Además de un control más suave de la postura al caminar, el robot humanoide de segunda generación de Tesla, Optimus, impresiona por su capacidad para recoger y colocar huevos sin esfuerzo y con precisión. El agarre fluido y constante demuestra las refinadas capacidades de control manual del robot.
La diestra mano de un robot humanoide es un efector final especializado diseñado en base a la kinesiología humana, completamente diferente de los efectores finales de los robots industriales comunes. Los efectores finales de robots industriales habituales solo pueden realizar tareas específicas como agarrar o soldar, mientras que la mano diestra, apoyada por múltiples sensores y grados de libertad, puede imitar las funciones de la mano humana. Con la creciente tendencia en el mercado de robots humanoides, los motores de copa hueca en estas diestras manos también han atraído una atención significativa.
Básico Motores de copa hueca para robots humanoides
El efector final de un robot se refiere a cualquier herramienta unida al borde (junta) de un robot que tiene funciones específicas, necesarias para que el robot complete tareas. El efector final determina la carga y la precisión operativa del robot. Los efectores finales de robots industriales tradicionales, según los requisitos de la aplicación, generalmente solo pueden realizar tareas de un solo tipo, como agarrar, levantar o soldar. Su versatilidad es limitada, apta sólo para escenarios concretos o muy pocos similares, lejos de la flexibilidad de la mano humana.
Como efector final de los robots humanoides, la mano diestra mapea las funciones de la mano humana, lo que permite un uso más fácil de diversas herramientas e instrumentos que se encuentran en la vida diaria. Sin una mano diestra, un robot humanoide difícilmente puede considerarse verdaderamente inteligente. En el vídeo de introducción de Optimus 2.0, Tesla lo equipó con una mano más diestra y con mayor capacidad de respuesta con once grados de libertad.
Los grados de libertad de un robot reflejan su flexibilidad de movimiento, su capacidad para realizar diferentes tareas y su máximo rendimiento operativo. En términos generales, cuantos más grados de libertad, más se acerca el robot a las funciones de la mano humana, lo que aumenta la versatilidad pero también la complejidad en el control. Los robots industriales no suelen superar los seis grados de libertad, y la mayoría sólo tiene entre tres y cuatro.
El efector final de Optimus 2.0 cuenta con once grados de libertad. Más grados de libertad significan una estructura más compleja y mayores requisitos motores. Dado que el espacio para las manos es limitado, los motores utilizados deben ser compactos. La respuesta rápida, el arranque y parada precisos, el par elevado y el tamaño pequeño son esenciales para que los motores controlen la mano diestra.
Como representante de los motores pequeños y de alta precisión, el motor de copa hueca desempeña un papel insustituible en la mano diestra. El motor de copa hueca es un tipo especial de servomotor de imán permanente de CC con estructura sin núcleo, disponible en versiones con y sin escobillas. La estructura sin núcleo elimina la pérdida de energía causada por el núcleo, reduciendo el peso y la pérdida de energía mecánica, logrando así una eficiencia extremadamente alta.
Además, con una inercia de masa reducida, el motor de copa hueca puede lograr una conducción dinámica en una constante de tiempo mecánica extremadamente corta cuando se combina con un par elevado. Estas características se alinean perfectamente con las necesidades de los robots humanoides.
### Desarrollo acelerado de motores de copa hueca impulsados por robots humanoides
Según estimaciones de NTCysd, el tamaño del mercado mundial de motores de copa hueca fue de 700 millones de dólares en 2022 y se espera que alcance los 1.200 millones de dólares en 2028. Esta previsión no tiene en cuenta el posible aumento de la demanda de robots humanoides. En Optimus 2.0, Tesla utiliza seis motores de copa hueca para lograr once grados de libertad, con un precio unitario de entre 150 y 300 dólares por motor. Según este volumen, el desarrollo futuro de robots humanoides ampliará significativamente el tamaño del mercado de motores de copa hueca sólo en el sector de los robots humanoides.
Actualmente, empresas como Maxon, Faulhaber y Portescap están liderando el campo, habiendo comenzado temprano en el mercado de motores de copa hueca. En China, varios fabricantes de motores también son capaces de proporcionar o planean producir motores de copa hueca de alto rendimiento para satisfacer la enorme demanda futura en este mercado del océano azul.
Con la aplicación gradual de robots humanoides como Optimus en el mercado final, la demanda de motores de copa hueca sin duda aumentará significativamente.
### El rápido desarrollo de micromotores de alto rendimiento se refleja en motores de copa hueca
Los motores de copa hueca son un tipo de motor de CC, motor de imán permanente y servomotor, y también pueden clasificarse como micromotores. Los micromotores generalmente se refieren a productos electromecánicos con potencias que van desde cientos de milivatios hasta cientos de vatios, con un diámetro de bastidor que no excede los 160 mm o una altura central que no excede los 90 mm.
Anteriormente, en el Seminario de Tecnología Avanzada de Control de Motores, hubo informes sobre micromotores, destacando que todo el campo de los micromotores, impulsado por la demanda del mercado, está experimentando un rápido crecimiento, especialmente los micromotores de alto rendimiento con tamaño pequeño y alto torque. El motor de copa hueca es sólo un ejemplo de esta tendencia.
Según un informe de análisis de Grand View Research, el tamaño del mercado mundial de micromotores fue de 40.070 millones de dólares en 2022. La demanda de miniaturización para lograr equipos compactos y de alto rendimiento está impulsando un rápido desarrollo en el campo de los micromotores, con una tasa de crecimiento anual compuesta esperada del 6,2% durante los próximos cinco años.
Además de los robots humanoides, el sector automovilístico ha ido aumentando su demanda de micromotores de alto rendimiento. El sector automotriz fue el mayor mercado de micromotores en 2022. Varios sistemas de automóviles, incluidos seguros de puertas, espejos retrovisores, ventanas, asientos eléctricos, ventiladores de refrigeración, bombas de agua, limpiaparabrisas, techos corredizos, embragues, condensadores y volantes, requieren motores más pequeños y livianos.
Los micromotores automotrices de alto rendimiento brindan una conducción precisa y confiable en un tamaño pequeño, logrando un control de movimiento más eficiente, garantizando el rendimiento, la seguridad y la comodidad del vehículo, manteniendo al mismo tiempo una alta eficiencia energética. Además, también está aumentando el uso de micromotores de alto rendimiento en sistemas de seguridad como los sistemas de frenos antibloqueo.
Alto rendimiento Los micromotores , ejemplificados por los motores de copa hueca, permiten lograr un rendimiento superior del motor en un marco más pequeño. En el futuro, no sólo los motores de copa hueca sino también los micromotores de alto rendimiento con tamaño pequeño, respuesta rápida, arranque-parada preciso y alto par encontrarán más aplicaciones en diversas industrias, lo que representa una dirección importante para el desarrollo de motores.
