Humanoidni roboti postali su sjajni biser u polju umjetne inteligencije.
Posljednjih godina humanoidni roboti postali su sjajni biser u području umjetne inteligencije sa širokom primjenom u mnogim područjima kao što su medicinska skrb i služba. Kako bi dodatno promovirali razvoj industrije, lokalne samouprave uvele su politike za povećanje potpore humanoidnim robotima i njihovim ključnim komponentama. U lancu industrije humanoidnih robota, Hollow Cup Motor igra važnu ulogu u sustavu kontrole pokreta humanoidnog robota, poput jezgre komponente Tesla humanoidnog robota, dexterozna ruka je motor Hollow Cup, jedan sklop robota 12 (6 svake desne ruke). Ovaj rad ima za cilj raspravljati o tehničkim karakteristikama, statusu tržišta i budućim izgledima Hollow Cup Motor -a kroz istraživanje.
Što je šuplji čaša motor
1. Koncept i klasifikacija motora
Električni motor je uređaj koji električnu energiju pretvara u mehaničku energiju. Koristi energiziranu zavojnicu (to jest, namotavanje statora) za stvaranje rotirajućeg magnetskog polja i koristi se za rotor (poput zatvorenog aluminijskog okvira vjeverice) kako bi se stvorio magnetoelektrični rotacijski zakretni moment, a to znači da je sila generirana trenutnim protokom u magnetskom polje u rotirajuće djelovanje. Princip je korištenje magnetskog polja za prisiljavanje struje da se motor okreće.
Osnovni princip rotacije motora: oko stalnog magneta s rotirajućom osi, 1 rotirajte magnet (tako da se stvara rotirajuće magnetsko polje), 2 Prema principu N pol i atrakcije Spola heteropola, isti odboj od poleta, 3 magnet s rotirajućom osovinom okreta.
U motoru je zapravo struja koja teče žicom koja stvara rotirajuće magnetsko polje (magnetska sila) oko njega zbog čega se magnet okreće. Kad je žica namotana u zavojnicu, magnetska sila se sintetizira tako da tvori veliki tok magnetskog polja (magnetski tok), što rezultira N i S stupovima. Umetanjem željezne jezgre u zavojnicu žice, linije magnetskog polja lakše prolaze i mogu proizvesti jaču magnetsku silu.
Struktura motora uglavnom se sastoji od dva dijela: stator i rotor.
Stator: Stacionarni dio motora, čija glavna struktura uključuje magnetski stup, namotavanje i nosač. Magnetski pol je dio motora koji stvara magnetsko polje, koje se obično sastoji od željezne jezgre i zavojnice. Namota je zavojnica u statoru, koja se obično sastoji od vodiča i izolacije, čija je uloga stvaranje magnetskog polja kada električna struja prođe kroz njega. Nosač je potporna struktura statora, obično izrađena od aluminijske legure i drugih materijala, s dobrom otpornošću i čvrstoćom korozije.
Rotor: rotirajući dio motora, čija glavna struktura uključuje armaturu, ležajeve i krajnje kapice. Armatura je zavojnica u rotoru, obično se sastoji od vodiča i izolacije, čija je uloga stvaranje magnetskog polja kada električna struja prođe kroz nju. Ležaji su potporna struktura rotora, obično izrađena od čelika ili keramike, s dobrim otpornošću na habanje i koroziju. Krajnji poklopac je krajnja struktura motora, obično izrađena od aluminijske legure i drugih materijala, s dobrim brtvljenjem i snagom.
2, Definicija i klasifikacija motora Hollow Cup
Godine 1958. Dr.ff Aulhaber razvio je nagnutu tehnologiju namotavanja zavojnice i 1965. godine dobio relevantni patent za motor Hollow Cup, označavajući pojavu motora Hollow Cup -a, a njegov kreativni strukturni dizajn omogućava da motor bude i manju veličinu i veću učinkovitost. Šuplja čaša motor pripada istosmjernoj motoru trajnog magneta, struktura motora prikazana je na sljedećoj slici, uglavnom sastavljena od statora i rotora. Stator se sastoji od silicijskog čeličnog lima i namotanja zavojnice, a silicijski čelični lim bez strukture utora zuba može izbjeći učinak utora zuba i smanjiti gubitak željeza i gubitak struje vrtložne struje. Rotor se sastoji od stalnog magneta, rotirajuće osovine i njegovih fiksnih dijelova, a motor koristi trajni magnet prstena, koji je lako obraditi i ugraditi.
U usporedbi s običnim motorima, najveća značajka rotora je ta što se probija kroz strukturu rotora tradicionalnog motora u strukturi i koristi rotor bez jezgre, poznat i kao Rotor Hollow Cup. Rotor je šuplja konstrukcija u obliku šalice okružena namotima i magnetima. U običnim motorima uloga željezne jezgre uglavnom je: 1) koncentrirati i voditi magnetsko polje: Željezna jezgra izrađena je od materijala s visokom magnetskom propusnošću (poput silicijskog čeličnog lima), koji se može koncentrirati i usmjeriti magnetski tok, poboljšavajući tako jačinu magnetskog polja i učinkovitost motora; 2) Podržavanje namota: Željezna jezgra pruža snažnu potpornu strukturu za namotavanje, osiguravajući da namotavanje održava stabilan oblik i položaj tijekom rada motora. U motoru šuplje čaše, tanko zid šupljeg cilindra koristi se kao rotor, a šuplji cilindar je namotan izravno unutar namotanja bez dodatne potpore jezgre. Prednosti dizajna bez koreza: 1) Eliminacija vrtložne struje i gubitaka histereze: Željezna jezgra u zajedničkom motoru proizvest će vrtložnu struju i gubitke histereze u naizmjeničnom magnetskom polju, što će smanjiti učinkovitost motora. Hollow Cup Motor koristi rotor bez kore, koji u potpunosti eliminira te gubitke, poboljšavajući na taj način učinkovitost pretvorbe energije motora. 2) Smanjite težinu i inercijski trenutak: Dizajn bez jezgre značajno smanjuje težinu rotora, čineći cijeli motor lakši. Istodobno, smanjenje trenutka inercije omogućava motoru da ima bržu brzinu odziva i veće ubrzanje, što je vrlo korisno za scenarije primjene koji zahtijevaju brzi početak i zaustavljanje.
Istodobno, precizni dizajn strukture šupljeg cilindra i izgled namota može optimizirati raspodjelu magnetskog polja unutar motora šuplje čaše, smanjiti magnetsko curenje i gubitak energije, te dodatno poboljšati učinkovitost i performanse motora.
Hollow Cup Motor može se podijeliti u dvije vrste prema njegovom načinu komutacije: jedan je motor četkice Hollow Cup, koji prihvaća način komutacije mehaničkih ugljičnih četkica; Drugi je šuplji motor bez četkice, koji zamjenjuje komutaciju četkica elektroničkom komutacijom, izbjegavajući električne čestice iskru i tonera stvorene tijekom rada motora četkice, smanjujući buku i povećavajući servisni vijek trajanja motora. Iz usporedbe različitih proizvoda Mingzhi električnih uređaja na sljedećoj slici, može se vidjeti da nema potrebe za četkom u motoru šuplje čaše bez četkice, ali Hall Sensor otkriva signal magnetskog polja rotora, mehanički preokret pretvara u elektronički preokret signala i dodatno pojednostavljuje fizičku strukturu šupljeg čaša.
3, prednosti motora šupljeg čaša
Šuplja čaša motor probija se kroz strukturu rotora tradicionalnog motora u strukturi, smanjuje gubitak snage uzrokovan stvaranjem vrtložne struje u željeznoj jezgri, a njegova masa i inercijski trenutak znatno se smanjuju, smanjujući na taj način mehanički gubitak energije samog rotora. Ukratko, motor Hollow Cup ima prednosti velike gustoće energije, dugog radnog vijeka, brzog odgovora, visokog vršnog okretnog momenta, dobrog rasipanja topline i tako dalje.
Gustoća velike snage: Gustoća snage motora šupljeg čaša je omjer izlazne snage i težine ili volumena. Što se tiče težine, ne-osnovni rotor je lakši od običnog rotora jezgre; U pogledu učinkovitosti, rotor bez kore uklanja vrtložnu struju i gubitak histereze generiran koreznim rotorom, poboljšava učinkovitost mikromotora i osigurava visoku izlaznu moment i izlaznu snagu. Maksimalna učinkovitost većine šupljih motora je veća od 80%, dok je maksimalna učinkovitost većine motora četkica uglavnom oko 50%. Niža težina i veća učinkovitost omogućuju šupljim čašama da postignu veću gustoću snage. Stoga je motor Hollow Cup posebno prikladan za aplikacije na bateriju koje zahtijevaju dugačka razdoblja rada, poput prijenosnih pumpi za uzorkovanje zraka, humanoidnih robota, bionskih ruku, ručnih alata za električnu energiju i drugih aplikacija.
Visoka gustoća zakretnog momenta: dizajn bez kore smanjuje težinu rotora i trenutak inercije, a nizak inercijski trenutak znači da motor može brže ubrzati i uspostaviti, pa će moći stvoriti više okretnog momenta u kratkom vremenu; Istodobno, odsutnost željezne jezgre čini šuplje čašice motor kompaktnijim, manjim i sposobnim osigurati veći izlaz zakretnog momenta u ograničenom prostoru.
Dugi vijek trajanja: Broj komada motora šuplje čaše čini trenutnu fluktuaciju i induktivnost motora manjim prilikom preokreta, u velikoj mjeri smanjujući električnu koroziju sustava za preokret tijekom procesa preokreta, tako da ima duži vijek. Prema podacima u 'aplikacijskom istraživanju prilagođenog upravljanja Hollow Cup Motors ', život četkanih DC motora uglavnom je samo nekoliko stotina sati, a životni vijek motora Hollow Cup obično je između 1000 i 3000 sati, što može pružiti duži pouzdan rad.
Brza brzina odziva: Tradicionalni motor ima relativno velik inercijski trenutak zbog postojanja željezne jezgre, dok je motor šupljeg čaša kompaktan, a rotor je samouprozitna zavojnica u obliku čašice, tako da je težina lakša, a njegov manji trenutak inercije također čini da motor Hollow Cup ima osjetljive karakteristike prilagodbe starta. Prema 'istraživačkom napretku šupljeg čapnog mikro motora i zavojnice', mehanička vremenska konstanta motora opće jezgre je oko 100 ms, dok je mehanička vremenska konstanta motora šuplje čaše manja od 28 ms, a neki proizvodi su čak manji od 10 ms.
Visoki vršni moment: Omjer vršnog okretnog momenta i kontinuirani moment motora šuplje čaše vrlo je velik, jer proces struje koja se diže do konstante vršne momenta nije promijenjena, a linearni odnos između struje i okretnog momenta može učiniti da mikromotor proizvodi veliki vršni moment. Nakon što se obično jezgra istosmjerni motor dosegne zasićenost, bez obzira na to da se struja povećava, okretni moment istosmjernog motora neće se povećavati.
Dobra raspršivanje topline: Površina rotora šuplje čaše ima protok zraka, bolju od performansi disipacije topline u jezgri rotora, emajlirana žica jezgre jezgre ugrađena je u utor silicijevog čeličnog lima, površinski protok zraka zavojnice je manji, porast temperature je veći, pod istim uvjetima izlaznog čaša, temperature.
4, Tehnički put motora Hollow Cup
Ključni korak u proizvodnji motora Hollow Cupa je proizvodnja zavojnice, pa proces dizajna i namotavanja postaju njegove temeljne prepreke. Promjer, broj zavoja i linearnost žice izravno utječu na jezgrene parametre motora. Temeljna barijera namota zavojnice izravno se odražava na dizajn zavojnice, jer različiti tipovi namota imaju razlike u brzini automatizacije i potrošnji bakra. S druge strane, odražava se i na namotanoj opremi i načinu namotavanja, a brzina punjenja utora šupljeg čaša ranjena različitim strojevima za navijanje je različita, što dovodi do različitih rijetkih, koji izravno utječe na gubitak motora, rasipanje topline, snagu i tako dalje.
Kut dizajna zavojnice: Dizajn namota motora šupljeg čaša može se podijeliti na ravni namotani tip, kosi namotani tip i tip sedla.
Ravno namotavanje: Žica zavojnice je paralelna s osi motora, tvoreći koncentriranu namotanu strukturu. Dizajnerska ideja izravno zavojnice je da prvo namotaju običnu kružnu emajliranu žicu na namotanoj matrici prema zahtjevu broja zavoja, a zatim spojiti namotavanje na jezgri žice, a zatim upotrijebiti vezivo na oba kraja za liječenje i oblik. Relativno gledano, kraj ravnog namota ne stvara moment i povećava težinu armature i otpornost na armaturu.
Kosi namota: Poznata i kao namotavanje saća, koristi se metoda namota saća, ostavljajući slavine u sredini, kako bi se mogli kontinuirano vjetar, potrebno je učiniti učinkovitu stranu elementa i osi armature u određeni kut nagiba. Krajnja veličina ove metode namota je mala, ali budući da je koso namot kontinuiranog namota potreban određeni kut linije, emajlirana žica preklapa se, a brzina punjenja utora je niska. U usporedbi s ravnom vrstom rane, nagnuta namotana armatura nema krajnje namota, smanjujući težinu armature i ima prednosti malog inercijskog trenutka, male vremenske konstante, dobre karakteristike povlačenja i veliki izlazni moment. Faulhaber u Njemačkoj i Portescap u Švicarskoj uglavnom koristi nagnuto vijuganje.
Tip sedla: Poznat i kao koncentrični ili romboidni namotavanje, koristi se metoda namotavanja oblikovane zavojnice i zatim ožičenja, to jest, samoljepljiva emajlirana žica namotana je na posebnom oblikovanju namota, a čaša armature izrađena je od višestrukih oblikovanja. Pri vijuganju, dva sloja zavojnica uređena su uredno i oblikovana, što je prikladno za kontrolu veličine čaše za armaturu nakon preoblikovanja i poboljšanje brzine punjenja utora. Istodobno, ova metoda ima visoku učinkovitost proizvodnje i pogodna je za masovnu proizvodnju. Kraj armature namotavanja sedla ima manje slojeva koji se preklapaju, mali zračni jaz i visoka brzina iskorištavanja trajnog magneta, što poboljšava gustoću snage motora. Neki proizvodi Maxona u Švicarskoj koriste namotavanje tipa sedla.
Spoj stajališta namota: S gledišta proizvodnje tehnologije, prema metodi formiranja zavojnice uglavnom je podijeljeno u tri kategorije: ručno namotavanje, namotavanje i jednokratna proizvodnja.
1) Ručno namotavanje. Kroz niz složenih procesa, uključujući umetanje igle, ručno namot, ručno ožičenje i druge korake za proizvodnju. Pogodan je za proizvode koji zahtijevaju visok stupanj prilagodbe, ali učinkovitost proizvodnje i stabilnost proizvoda su ograničeni.
2) tehnologija za namotavanje. Tehnologija za namotavanje je poluautomatska proizvodnja, emajlirana žica prvo je uzastopno namotana u glavnu osovinu s presjekom u obliku dijamanta, a uklanja se nakon što dosegne potrebnu duljinu, a zatim se spljošte u žičanu ploču, a na kraju je žičana ploča namotana u zavojnicu u obliku čašice. Prema procesu proizvodnje i opreme za vijugavo šuplje šalice 'Proces opreme', sljedeći namotani stroj može se konfigurirati s 4 radnika kako bi se postigao godišnji izlaz od 30 000 jedinica, ali ograničenje namota je u tome što je pogodniji za 20-30 mm promjer šupljeg šalice, a manje je na vjetrovi od manjih zarona, a proizvodi su manjeg od 7 mm, a to je manji zavojnica. Općenito, učinkovitost proizvodnje procesa namotanja je relativno visoka i može udovoljiti zahtjevima srednje proizvodnje. Međutim, njegova visoka stopa sudjelovanja u ručnom priručniku dovodi do dosljednosti gotovog proizvoda možda nije tako dobra kao automatizirana proizvodnja, a teško je ispuniti manju veličinu namota zavojnice u šupljini.
3) Jedna tehnologija oblikovanja proizvodnje. Stroj za namotavanje kroz opremu za automatizaciju bit će emajlirana žica prema pravilu vretena, zavojnica namotavanja u šalicu nakon uklanjanja, jedno oblikovanje, nema potrebe za kotrljanjem i spljoštavanjem više procesa, visokim stupnjem automatizacije, tako da su učinkovitost proizvodnje i konzistentnost gotovog proizvoda bolje; Ali odgovarajuće ulaganje u opremu bit će veće.
Proces inozemstva razvio se rano, stupanj automatizacije je veći od domaćih. Domaće uglavnom prihvaća proizvodnju namota, postupak je složeniji, intenzitet rada radnika je velik, ne može dovršiti zavojnicu s debljim promjerom žice, a stopa otpada visoka. Strane zemlje uglavnom koriste jednokratnu tehnologiju proizvodnje rana, visoki stupanj automatizacije, visoku učinkovitost proizvodnje, raspon promjera zavojnice, dobra kvaliteta zavojnice, uski aranžman, vrste motora, dobre performanse.
Veze industrijskih lanaca i aplikacije nizvodno
Uzvodno od šupljeg čaša motora su sirovine i dijelovi, sirovine uključuju bakar, čelik, magnetski čelik, plastiku itd., Dijelovi uključuju ležajeve, četkice, komutatore itd. Srednji doseg industrijskog lanca su proizvođači motora. Podstreman industrijskog lanca je kraj primjene, a motor Hollow Cup ima karakteristike visoke osjetljivosti, stabilnog rada i snažne kontrole, koji ispunjava stroge zahtjeve visokog područja električnog pogona, tako da se uglavnom koristi u zrakoplovnim, medicinskoj opremi, industrijskoj automatizaciji i robotici i drugim visokim poljima. Istodobno, motor Hollow Cup također se postupno primjenjuje na građanskom polju, poput automatizacije ureda, električnih alata i tako dalje.
Obećavajući motor šupljeg šalice
Hollow Cup Motor sa svojim jedinstvenim dizajnom bez željezne jezgre, koji pokazuje veliku brzinu, visoku učinkovitost, visoki dinamički odgovor i druge značajne prednosti, široko korištene u zrakoplovnim, medicinskoj opremi i drugim poljima, u fleksibilnosti ruku humanoidnog robota također ima značajan utjecaj. Iako inozemna poduzeća kao što su Maxon i Faulhaber trenutno imaju prednost prvog pokretača, uz kontinuirano poboljšanje tehničke razine domaćih proizvođača i brzim razvojem tržišta humanoidnog robota, kućni Hollow Cup Motors će uvesti nove razvojne mogućnosti.
