01 Mi az a keret nélküli nyomatékmotor?
A keret nélküli nyomatékmotor rendkívül hatékony és energiatakarékos elektromos motor. Leginkább megkülönböztető tulajdonsága a hagyományos motorokban található alkatrészek eltávolítása, például a tengely, a csapágyak, a házak és a végsapkák, csak a két alapvető elem megtartása: a forgórész és az állórész.
Ez a szerkezeti kialakítás lehetővé teszi, hogy a motor zökkenőmentesen integrálódjon a gépszerkezetbe , felhasználva a gép saját csapágyait a rotor támogatására, jelentősen javítva a rendszer integrációját és a tömörséget.
A keret nélküli nyomatékmotorokat a kimeneti nyomatékkal mérik, ellentétben a szervo motorok számára általánosan használt kimeneti teljesítmény -besorolással. Ez lehetővé teszi számukra, hogy alacsony sebességgel nagy nyomatékot biztosítsanak, tökéletesen alkalmazkodva a robotcsuklók mozgási követelményeihez.
02 A munka elvének bemutatása
A keret nélküli nyomatékmotor működési elve az elektromágneses indukció törvényén alapul. Amikor a motor vezetője energiát alkalmaz, a háromfázisú villamos energia izgatja a forgó elektromágneses mezőt az állórész tekercseiben. Ez az elektromágneses mező kölcsönhatásba lép a forgórész állandó mágneseivel, és olyan nyomatékot generál, amely a forgórész forgását okozza.
A teljes folyamatot a vezető vezérli, amely az elektromágneses mezőt az U/V/W háromfázisú teljesítményen keresztül alakítja. Az állandó mágnesekkel rendelkező rotor ennek a mezőnek a hatása alatt forog. A keret nélküli nyomatékmotorok hall -elemeket használhatnak a visszacsatolási jelekhez, vagy egy hozzáadott kódoló jeleit használhatják.
Az illesztőprogram összehasonlítja a visszacsatolási értéket a célértékkel, hogy beállítsa a forgórész forgási szögét , és elérje a pontos szervóvezérlést.
03 különbségek a hagyományos motoroktól
A hagyományos keretes motorokkal összehasonlítva a keret nélküli nyomatékmotorok több előnyt kínálnak: javítják a gép teljesítményét, lehetővé téve a közvetlen kapcsolást (nincs háttérkép) és a magasabb rendszer sávszélességet; A szerkezet kompaktabb, kisebb gép lábnyomát és nagyobb nyomatékot eredményez egységenként.
Nagy merevséggel is rendelkeznek, és közvetlen meghajtóforrásként szolgálhatnak, a rakományt közvetlenül a övek és szíjtárcsák, ólomcsavarok vagy sebességváltók nélkül vezethetik; A működés csendes, mivel a gép szerkezetébe való közvetlen integráció megváltoztatja az átviteli módszert, ami jelentős zajcsökkentést eredményez.
Ezenkívül kevesebb mechanikus alkatrész miatt csökkentik a karbantartási igényeket, és nincsenek olyan alkatrészek, amelyek hajlamosak a rendszeres karbantartásra vagy igénybe vételre.
04 A humanoid robotok alapvető ereje
A mesterséges intelligencia és a robotika technológiájának gyors fejlődésének korszakában a humanoid robotok mélyen áthatolnak számos területen, mint például az ipar, a szolgáltatások és az egészségügyi ellátás 4. A keret nélküli nyomatékmotorok mainstream vezetési alkatrészekké váltak. a humanoid robotok ízületeiben a
A Tesla Optimus mind a 28 ízületben a keret nélküli nyomatékmotorokat használja. Ezek az ízületek 14 forgócsatlakozást és 14 lineáris ízületet tartalmaznak, mindegyik működtető keret nélküli nyomatékmotort tartalmaz.
A forgóízületek keret nélküli nyomatékmotorból, harmonikus reduktorból, nyomatékérzékelőből, helyzetérzékelőből, kódolóból stb. Állítanak, a vállakon (6), a csukló (2), a csípő (4) és a törzs (2) között elosztva.
A lineáris ízületek egy keret nélküli nyomatékmotorból, bolygóhenger csavarból, nyomatékérzékelőből, helyzetérzékelőből stb., A könyök (2), a csukló (4), a csípő (2), a térd (2) és a boka (4) között elosztva.
05 Három kulcsfontosságú szerep
A keret nélküli nyomatékmotorok három kulcsszerepet játszanak a humanoid robot ízületek rugalmasságában:
Nagy nyomaték kimenetet biztosítva: A feladat végrehajtása során a robotcsuklóknak gyakran nagy nyomatékot kell adniuk alacsony sebességgel, hogy leküzdjék a karhatásokat és a tehetetlenség terhelését. A keret nélküli nyomatékmotorok viszonylag alacsony sebességgel is nagy nyomatékot eredményezhetnek.
A pontos vezérlés engedélyezése: Szorosan integrálódnak az olyan alkatrészekkel, mint a nagy pontosságú kódolók és a nyomaték-érzékelők, hogy nagy teljesítményű integrált meghajtóegységet képezzenek. A vezérlő valós időben elolvashatja a közös pozíciós információkat az Encoder visszacsatolásból, és a nyomaték-érzékelő nyomatékadataival kombinálva a motor nyomatékát és sebességét finoman hangolja.
Az ízületi válasz sebességének javítása: Rendkívül alacsony forgórész tehetetlenség esetén a motor ez képes reagálni a vezérlőparancsokra milliszekundumos sebességgel . Még ha a külső környezet változásai vagy tevékenységei hirtelen megváltoznak, a robotcsuklók gyorsan beállíthatják testtartását, biztosítva a robot stabilitását és biztonságát.
06 Broad Application Mező
A keret nélküli nyomatékmotorok alkalmazási területei nagyon szélesek. Ezeket elsősorban a robotízületekben és a karokban használják, hogy nagy nyomatékot és nagy pontosságú vezérlést biztosítsanak.
Az orvosi berendezésekben a keret nélküli nyomatékmotorokat műtéti robotokkal, orvosi képalkotó rendszerekkel stb. Összekapcsolják, hogy elérjék a rendkívül pontos és sima mozgásvezérlést. Használhatók olyan orvosi területeken, mint például az orvosi képalkotó és a műtéti robotok, nagy pontosságú műveleteket végezve, sokkal kisebb területeken, mint amit az emberi kéz képes kezelni.
A csúcskategóriás CNC szerszámgépek területén a keret nélküli nyomatékmotorok nagy pontosságú öttengelyes gépekben használhatók a pontosság és megismételhetőség javítása érdekében, mint például a kialakítás, az őrlés és a fúrás.
Ezenkívül ezeket a repülőgépmezőn belüli alkalmazásokban is használják, például radarokat, inerciális navigációs rendszereket és lemezjátszókat.
07 Hatalmas piaci kilátások
A keret nélküli nyomatékmotorok piaci kilátásai nagyon szélesek. A globális keret nélküli nyomatékmotor -piaci mérete 2022 -ben 4,5 milliárd CNY volt, és várhatóan 2030 -ra eléri a 22,4 milliárd CNY -t , a humanoid robot piaci szegmensnek 16,3 milliárd CNY -t számolva.
A Valuates jelentései szerint az adatok szerint a globális keret nélküli nyomatékmotor -piaci mérete 2022 -ben 670 millió USD volt, és várhatóan 1,17 milliárd USD -ra növekszik 2029 -re, ami 8%-os összetett éves növekedési rátát (CAGR) képvisel. Várható, hogy az együttműködési robotok és az intelligens kereslet gyors növekedésével a keret nélküli nyomatékmotor piac fenntartja a nagysebességű fejlődést.
08 Műszaki kihívások és jövőbeli trendek
Noha a keret nélküli nyomatékmotorok nagy potenciált mutatnak a humanoid robotok területén, még mindig vannak kihívások a technológiájukban és a termelésben.
Műszaki szempontból a keret nélküli nyomatékmotorok nyomaték -sűrűségének tovább növelése, miközben csökkenti a hőmérséklet -emelkedést, és szűkítik a rést a névleges sebesség és a maximális sebesség között, nagy igényeket mutat az elektromágneses kialakításra.
Költség-szempontból, mint a humanoid robotok kritikus alkotóeleme, a költségek továbbra is magas a Kínán belüli alapvető alkotóelemeinek jelenleg alacsony hazai termelési aránya miatt.
A jövőbeli fejlesztési tendenciák a következők: A keret nélküli nyomatékmotorok teljesítménymutatóinak folyamatos fejlesztése, hogy megfeleljenek a humanoid robotok ízületi rugalmasságának és energiájának magasabb követelményeinek.
Ezzel egyidejűleg a termelési folyamatok optimalizálása és a termelési költségek csökkentése a jövőbeli fejlesztés szempontjából fontos célokká válik.
Ahogy a humanoid robotok a „laboratóriumi demonstrációkról” -ról ”-re mozognak, a kezdeti forgalomba hozatalra meghatározott forgatókönyvekben, a keret nélküli nyomatékmotorok, mint alapvető erőforrásuk, az arany fejlődési periódusba kerülnek.
A 2025 -et kritikus évnek tekintik a humanoid robotok tömegtermeléséhez. A keret nélküli nyomatékmotorok a humanoid robot értékének 16% -át teszik ki. A jelenlegi árak néhány száz CNY -tól több mint ezer CNY -ig terjednek, az energiától és a méretétől függően.
A jövőben, a méretarányosítás és a folyamatinnováció mellett, áraik várhatóan jelentősen csökkennek, tovább elősegítve a humanoid robotok elfogadását.
Ez a kompakt, mégis erőteljes technológia, a keret nélküli nyomatékmotor, a humanoid robotok rugalmas ízületei mögött nem énekelt hősré válik , csendesen támogatva a robotika iparának gyors fejlődését.
