Humanoïde robotte het 'n blink pêrel geword op die gebied van kunsmatige intelligensie.
In onlangse jare het humanoïde robotte 'n blink pêrel geword op die gebied van kunsmatige intelligensie met hul wye toepassing op baie velde soos mediese sorg en diens. Ten einde die ontwikkeling van die bedryf verder te bevorder, het plaaslike regerings beleid ingestel om die ondersteuning vir humanoïde robotte en hul belangrikste komponente te verhoog. In die Humanoid Robot -industrie -ketting speel die Hollow Cup -motor 'n belangrike rol in die bewegingsbeheerstelsel van die humanoïde robot, soos die kernkomponent van die Tesla Humanoid Robot Dexterous Hand is die Hollow Cup -motor, 'n enkele robotbyeenkoms 12 (6 elke regterhand). Hierdie artikel het ten doel om die tegniese eienskappe, markstatus en toekomsvooruitsigte van Hollow Cup Motor deur die navorsing te bespreek.
Wat is Hollow Cup -motor
1. Konsep en klassifikasie van motor
'N Elektriese motor is 'n toestel wat elektriese energie in meganiese energie omskakel. Dit gebruik 'n energieke spoel (dit wil sê die statorwikkeling) om 'n roterende magnetiese veld op te wek en word gebruik vir die rotor (soos 'n eekhoring-hok-geslote aluminiumraam) om 'n magneto-elektriese draaimoment te vorm, wat die krag wat deur die stroomvloei in die magnetiese veld gegenereer word, omskep word. Die beginsel is om die magneetveld te gebruik om die stroom te dwing om die motor te laat draai.
Die basiese beginsel van die rotasie van die motor: rondom die permanente magneet met 'n roterende as, draai 1 die magneet (sodat die roterende magnetiese veld opgewek word), 2 volgens die beginsel van die N -paal en die S -paal heteropool aantrekkingskrag, dieselfde paalafstoting, 3 Die magneet met 'n roterende as sal draai.
In 'n motor is dit eintlik die stroom wat deur die draad vloei wat 'n roterende magnetiese veld (magnetiese krag) daar rondom skep wat veroorsaak dat die magneet draai. As die draad in 'n spoel gewikkel word, word die magnetiese krag gesintetiseer om 'n groot magnetiese veldvloei (magnetiese vloed) te vorm, wat lei tot die N- en S -pale. Deur 'n ysterkern in 'n draadspoel in te sit, word die magneetveldlyne makliker om deur te gaan en kan dit 'n sterker magnetiese krag lewer.
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 paal, wikkeling en hakie insluit. Die magnetiese paal is die deel van die motor wat die magneetveld genereer, wat gewoonlik bestaan uit 'n ysterkern en spoele. Die wikkeling is die spoel in die stator, gewoonlik saamgestel uit geleiers en isolasie, waarvan die rol is om 'n magneetveld op te wek as 'n elektriese stroom daardeur gaan. Die hakie is die ondersteuningstruktuur van die stator, gewoonlik gemaak van aluminiumlegering en ander materiale, met goeie korrosieweerstand 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, waarvan die rol is om 'n magneetveld op te wek wanneer 'n elektriese stroom daardeur gaan. Laers is die ondersteuningstruktuur van die rotor, gewoonlik van staal of keramiek, met goeie slytasie en korrosieweerstand. Die eindbedekking is die eindstruktuur van die motor, gewoonlik van aluminiumlegering en ander materiale, met goeie verseëling en krag.
2, Hollow Cup Motor Definisie en klassifikasie
In 1958 het Dr.FF Aulhaber die hellende kraan -tegnologie ontwikkel en die betrokke patent vir die Hollow Cup -motor in 1965 verkry, met die koms van die Hollow Cup -motor, en die kreatiewe strukturele ontwerp laat die motor kleiner en groter doeltreffendheid hê. Die hol koppie -motor behoort tot die DC -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 die verlies van die stroomverlies verminder. Die rotor bestaan uit 'n permanente magneet, 'n roterende as en sy vaste onderdele, 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 deur die rotorstruktuur van die tradisionele motor in struktuur breek, en gebruik 'n rotor sonder 'n hol koppie. Die rotor is 'n hol koppievormige struktuur omring deur wikkeling en magnete. In gewone motors is die rol van die ysterkern hoofsaaklik: 1) konsentraat en lei die magneetveld: die ysterkern is gemaak van 'n materiaal met 'n hoë magnetiese deurlaatbaarheid (soos silikonstaalplaat), wat die magnetiese vloed kan konsentreer, en sodoende die magneetveldsterkte en doeltreffendheid van die motor kan verbeter; 2) Ondersteuning wikkeling: Die ysterkern bied 'n sterk ondersteuningstruktuur vir die wikkeling, wat verseker dat die wikkeling 'n stabiele vorm en posisie handhaaf tydens die werking van die motor. In die hol koppie motor word die dunwandige hol silinder as die rotor gebruik, en die hol silinder word direk binne die wikkeling gewikkel sonder ekstra kernsteun. Voordele van die korlose ontwerp: 1) Uitskakeling van rommelstroom- en histerese -verliese: die ysterkern in 'n gewone motor sal 'n rommelstroom en histerese verliese lewer in 'n wisselende magnetiese veld, wat die doeltreffendheid van die motor sal verminder. Die Hollow Cup -motor gebruik 'n korlose rotor, wat hierdie verliese heeltemal uitskakel en sodoende die energie -omskakelingsdoeltreffendheid 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 die traagheidsmoment die motor 'n vinniger reaksiesnelheid en hoër versnelling hê, wat baie voordelig is vir toepassingscenario's wat vinnig begin en stop.
Terselfdertyd kan die presisieontwerp van die hol silinderstruktuur en die uitleg van die wikkeling die magnetiese veldverspreiding binne die hol koppie -motor optimaliseer, die magnetiese lekkasie en energieverlies verminder en die doeltreffendheid en werkverrigting van die motor verder verbeter.
Die Hollow Cup -motor kan volgens die pendelmodus in twee soorte verdeel word: een is die hol koppie kwasmotor, wat die meganiese koolstofborsel -pendelmodus aanneem; Die ander is die holbeker -borsellose motor, wat die kwas -pendel vervang met elektroniese pendel, en vermy die elektriese vonk- en tonerdeeltjies wat tydens die werking van die kwasmotor opgewek word, 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 daar gesien word dat daar nie 'n kwas in die borsellose hol koppie -motor nodig is nie, maar die Hall -sensor bespeur die rotor -magnetiese veldsein, omskep die meganiese omkeer in 'n elektroniese sein -omkeer, en vereenvoudig die fisiese struktuur van die hol bekermotor.
3, Hollow Cup Motorvoordele
Die hol koppie -motor breek deur die rotorstruktuur van die tradisionele motor in struktuur, verminder die kragverlies wat veroorsaak word deur die vorming van rommelstroom in die ysterkern, en die massa en traagheidsmoment word aansienlik verminder, waardeur die meganiese energieverlies van die rotor self verminder word. Samevattend het die Hollow Cup -motor die voordele van hoë drywingsdigtheid, lang lewensduur, vinnige reaksie, hoë piek wringkrag, goeie hitteverspreiding en so aan.
Hoë drywingsdigtheid: Die kragdigtheid van die hol bekermotor is die verhouding van die uitsetkrag tot die gewig of volume. Wat die gewig betref, is die nie-kernrotor ligter as die gewone kernrotor; Wat die doeltreffendheid betref, elimineer die coreeless rotor die verlies van die stroomstroom en histerese wat deur die korelose rotor gegenereer word, verbeter die doeltreffendheid van die mikromotor, en verseker dit 'n hoë uitsetkrag en uitsetkrag. Die maksimum doeltreffendheid van die meeste hol kopmotors is meer as 80%, terwyl die maksimum doeltreffendheid van die meeste borsel -DC -motors oor die algemeen ongeveer 50%is. Laer gewig en hoër doeltreffendheid laat hol kopmotors toe om hoër drywingsdigtheid te bereik. Daarom is die Hollow Cup-motor veral geskik vir batterye-aangedrewe toepassings wat lang periodes van werking benodig, soos draagbare lugmonsterpompe, humanoïde robotte, bioniese hande, handwerkinstrumente en ander toepassings.
Hoë wringkragdigtheid: die korlose 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 in 'n kort tyd meer wringkrag kan genereer; Terselfdertyd maak die afwesigheid van 'n ysterkern die hol koppie motor meer kompak, kleiner en in staat om hoër wringkraguitset in 'n beperkte ruimte te lewer.
Lang dienslewe: Die aantal omkeerstukke van die hol koppie motor maak die huidige fluktuasie en die induktansie van die motor kleiner wanneer dit omgekeer word, en verminder die elektriese korrosie van die omkeerstelsel tydens die omkeerproses aansienlik om 'n langer lewe te hê. Volgens die gegewens in die 'Toepassingsnavorsing van aangepaste bestuur van Hollow Cup Motors ', is die lewensduur van geborselde DC -motors oor die algemeen slegs 'n paar honderd uur, en die lewensverwagting van Hollow Cup Motors is gewoonlik tussen 1000 en 3000 uur, wat langer betroubare werking kan lewer.
Vinnige reaksiesnelheid: Die tradisionele motor het 'n relatiewe groot traagheidsmoment vanweë die bestaan van die ysterkern, terwyl die hol koppie motor kompak is, en die rotor is 'n koppievormige selfondersteunende spoel, so die gewig is ligter, en die kleiner oomblik van traagheid maak ook die hol kopie-motor 'n sensitiewe aanpassing van die aanpassing van die stop. Volgens die 'navorsingsvordering van die hol koppie mikro -motor en spoel ', is die meganiese tydkonstante van die algemene kernmotor ongeveer 100 m, terwyl die meganiese tydkonstante van die hol bekermotor minder as 28 m is, en sommige produkte is selfs minder as 10 m.
Hoë piek wringkrag: Die verhouding van die piekwringkrag en die deurlopende wringkrag van die hol koppie -motor is baie groot, omdat die proses van die stroom wat tot die piek -wringkrag konstant styg, onveranderd is, en die lineêre verhouding tussen die stroom en die wringkrag die mikromotor 'n groot piek wringkrag kan maak. Nadat die gewone kern -GS -motor versadiging bereik, ongeag die stroom verhoog word, sal die wringkrag van die GS -motor nie toeneem nie.
Goeie hitte -dissipasie: Die oppervlak van die hol koppie rotor het lugvloei, beter as die hitteverliesprestasie van die kernrotor, die geëmailleerde draad van die kernrotor is ingebed in die silikonstaalplaatgroef, die lugvloei van die spoeloppervlak is minder, die temperatuurstyging is groter, onder dieselfde kraguitsettoestande, die temperatuurstygings van die Hollow Cup DC -motor is kleiner.
4, die tegniese pad van die Hollow Cup -motor
Die belangrikste stap in die vervaardiging van Hollow Cup -motor is die produksie van spoel, dus word spoelontwerp en die wikkeling van die kernhindernisse. Die deursnee, aantal draaie en lineariteit van die draad beïnvloed direk die kernparameters van die motor. Die kernversperring van spoelwinding word direk weerspieël in spoelontwerp, omdat verskillende wikkelingstipes verskille in outomatiseringstempo en koperverbruik het. Aan die ander kant word dit ook weerspieël in die kronkelende toerusting en kronkelingsmetode, en die vultempo van die hol koppie groefwond deur verskillende kronkelende masjinerie is anders, wat lei tot verskillende yl, wat die motorverlies, hitte -verspreiding, krag en so meer beïnvloed.
Spoelontwerphoek: Die kronkelende ontwerp van die hol koppie -motor kan in reguit kronkelende tipe, skuins kronkeltipe en saaltipe verdeel word.
Reguit wikkeling: Die draad van die spoel is parallel aan die as van die motor, wat 'n gekonsentreerde kronkelstruktuur vorm. Die ontwerpidee van die reguitwondspoel is om eers die gewone sirkelvormige geëmailleerde draad op die kronkelende matrijs te wind volgens die vereiste van die aantal draaie, en dan die wikkeling aan die kernas van die draad koppel, en dan die bindmiddel aan albei ente te gebruik om te genees en te vorm. Die einde van die reguit wikkeling lewer relatief gesproke geen wringkrag nie, en verhoog die ankergewig en ankerweerstand.
Skuins wikkeling: Die heuningkoekwindingsmetode word ook bekend as heuningkoek -wikkeling gebruik, wat krane in die middel laat, om voortdurend te kan wind, is dit nodig om die effektiewe kant van die element en die anker -as in 'n sekere kantelhoek te maak. Die eindgrootte van hierdie kronkelingsmetode is klein, maar omdat die skuins kronkelende wikkeling 'n sekere lynhoek benodig, oorvleuel die geëmailleerde draad en die vullingsnelheid van die gleuf is laag. In vergelyking met die reguit wondtipe, het die skuins kronkelende anker geen einde aan die einde nie, verminder die ankergewig, en het die voordele van 'n klein traagheidsmoment, klein tydkonstante, goeie sleep -eienskappe en groot uitset -wringkrag. Faulhaber in Duitsland en Portescap in Switzerland gebruik meestal hellende wikkeling.
Saddle-tipe: ook bekend as konsentries of rhomboid-wikkeling, die metode om 'n gevormde spoel te kronkel en dan word bedrading gebruik, dit wil sê, die selfklevende geëmailleerde draad word gewond op 'n spesiale vormende wikkeling, en die ankerbeker is gemaak van veelvuldige vormings. As dit kronkel, is die twee lae spoele netjies en gevorm, wat gerieflik is om die grootte van die ankerbeker te beheer na die hervorming en die vulling van die gleuf. Terselfdertyd het hierdie metode 'n hoë produksiedoeltreffendheid en is dit geskik vir massaproduksie. Die saalwikkelende anker -einde het minder oorvleuelende lae, klein luggaping en 'n hoë gebruik van permanente magneet, wat die kragdigtheid van die motor verbeter. Sommige produkte van Maxon in Switserland gebruik saal-tipe wikkeling.
Die oogpunt van die wikkeling: Vanuit die produksietegnologie-oogpunt is volgens die vormingsmetode van die spoel hoofsaaklik in drie kategorieë verdeel: handmatige wikkeling, wikkeling en eenmalige vormende produksie.
1) Handmatige wikkeling. Deur middel van 'n reeks ingewikkelde prosesse, insluitend invoeging van penne, handmatige wikkeling, handmatige bedrading en ander stappe om te produseer. Dit is geskik vir produkte wat 'n hoë mate van aanpassing benodig, maar produksiedoeltreffendheid en produkstabiliteit is beperk.
2) Wikkelproduksietegnologie. Die kronkelende produksietegnologie is semi-outomatiese produksie, die geëmailleerde draad word eers opeenvolgend aan die hoofas gewikkel met 'n diamantvormige dwarssnit, en dit word verwyder nadat die vereiste lengte bereik is, en dan in 'n draadplaat afgeplat word, en uiteindelik word die draadplaat in 'n koppievormige spoel gewikkel. Volgens die 'kronkelende holbeker-ankerproduksieproses en -toerusting ' -proses, kan die volgende kronkelmasjien met 4 werkers gekonfigureer word om 'n jaarlikse uitset van 30.000 eenhede te behaal, maar die beperking van die wikkeling is dat dit moeiliker is om kleiner spoele met 'n kleiner spasies met 'n tap-spasie minder as 7MM te bewerkstellig. In die algemeen is die produksiedoeltreffendheid van die kronkelingsproses relatief hoog, en kan dit aan die vereistes van mediumskaalse produksie voldoen. Die hoë handmatige deelname -koers lei egter tot die konsekwentheid van die finale produk, miskien nie so goed soos outomatiese produksie nie, en dit is moeilik om aan die kleiner grootte van die hol bekerspoelwikkeling te voldoen.
3) Een vorm van produksietegnologie. Windmasjien deur outomatiseringstoerusting sal 'n geëmailleerde draad wees volgens die reël van 'n spil, spoel wat na die verwydering in 'n koppie kronkel, een vorm, nie nodig om veelvuldige prosesse te rol nie, 'n hoë mate van outomatisering, dus is die produksiedoeltreffendheid en die konsekwentheid van die finale produk beter; Maar die ooreenstemmende belegging in vooraf toerusting sal hoër wees.
Die oorsese kronkelproses het vroeg ontwikkel, die mate van outomatisering is hoër as binnelandse. Die binnelandse neem hoofsaaklik kronkelproduksie aan, die proses is ingewikkelder, die arbeidsintensiteit van werkers is groot, kan nie die spoel met 'n dikker draaddiameter voltooi nie, en die skroottempo is hoog. Die buiteland gebruik hoofsaaklik eenmalige wondproduksietegnologie, 'n hoë mate van outomatisering, hoë produksiedoeltreffendheid, spoeldiameterreeks, goeie spoelkwaliteit, noue rangskikking, motorstipes, goeie werkverrigting.
Industriële kettingskakels en stroomaf toepassings
Die stroomop van die hol koppie motor is grondstowwe en onderdele, grondstowwe sluit in koper, staal, magnetiese staal, plastiek, ens., Onderdele bevat laers, borsels, kommutators, ens. Die middelste bereik van die industriële ketting is motorvervaardigers. Die stroomaf van die nywerheidsketting is die toepassingsind, en die Hollow Cup-motor het die kenmerke van hoë sensitiwiteit, stabiele werking en sterk beheer, wat aan die streng vereistes van die hoë-end-veld van elektriese dryf voldoen, en dit word hoofsaaklik in lugvaart, mediese toerusting, industriële outomatisering en robotika en ander hoogtepunte gebruik. Terselfdertyd word die Hollow Cup -motor ook geleidelik in die siviele veld toegepas, soos kantoor -outomatisering, kraggereedskap en so aan.
'N belowende hol koppie motor
Hollow Cup -motor met sy unieke ontwerp sonder ysterkern, wat hoë snelheid, hoë doeltreffendheid, hoë dinamiese respons en ander belangrike voordele toon, wat wyd gebruik word in lug- en ruimtevaart, mediese toerusting en ander velde, in die humanoïde robothandhandbuigsaamheid het ook 'n beduidende impak. Alhoewel oorsese ondernemings soos Maxon en Faulhaber tans die eerste voordeel het, met die voortdurende verbetering van die tegniese vlak van binnelandse vervaardigers en die vinnige ontwikkeling van die Humanoid Robot-mark, sal binnelandse Hollow Cup-motors nuwe ontwikkelingsgeleenthede inlei.
