Εκτός από τον ομαλότερο έλεγχο στάσης με τα πόδια, το ανθρωποειδές ρομπότ της Tesla, Optimus, εντυπωσιάζει με την ικανότητά του να αναφέρει αβίαστα και με ακρίβεια και να τοποθετεί αυγά. Η απρόσκοπτη και σταθερή πιάσιμο καταδεικνύει τις εκλεπτυσμένες δυνατότητες ελέγχου των χεριών του ρομπότ.
Το επιδεξιό χέρι ενός ανθρωποειδούς ρομπότ είναι ένας εξειδικευμένος τελικός τελεστής που σχεδιάστηκε με βάση την ανθρώπινη κινησιολογία, εντελώς διαφορετική από τους τελικούς τελεστές των συνηθισμένων βιομηχανικών ρομπότ. Οι τακτικοί βιομηχανικοί ρομπότ, οι τελικοί τελεστές μπορούν να εκτελούν μόνο συγκεκριμένες εργασίες όπως η συγκόλληση ή η συγκόλληση, ενώ το επιδεξιό χέρι, υποστηριζόμενο από πολλαπλούς αισθητήρες και βαθμούς ελευθερίας, μπορεί να μιμείται τις λειτουργίες του ανθρώπινου χεριού. Με την αυξανόμενη τάση στην αγορά ανθρωποειδών ρομπότ, οι κινητήρες κοίλων κυπέλλων σε αυτά τα επιδεικτικά χέρια έχουν επίσης συγκεντρώσει σημαντική προσοχή.
Ουσιώδης Κύπελλα κοίλου για ανθρωποειδή ρομπότ
Ο τελικός τελεστής ενός ρομπότ αναφέρεται σε οποιοδήποτε εργαλείο που συνδέεται με την άκρη (άρθρωση) ενός ρομπότ που έχει συγκεκριμένες λειτουργίες, απαραίτητο για το ρομπότ να ολοκληρώσει τα καθήκοντα. Ο τελικός τελεστής καθορίζει το φορτίο και την λειτουργική ακρίβεια του ρομπότ. Οι παραδοσιακοί βιομηχανικοί ρομπότ τελικών τελεστών, με βάση τις απαιτήσεις εφαρμογής, μπορούν γενικά να εκτελούν μόνο εργασίες ενός τύπου, όπως πιάσιμο, ανύψωση ή συγκόλληση. Η ευελιξία τους είναι περιορισμένη, κατάλληλη μόνο για συγκεκριμένα ή πολύ λίγα παρόμοια σενάρια, μακριά από την ευελιξία των ανθρώπινων χεριών.
Ως τελικό τελεστή για τα ανθρωποειδή ρομπότ, οι ικανοποιητικές χειροποίητες λειτουργίες ανθρώπινων χεριών, επιτρέποντας ευκολότερη χρήση διαφόρων εργαλείων και οργάνων που βρίσκονται στην καθημερινή ζωή. Χωρίς ένα επιδεξιό χέρι, ένα ανθρωποειδές ρομπότ δεν μπορεί να θεωρηθεί πραγματικά έξυπνο. Στο εισαγωγικό βίντεο του Optimus 2.0, ο Tesla εξοπλίστηκε με ένα πιο ευαίσθητο επιδεξιό χέρι με έντεκα βαθμούς ελευθερίας.
Οι βαθμοί ελευθερίας ενός ρομπότ αντικατοπτρίζουν την ευελιξία της κίνησης, την ικανότητά του να χειρίζεται διαφορετικά καθήκοντα και τη μέγιστη επιχειρησιακή του απόδοση. Σε γενικές γραμμές, όσο περισσότεροι βαθμοί ελευθερίας, τόσο πιο κοντά το ρομπότ φτάνει στις λειτουργίες του ανθρώπινου χεριού, αυξάνοντας την ευελιξία αλλά και την πολυπλοκότητα στον έλεγχο. Τα βιομηχανικά ρομπότ συνήθως δεν υπερβαίνουν τους έξι βαθμούς ελευθερίας, με τους περισσότερους να έχουν μόνο τρεις έως τέσσερις.
Το τελικό τελεστή του Optimus 2.0 διαθέτει έντεκα βαθμούς ελευθερίας. Περισσότεροι βαθμοί ελευθερίας σημαίνουν μια πιο περίπλοκη δομή και υψηλότερες απαιτήσεις κινητήρα. Δεδομένου ότι ο χώρος των χεριών είναι περιορισμένος, οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι συμπαγείς. Η γρήγορη ανταπόκριση, η ακριβής εκκίνηση, η υψηλή ροπή και το μικρό μέγεθος είναι απαραίτητες για τους κινητήρες που ελέγχουν το επιδεξιό χέρι.
Ως εκπρόσωπος των μικρών κινητήρων υψηλής ακρίβειας, ο κινητήρας κοίλου κυπέλλου παίζει αναντικατάστατο ρόλο στο επιδεξιό χέρι. Ο κινητήρας κοίλου κυπέλλου είναι ένας ειδικός τύπος κινητήρα DC μόνιμου μαγνήτη με μια δομή χωρίς ακρίβεια, διαθέσιμη τόσο σε εκρήξεις χωρίς ψήκτρες όσο και σε βουρτσισμένες εκδόσεις. Η δομή χωρίς ακρίβεια εξαλείφει την απώλεια ενέργειας που προκαλείται από τον πυρήνα, μειώνοντας το βάρος και την απώλεια μηχανικής ενέργειας, επιτυγχάνοντας έτσι εξαιρετικά υψηλή απόδοση.
Επιπλέον, με μειωμένη αδράνεια μάζας, ο κινητήρας κοίλου κύπελλο μπορεί να επιτύχει δυναμική οδήγηση σε μια εξαιρετικά σύντομη μηχανική χρονική σταθερά όταν συνδυάζεται με υψηλή ροπή. Αυτά τα χαρακτηριστικά ευθυγραμμίζονται απόλυτα με τις ανάγκες των ανθρωποειδών ρομπότ.
### επιταχυνόμενη ανάπτυξη κινητήρων κοίλου κυπέλλου που οδηγούνται από ανθρωποειδή ρομπότ
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της NTCYSD, το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς για τους κινητήρες Hollow Cup ήταν 700 εκατομμύρια δολάρια το 2022 και αναμένεται να φτάσει τα 1,2 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2028. Στο Optimus 2.0, η Tesla χρησιμοποιεί έξι κινητήρες κοίλου κύπελλο για να επιτύχει έντεκα βαθμούς ελευθερίας, με τιμή μονάδας $ 150- $ 300 ανά κινητήρα. Με βάση αυτόν τον τόμο, η μελλοντική ανάπτυξη ανθρωποειδών ρομπότ θα επεκτείνει σημαντικά το μέγεθος της αγοράς των κινητήρων κοίλων κυπέλλων στον τομέα των ανθρωποειδών ρομπότ μόνο.
Επί του παρόντος, εταιρείες όπως η Maxon, η Faulhaber και η Portescap οδηγούν το πεδίο, έχοντας ξεκινήσει νωρίς στην αγορά του κοίλου κυπέλλου. Στην Κίνα, αρκετοί κατασκευαστές αυτοκινήτων είναι επίσης σε θέση να παρέχουν ή σχεδιάζουν να παράγουν κινητήρες Hollow Cup υψηλής απόδοσης για να καλύψουν την τεράστια μελλοντική ζήτηση σε αυτή την αγορά του Blue Ocean.
Με τη σταδιακή εφαρμογή των ανθρωποειδών ρομπότ όπως το Optimus στην τελική αγορά, η ζήτηση για κινητήρες κοίλου κύπελλο θα αυξηθεί αναμφισβήτητα σημαντικά.
### Ταχεία ανάπτυξη μικρο-κινητήρων υψηλής απόδοσης που αντικατοπτρίζονται σε κινητήρες κοίλου κυπέλλου
Οι κινητήρες κοίλου κυπέλλου είναι ένας τύπος κινητήρα DC, κινητήρας μόνιμου μαγνήτη και σερβοκινητήρας και μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ως μικροεπεξεργαστές. Οι μικροεπεξεργαστές γενικά αναφέρονται σε ηλεκτρομηχανικά προϊόντα με ισχύ που κυμαίνονται από εκατοντάδες χιλιοστά έως εκατοντάδες watts, με διάμετρο πλαισίου που δεν υπερβαίνει τα 160mm ή ένα κεντρικό ύψος που δεν υπερβαίνει τα 90mm.
Προηγουμένως, στο σεμινάριο τεχνολογίας Advanced Motor Control, υπήρξαν αναφορές για τους Micro Motors, υπογραμμίζοντας ότι ολόκληρο το πεδίο Micro Motor, που οδηγείται από τη ζήτηση της αγοράς, αντιμετωπίζει ταχεία ανάπτυξη, ιδιαίτερα μικρο-κινητήρες υψηλής απόδοσης με μικρό μέγεθος και υψηλή ροπή. Ο κινητήρας κοίλου κυπέλλου είναι μόνο ένα παράδειγμα αυτής της τάσης.
Σύμφωνα με μια έκθεση ανάλυσης της Grand View Research, το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς Micro Motor ήταν 40,07 δισεκατομμύρια δολάρια το 2022. Η ζήτηση για μικρογραφία για την επίτευξη συμπαγούς εξοπλισμού υψηλής απόδοσης οδηγεί την ταχεία ανάπτυξη στο πεδίο μικρο-κινητήρα, με αναμενόμενο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 6,2% τα επόμενα πέντε χρόνια.
Εκτός από τα ανθρωποειδή ρομπότ, ο τομέας της αυτοκινητοβιομηχανίας αυξάνει τη ζήτηση για μικρο-κινητήρες υψηλής απόδοσης. Ο τομέας της αυτοκινητοβιομηχανίας ήταν η μεγαλύτερη αγορά μικρο-κινητήρα το 2022. Διάφορα συστήματα εντός αυτοκινήτων, συμπεριλαμβανομένων των κλειδαριών πόρτας, των καθρέφτη, των παραθύρων, των ηλεκτρικών καθισμάτων, των ανεμιστήρων ψύξης, των αντλιών νερού, των υαλοκαθαριστήρων, των ηλιοροφών, των συμπλέκτη, των συμπυκνωτών και των τροχών,
Οι μικροεπεξεργαστές αυτοκινήτων υψηλής απόδοσης παρέχουν ακριβή και αξιόπιστη κίνηση σε μικρό μέγεθος, επιτυγχάνοντας πιο αποτελεσματικό έλεγχο κίνησης, εξασφαλίζοντας την απόδοση του οχήματος, την ασφάλεια και την άνεση, διατηρώντας παράλληλα την υψηλή ενεργειακή απόδοση. Επιπλέον, αυξάνεται επίσης η χρήση μικρο-κινητήρων υψηλής απόδοσης σε συστήματα ασφαλείας, όπως τα συστήματα κατά της κλειδιάς.
Υψηλής απόδοσης Οι Micro Motors , που υποδεικνύονται από τους κινητήρες κοίλου κυπέλλου, καθιστούν δυνατή την επίτευξη ανώτερης απόδοσης κινητήρα σε μικρότερο πλαίσιο. Στο μέλλον, όχι μόνο οι κινητήρες κοίλων κυπέλλων αλλά και οι μικρο-κινητήρες υψηλής απόδοσης με μικρό μέγεθος, γρήγορη ανταπόκριση, ακριβή εκκίνηση και υψηλή ροπή θα βρουν περισσότερες εφαρμογές σε διάφορες βιομηχανίες, που αντιπροσωπεύουν μια σημαντική κατεύθυνση για την ανάπτυξη του κινητήρα.
