En plus d'un contrôle plus fluide de la posture de marche, le robot humanoïde de deuxième génération de Tesla, Optimus, impressionne par sa capacité à ramasser et à placer les œufs sans effort et avec précision. La préhension fluide et régulière démontre les capacités de contrôle manuel raffinées du robot.
La main adroite d’un robot humanoïde est un effecteur final spécialisé conçu sur la base de la kinésiologie humaine, complètement différent des effecteurs terminaux des robots industriels ordinaires. Les effecteurs terminaux de robots industriels classiques ne peuvent effectuer que des tâches spécifiques telles que la préhension ou le soudage, tandis que la main adroite, soutenue par plusieurs capteurs et degrés de liberté, peut imiter les fonctions de la main humaine. Avec la tendance croissante du marché des robots humanoïdes, les moteurs à coupelles creuses de ces mains adroites ont également suscité une attention considérable.
Essentiel Moteurs à coupelle creuse pour robots humanoïdes
L'effecteur final d'un robot fait référence à tout outil fixé au bord (articulation) d'un robot qui a des fonctions spécifiques, nécessaires pour que le robot accomplisse des tâches. L'effecteur final détermine la charge et la précision opérationnelle du robot. Les effecteurs terminaux de robots industriels traditionnels, en fonction des exigences de l'application, ne peuvent généralement effectuer que des tâches d'un seul type telles que la préhension, le levage ou le soudage. Leur polyvalence est limitée, adaptée uniquement à des scénarios spécifiques ou très peu similaires, loin de la flexibilité des mains humaines.
En tant qu'effecteur final pour les robots humanoïdes, la main adroite cartographie les fonctions de la main humaine, permettant une utilisation plus facile de divers outils et instruments trouvés dans la vie quotidienne. Sans une main adroite, un robot humanoïde peut difficilement être considéré comme vraiment intelligent. Dans la vidéo d'introduction d'Optimus 2.0, Tesla l'a équipé d'une main adroite plus réactive offrant onze degrés de liberté.
Les degrés de liberté d'un robot reflètent sa flexibilité de mouvement, sa capacité à gérer différentes tâches et ses performances opérationnelles maximales. De manière générale, plus il y a de degrés de liberté, plus le robot se rapproche des fonctions de la main humaine, ce qui augmente la polyvalence mais aussi la complexité du contrôle. Les robots industriels ne dépassent généralement pas six degrés de liberté, la plupart n’en ayant que trois ou quatre.
L'effecteur final d'Optimus 2.0 possède onze degrés de liberté. Plus de degrés de liberté signifient une structure plus complexe et des exigences motrices plus élevées. L'espace pour les mains étant limité, les moteurs utilisés doivent être compacts. Une réponse rapide, un démarrage/arrêt précis, un couple élevé et une petite taille sont essentiels pour les moteurs contrôlant la main adroite.
En tant que représentant des petits moteurs de haute précision, le moteur à coupelle creuse joue un rôle irremplaçable dans la main adroite. Le moteur à coupelle creuse est un type spécial de servomoteur à aimant permanent CC avec une structure sans noyau, disponible en versions sans balais et avec balais. La structure sans noyau élimine les pertes d'énergie causées par le noyau, réduisant ainsi le poids et les pertes d'énergie mécanique, obtenant ainsi un rendement extrêmement élevé.
De plus, avec une inertie de masse réduite, le moteur à coupelle creuse peut réaliser un entraînement dynamique avec une constante de temps mécanique extrêmement courte lorsqu'il est combiné avec un couple élevé. Ces caractéristiques correspondent parfaitement aux besoins des robots humanoïdes.
### Développement accéléré de moteurs à coupelle creuse entraînés par des robots humanoïdes
Selon les estimations de NTCysd, la taille du marché mondial des moteurs à coupelle creuse s'élevait à 700 millions de dollars en 2022 et devrait atteindre 1,2 milliard de dollars d'ici 2028. Cette prévision ne tient pas compte de l'augmentation potentielle de la demande de robots humanoïdes. Dans Optimus 2.0, Tesla utilise six moteurs à coupelle creuse pour atteindre onze degrés de liberté, avec un prix unitaire de 150 à 300 dollars par moteur. Sur la base de ce volume, le développement futur des robots humanoïdes augmentera considérablement la taille du marché des moteurs à coupelle creuse dans le seul secteur des robots humanoïdes.
Actuellement, des sociétés comme Maxon, Faulhaber et Portescap sont en tête du peloton, ayant débuté très tôt sur le marché des moteurs à coupelle creuse. En Chine, plusieurs constructeurs de moteurs sont également capables de fournir ou envisagent de produire des moteurs à coupelle creuse hautes performances pour répondre à l’énorme demande future sur ce marché océanique bleu.
Avec l'application progressive de robots humanoïdes comme Optimus sur le marché final, la demande de moteurs à coupelle creuse augmentera sans aucun doute considérablement.
### Développement rapide de micromoteurs hautes performances reflétés dans les moteurs à coupelle creuse
Les moteurs à coupelle creuse sont un type de moteur à courant continu, de moteur à aimant permanent et de servomoteur, et ils peuvent également être classés comme micromoteurs. Les micromoteurs font généralement référence à des produits électromécaniques d'une puissance allant de centaines de milliwatts à des centaines de watts, avec un diamètre de cadre ne dépassant pas 160 mm ou une hauteur centrale ne dépassant pas 90 mm.
Auparavant, lors du séminaire Advanced Motor Control Technology, des rapports avaient été publiés sur les micromoteurs, soulignant que l'ensemble du domaine des micromoteurs, stimulé par la demande du marché, connaît une croissance rapide, en particulier les micromoteurs hautes performances de petite taille et à couple élevé. Le moteur à coupelle creuse n’est qu’un exemple de cette tendance.
Selon un rapport d'analyse de Grand View Research, la taille du marché mondial des micromoteurs était de 40,07 milliards de dollars en 2022. La demande de miniaturisation pour obtenir des équipements compacts et hautes performances entraîne un développement rapide dans le domaine des micromoteurs, avec un taux de croissance annuel composé attendu de 6,2 % au cours des cinq prochaines années.
Outre les robots humanoïdes, le secteur automobile a accru sa demande de micromoteurs hautes performances. Le secteur automobile était le plus grand marché des micromoteurs en 2022. Divers systèmes embarqués, notamment les serrures de porte, les rétroviseurs, les fenêtres, les sièges électriques, les ventilateurs de refroidissement, les pompes à eau, les essuie-glaces, les toits ouvrants, les embrayages, les condenseurs et les volants, nécessitent tous des moteurs plus petits et plus légers.
Les micromoteurs automobiles hautes performances offrent un entraînement précis et fiable dans une petite taille, permettant un contrôle de mouvement plus efficace, garantissant les performances, la sécurité et le confort du véhicule, tout en maintenant une efficacité énergétique élevée. De plus, l'utilisation de micromoteurs hautes performances dans les systèmes de sécurité tels que les systèmes de freinage antiblocage est également en augmentation.
Haute performance Les micromoteurs , illustrés par les moteurs à coupelle creuse, permettent d'obtenir des performances de moteur supérieures dans un cadre plus petit. À l'avenir, non seulement les moteurs à coupelle creuse, mais également les micromoteurs hautes performances dotés de petite taille, d'une réponse rapide, d'un démarrage/arrêt précis et d'un couple élevé trouveront davantage d'applications dans diverses industries, représentant une direction importante pour le développement des moteurs.
