Kromě plynulejšího ovládání pozice při chůzi zaujme Teslova druhá generace humanoidního robota Optimus svou schopností bez námahy a přesně zvedat a pokládat vajíčka. Bezproblémové a stabilní uchopení demonstruje vytříbené ruční ovládání robota.
Šikovná ruka humanoidního robota je specializovaný koncový efektor navržený na základě lidské kineziologie, zcela odlišný od koncových efektorů běžných průmyslových robotů. Běžné průmyslové robotické koncové efektory mohou provádět pouze specifické úkoly, jako je uchopení nebo svařování, zatímco šikovná ruka podporovaná mnoha senzory a stupni volnosti může napodobovat funkce lidské ruky. S rostoucím trendem na trhu humanoidních robotů si motorky s dutým pohárem v těchto šikovných rukou také získaly značnou pozornost.
Základní Motory s dutým pohárem pro humanoidní roboty
Koncovým efektorem robota se rozumí jakýkoli nástroj připojený k okraji (kloub) robota, který má specifické funkce, které robot potřebuje k dokončení úkolů. Koncový efektor určuje zatížení robota a provozní přesnost. Tradiční průmyslové robotické koncové efektory, založené na aplikačních požadavcích, mohou obecně provádět pouze jednotypové úkoly, jako je uchopení, zvedání nebo svařování. Jejich všestrannost je omezená, hodí se pouze pro konkrétní nebo velmi málo podobných scénářů, daleko od flexibility lidských rukou.
Jako koncový efektor pro humanoidní roboty šikovná ruka mapuje funkce lidské ruky, což umožňuje snazší použití různých nástrojů a nástrojů, které se vyskytují v každodenním životě. Bez šikovné ruky lze humanoidního robota jen stěží považovat za skutečně inteligentního. V úvodním videu Optimus 2.0 jej Tesla vybavila citlivější šikovnou rukou s jedenácti stupni volnosti.
Stupně volnosti robota odrážejí jeho flexibilitu pohybu, jeho schopnost zvládat různé úkoly a jeho maximální provozní výkon. Obecně lze říci, že čím více stupňů volnosti, tím více se robot blíží funkcím lidské ruky, zvyšuje se všestrannost, ale také složitost ovládání. Průmyslové roboty obvykle nepřesahují šest stupňů volnosti, přičemž většina má pouze tři až čtyři.
Koncový efektor Optimus 2.0 se může pochlubit jedenácti stupni volnosti. Více stupňů volnosti znamená složitější konstrukci a vyšší nároky na motor. Protože je prostor pro ruce omezený, musí být použité motory kompaktní. Rychlá odezva, přesný start-stop, vysoký točivý moment a malé rozměry jsou zásadní pro motory ovládající šikovnou ruku.
Jako zástupce malých, vysoce přesných motorů hraje dutý pohárkový motorek v šikovné ruce nezastupitelnou roli. Dutý hrncový motor je speciální typ stejnosměrného servomotoru s permanentními magnety s bezjádrovou strukturou, dostupný v bezkomutátorové i kartáčované verzi. Konstrukce bez jádra eliminuje energetické ztráty způsobené jádrem, snižuje hmotnost a ztráty mechanické energie, čímž je dosaženo extrémně vysoké účinnosti.
Navíc se sníženou setrvačností hmoty může motor s dutou miskou dosáhnout dynamické jízdy v extrémně krátké mechanické časové konstantě v kombinaci s vysokým točivým momentem. Tyto vlastnosti dokonale odpovídají potřebám humanoidních robotů.
### Zrychlený vývoj dutých pohárových motorů poháněných humanoidními roboty
Podle odhadů NTCysd byla velikost globálního trhu s dutými hrncovými motory v roce 2022 700 milionů dolarů a očekává se, že do roku 2028 dosáhne 1,2 miliardy dolarů. Tato prognóza nezohledňuje potenciální nárůst poptávky ze strany humanoidních robotů. V Optimus 2.0 Tesla používá šest motorů s dutým pohárem k dosažení jedenácti stupňů volnosti s jednotkovou cenou 150–300 USD za motor. Na základě tohoto objemu budoucí vývoj humanoidních robotů významně rozšíří velikost trhu motorů s dutými pohárky pouze v sektoru humanoidních robotů.
V současné době vedou v této oblasti společnosti jako Maxon, Faulhaber a Portescap, které začaly na trhu motorů s dutými pohárky již brzy. V Číně je několik výrobců motorů také schopno poskytovat nebo plánovat výrobu vysoce výkonných dutých pohárkových motorů, aby uspokojili obrovskou budoucí poptávku na tomto trhu s modrým oceánem.
S postupným zaváděním humanoidních robotů, jako je Optimus, na konečném trhu nepochybně výrazně vzroste poptávka po motorech s dutou miskou.
### Rychlý vývoj vysoce výkonných mikromotorů odrážejících se v motorech s dutým pohárem
Motory s dutou miskou jsou typem stejnosměrného motoru, motoru s permanentním magnetem a servomotoru a lze je také klasifikovat jako mikromotory. Mikromotory obecně označují elektromechanické produkty s výkonem v rozsahu od stovek miliwattů do stovek wattů, s průměrem rámu nepřesahujícím 160 mm nebo výškou středu nepřesahující 90 mm.
Dříve se na semináři Advanced Motor Control Technology Seminar objevily zprávy o mikromotorech, které zdůrazňovaly, že celá oblast mikromotorů, poháněná poptávkou na trhu, zažívá rychlý růst, zejména vysoce výkonné mikromotory s malými rozměry a vysokým točivým momentem. Motor s dutým pohárem je jen jedním příkladem tohoto trendu.
Podle analytické zprávy společnosti Grand View Research činila velikost globálního trhu s mikromotory v roce 2022 40,07 miliardy USD. Požadavek na miniaturizaci za účelem dosažení kompaktního a vysoce výkonného zařízení pohání rychlý vývoj v oblasti mikromotorů s očekávanou složenou roční mírou růstu 6,2 % v příštích pěti letech.
Kromě humanoidních robotů automobilový sektor zvyšuje poptávku po vysoce výkonných mikromotorech. Automobilový sektor byl největším trhem s mikromotory v roce 2022. Různé systémy v autě, včetně dveřních zámků, zpětných zrcátek, oken, elektrických sedadel, chladicích ventilátorů, vodních čerpadel, stěračů, střešních oken, spojek, kondenzátorů a volantů, všechny vyžadují menší a lehčí motory.
Vysoce výkonné automobilové mikromotory poskytují přesný a spolehlivý pohon v malé velikosti, dosahují efektivnějšího řízení pohybu, zajišťují výkon vozidla, bezpečnost a pohodlí při zachování vysoké energetické účinnosti. Kromě toho se také zvyšuje používání vysoce výkonných mikromotorů v bezpečnostních systémech, jako jsou protiblokovací brzdové systémy.
Vysoký výkon mikromotory , jejichž příkladem jsou motory s dutou miskou, umožňují dosáhnout vynikajícího výkonu motoru v menším rámu. V budoucnu najdou nejen motory s dutou nádobou, ale také vysoce výkonné mikromotory s malými rozměry, rychlou odezvou, přesným start-stop a vysokým točivým momentem více aplikací napříč různými průmyslovými odvětvími, což představuje důležitý směr pro vývoj motorů.
