, die tegniese pad van hol beker motor
Die sleutelstap in die vervaardiging van holbekermotors is die vervaardiging van spoel, so spoelontwerp en kronkelproses word sy kernversperrings. Die deursnee, aantal draaie en lineariteit van die draad beïnvloed die kernparameters van die motor direk. Die kernversperring van spoelwikkeling word direk in spoelontwerp weerspieël, omdat verskillende wikkeltipes verskille in outomatiseringstempo en koperverbruik het. Aan die ander kant word dit ook weerspieël in die wikkeltoerusting en wikkelmetode, en die vultempo van die hol bekergroef wat deur verskillende wikkelmasjinerie gewikkel word, is anders, wat lei tot verskillende yl, wat die motorverlies, hitte-afvoer, krag en so meer direk beïnvloed.
Spoelontwerp Hoek: Die wikkelontwerp van die holkoppiemotor kan verdeel word in reguit wikkeltipe, skuins wikkeltipe en saaltipe.
Reguit wikkeling: Die draad van die spoel is parallel aan die as van die motor en vorm 'n gekonsentreerde wikkelstruktuur. Die ontwerpidee van die reguit-gewikkelde spoel is om eers die gewone sirkelvormige geëmailleerde draad op die wikkelmatrys te wind volgens die vereiste van die aantal draaie, en dan die wikkeling op die kernas van die draad te verbind, en dan die bindmiddel aan albei kante te gebruik om te genees en te vorm. Relatief gesproke lewer die einde van die reguit wikkeling geen wringkrag nie, en verhoog die ankergewig en ankerweerstand.
Skuins wikkeling: ook bekend as heuningkoek wikkeling, die heuningkoek wikkel metode word gebruik, wat krane in die middel laat, om voortdurend te kan wikkel, is dit nodig om die effektiewe kant van die element en die anker-as in 'n sekere kantelhoek te maak. Die eindgrootte van hierdie wikkelmetode is klein, maar omdat die skuins wikkeling deurlopende wikkeling 'n sekere lynhoek vereis, oorvleuel die geëmailleerde draad, en die gleufvultempo is laag. In vergelyking met die reguit gewikkelde tipe, het die skuins kronkelanker geen eindwikkeling nie, wat die ankergewig verminder, en het die voordele van klein traagheidsmoment, klein tydkonstante, goeie sleepeienskappe en groot uitsetwringkrag. Faulhaber in Duitsland en Portescap in Switserland gebruik meestal skuins wikkeling.
Saaltipe: ook bekend as konsentriese of ruitvormige wikkeling, die metode om 'n gevormde spoel en dan bedrading te wikkel word gebruik, dit wil sê, die selfklevende geëmailleerde draad word op 'n spesiale vormwikkeling gewikkel, en die ankerbeker is gemaak van veelvuldige vormreëlings. Wanneer dit gewikkel word, word die twee lae spoele netjies en gevorm gerangskik, wat gerieflik is om die grootte van die ankerbeker na hervorming te beheer en die gleufvultempo te verbeter. Terselfdertyd het hierdie metode 'n hoë produksiedoeltreffendheid en is dit geskik vir massaproduksie. Die saal kronkelende anker-einde het minder oorvleuelende lae, klein luggaping en hoë benuttingskoers van permanente magneet, wat die kragdigtheid van die motor verbeter. Sommige produkte van Maxon in Switserland gebruik saaltipe wikkeling.
Wind proses oogpunt: Van die produksie tegnologie oogpunt, volgens die vorming metode van die spoel is hoofsaaklik verdeel in drie kategorieë: handwikkeling, kronkel en eenmalige vorming produksie.
1) Handmatige opwinding. Deur 'n reeks komplekse prosesse, insluitend peninvoeging, handwikkeling, handbedrading en ander stappe om te produseer. Dit is geskik vir produkte wat 'n hoë mate van aanpassing vereis, maar produksiedoeltreffendheid en produkstabiliteit is beperk.
2) Wikkelproduksietegnologie. Die wikkelingsproduksietegnologie is semi-outomatiese produksie, die geëmailleerde draad word eers opeenvolgend na die hoofas gewikkel met 'n diamantvormige deursnee, en dit word verwyder nadat die verlangde lengte bereik is, en dan platgedruk in 'n draadplaat, en uiteindelik word die draadplaat in 'n bekervormige spoel gewikkel. Volgens die produksieproses en toerusting vir die wikkeling van holbeker-armatuur, kan die volgende wikkelmasjien met 4 werkers gekonfigureer word om 'n jaarlikse uitset van 30 000 eenhede te bereik, maar die beperking van wikkeling is dat dit meer geskik is vir 20-30 mm hol beker deursnee, dit is moeilik om kleiner spoele met kraanspasiëring van minder as, 7 mm van minder as 1 mm te wikkel. Oor die algemeen is die produksiedoeltreffendheid van die wikkelproses relatief hoog, en dit kan aan die vereistes van mediumskaalse produksie voldoen. Die hoë manuele deelnamekoers daarvan lei egter daartoe dat die konsekwentheid van die finale produk dalk nie so goed is soos outomatiese produksie nie, en dit is moeilik om aan die kleiner grootte van die holbeker-spoelwikkeling te voldoen.
3) Een giet produksie tegnologie. Windmasjien deur outomatiseringstoerusting sal 'n geëmailleerde draad wees volgens die reël van 'n spil, spoel wat in 'n koppie gewikkel word na verwydering, een gietvorm, nie nodig om verskeie prosesse te rol en plat te maak nie, 'n hoë mate van outomatisering, sodat die produksiedoeltreffendheid en finale produkkonsekwentheid beter is; Maar die ooreenstemmende voorafbelegging in toerusting sal hoër wees.
Oorsese kronkelproses ontwikkel vroeg, die graad van outomatisering is hoër as huishoudelike. Die huishoudelike gebruik hoofsaaklik kronkelproduksie, die proses is meer ingewikkeld, die arbeidsintensiteit van werkers is groot, kan nie die spoel met 'n dikker draaddeursnee voltooi nie, en die afvaltempo is hoog. Buitelandse lande gebruik hoofsaaklik eenmalige wondproduksietegnologie, hoë mate van outomatisering, hoë produksiedoeltreffendheid, spoeldeursneereeks, goeie spoelkwaliteit, stywe rangskikking, motortipes, goeie werkverrigting.
Industriële kettingskakels en stroomaf toepassings
Die stroomop van die holbekermotor is grondstowwe en onderdele, grondstowwe sluit koper, staal, magnetiese staal, plastiek, ens. in, onderdele sluit laers, borsels, kommutators, ens. Die middelste dele van die industriële ketting is motorvervaardigers. Die stroomafwaarts van die industriële ketting is die toepassingseinde, en die holbekermotor het die kenmerke van hoë sensitiwiteit, stabiele werking en sterk beheer, wat voldoen aan die streng vereistes van die hoë-end veld van elektriese aandrywing, dus word dit hoofsaaklik gebruik in lugvaart, mediese toerusting, industriële outomatisering en robotika en ander hoë-end velde. Terselfdertyd word die holbekermotor ook geleidelik in die siviele veld toegepas, soos kantooroutomatisering, elektriese gereedskap en so meer.
'n Belowende holbeker-motor
Hol beker motor met sy unieke ontwerp sonder ysterkern, wat hoë spoed, hoë doeltreffendheid, hoë dinamiese reaksie en ander beduidende voordele toon, wyd gebruik in lugvaart, mediese toerusting en ander velde, in die humanoïde robot hand buigsaamheid het ook 'n beduidende impak. Alhoewel oorsese ondernemings soos Maxon en Faulhaber tans die eerste-beweeg-voordeel het, met die voortdurende verbetering van die tegniese vlak van binnelandse vervaardigers en die vinnige ontwikkeling van die humanoïde robotmark, sal huishoudelike holbekermotors nuwe ontwikkelingsgeleenthede inlei.
