A humanoid robotok ragyogó gyöngyévé váltak a mesterséges intelligencia területén.
Az utóbbi években a humanoid robotok ragyogó gyöngyévé váltak a mesterséges intelligencia területén, széles körű alkalmazásukkal, például orvosi ellátásban és szolgálatban. Az ipar fejlődésének további előmozdítása érdekében az önkormányzatok bevezettek olyan politikákat, amelyek növelik a humanoid robotok és azok kulcsfontosságú elemeit. A humanoid robotipar láncában a Hollow Cup motor fontos szerepet játszik a humanoid robot mozgásvezérlő rendszerében, például a Tesla humanoid robot Dexterous Hand alapkomponense az üreges csésze motor, egyetlen robot összeszerelés 12 (6 jobb kéz). Ennek a cikknek a célja, hogy megvitassák az üreges kupa motor műszaki jellemzőit, piaci állapotát és jövőbeli kilátásait a kutatás során.
Mi az üreges csésze motor
1. A motor koncepciója és osztályozása
Az elektromos motor egy olyan eszköz, amely az elektromos energiát mechanikus energiává alakítja. Energikus tekercset (vagyis az állórész tekercselését) használ egy forgó mágneses mező előállításához, és a forgórészhez (például egy mókus-ketrec zárt alumínium kerethez) használják, hogy magnetoelektromos forgási nyomatékot képezzenek, azaz a mágneses mezőben lévő áramáram által generált erő által generált erőt forgó hatáské alakítják. Az elv az, hogy a mágneses mezőt használjuk az áram kényszerítésére, hogy a motor forogjon.
A motor forgásának alapelve: az állandó mágnes körül forgó tengelyen 1 forgassa el a mágnest (úgy, hogy a forgó mágneses mezőt generálják), 2 az N pólus és az S pólus heteropol -attrakciója szerint, ugyanaz a pólus -tagadás, 3 a mágnes forgó tengelyével forogni fog.
Egy motorban valójában a huzalon átáramló áram hoz létre egy forgó mágneses mezőt (mágneses erő), amely a mágnes forgását okozza. Amikor a huzalt tekercsbe tekerik, a mágneses erőt szintetizálják, hogy egy nagy mágneses mező fluxus (mágneses fluxus) legyen, ami az N és S oszlopokhoz vezet. Ha egy vasmagot beilleszt egy huzaltekercsbe, a mágneses mező vonalak könnyebben átjuthatnak, és erősebb mágneses erőt képesek előállítani.
A motor szerkezete elsősorban két részből áll: állórész és forgórész.
STATOR: A motor helyhez kötött része, amelynek fő szerkezete magában foglalja a mágneses pólust, a tekercset és a konzolot. A mágneses pólus a motor azon része, amely generálja a mágneses teret, amely általában vasmagból és tekercsekből áll. A tekercs a tekercs az állórészben, általában vezetőkből és szigetelésből áll, amelynek szerepe egy mágneses mező előállítása, amikor egy elektromos áram áthalad rajta. A zárójel az állórész tartós szerkezete, általában alumíniumötvözetből és más anyagokból, jó korrózióállósággal és szilárdsággal.
Rotor: A motor forgó része, amelynek fő szerkezete magában foglalja a armatúrát, a csapágyakat és a végsapkákat. A armatúra a forgórész tekercse, általában vezetőkből és szigetelésből áll, amelynek szerepe egy mágneses mező előállítása, amikor egy elektromos áram áthalad rajta. A csapágyak a forgórész tartószerkezete, általában acélból vagy kerámiából, jó kopás és korrózióállósággal. A végső burkolat a motor végszerkezete, általában alumíniumötvözetből és más anyagokból, jó tömítéssel és szilárdsággal.
2, Hollow csésze motor meghatározása és osztályozása
1958 -ban a Dr.FF Aulhaber kifejlesztette a ferde kanyargós tekercs -technológiát, és 1965 -ben megszerezte a The Hollow Cup Motor releváns szabadalmát, jelezve a Hollow Cup motor megjelenését, és kreatív szerkezeti kialakítása lehetővé teszi a motor kisebb méretének és nagyobb hatékonyságának. Az üreges csésze motor a DC állandó mágneses szervo motorhoz tartozik, a motor szerkezetét a következő ábra mutatja, elsősorban az állórészből és a forgórészből. Az állórész szilícium acéllemezből és tekercsek tekercseiből áll, és a szilícium acéllemez foghorony -szerkezet nélkül elkerülheti a foghornyok hatását, és csökkentheti a vasveszteséget és az örvényáram -veszteséget. A forgórész állandó mágnesből, forgó tengelyből és rögzített alkatrészekből áll, és a motor gyűrűs állandó mágnest használ, amelyet könnyen feldolgozható és telepíthető.
A hétköznapi motorokkal összehasonlítva a forgórész legnagyobb tulajdonsága az, hogy áttör a hagyományos motor szerkezetének rotorszerkezetén, és egymagos rotorot használ, más néven üreges csésze rotor. A forgórész egy üreges csésze alakú szerkezet, amelyet tekercsek és mágnesek vesznek körül. A szokásos motorokban a vasmag szerepe elsősorban: 1) koncentrálja és irányítja a mágneses mezőt: A vasmag nagy mágneses permeabilitású anyagból készül (például szilícium acéllemez), amely koncentrálhat és irányíthatja a mágneses fluxust, ezáltal javítva a motor mágneses mező szilárdságát és hatékonyságát; 2) Támogatási tekercsek: A vasmag erős tartószerkezetet biztosít a tekercseléshez, biztosítva, hogy a kanyargás stabil alakot és helyzetet tartson a motor működése során. Az üreges csésze motorban a vékonyfalú üreges hengert használják forgórészként, és az üreges hengert közvetlenül a tekercsbe tekercselték, további alapvető tartó nélkül. A Coreless Design előnyei: 1) Az örvényáram és a hiszterézis veszteségek kiküszöbölése: A vastag egy közös motorban az örvényáramot és a hiszterézis veszteségeket eredményezi egy váltakozó mágneses mezőben, amely csökkenti a motor hatékonyságát. A Hollow csésze motor egy Coreless rotorot használ, amely teljesen kiküszöböli ezeket a veszteségeket, ezáltal javítva a motor energiakonverziójának hatékonyságát. 2) Csökkentse a tehetetlenség súlyát és nyomatékát: A mag-mentes kialakítás jelentősen csökkenti a forgórész súlyát, így az egész motor könnyebbé válik. Ugyanakkor a tehetetlenségi nyomaték csökkentése lehetővé teszi a motor számára, hogy gyorsabb válaszsebességgel és nagyobb gyorsulással rendelkezzen, ami nagyon hasznos az alkalmazási forgatókönyveknél, amelyek gyors indítást és leállítást igényelnek.
Ugyanakkor az üreges henger szerkezetének és a tekercselés elrendezésének precíziós kialakítása optimalizálhatja a mágneses mező eloszlását az üreges csésze motor belsejében, csökkentheti a mágneses szivárgást és az energiaveszteséget, és tovább javítja a motor hatékonyságát és teljesítményét.
Az üreges csésze motor kétfajtara osztható a kommutációs mód szerint: az egyik az üreges csésze kefe motor, amely a mechanikus szénkefe kommutációs módot alkalmazza; A másik az üreges csésze kefe nélküli motor, amely felváltja a kefe kommutációját az elektronikus kommutációval, elkerülve az elektromos szikra és a toner részecskéket, amelyeket a kefemotor működése során generálnak, csökkentve a zajt és növelve a motor szerviz élettartamát. A Mingzhi elektromos készülékek különböző termékeinek összehasonlításából a következő ábra látható, hogy nincs szükség kefére a kefe nélküli üreges csésze motorban, de a csarnok érzékelője felismeri a forgórész mágneses mező jelét, a mechanikus megfordítást elektronikus jel -visszafordítássá változtatja, és tovább egyszerűsíti az ürege csésze motor fizikai szerkezetét.
3, Hollow csésze motor előnyei
Az üreges csésze motor áttör a hagyományos motor szerkezeti szerkezetének szerkezetében, csökkenti az örvény -áram képződése által okozott energiavesztést, és tömege és tehetetlenségi nyomatéka jelentősen csökken, ezáltal csökkentve a rotor mechanikai energiaveszteségét. Összefoglalva: az üreges csésze motornak a nagy teljesítmény sűrűségének, a hosszú élettartamnak, a gyors reagálásnak, a nagy csúcs nyomatéknak, a jó hőeloszlásnak és így tovább előnyei vannak.
Nagy teljesítmény sűrűség: Az üreges csésze motor teljesítmény -sűrűsége a kimeneti teljesítmény és a súly vagy a térfogat aránya. A súlyt illetően a nem alapvető rotor könnyebb, mint a szokásos mag rotor; A hatékonyság szempontjából a Coreless Rotor kiküszöböli az örvényáramot és a coreless rotor által keltett hiszterézis veszteséget, javítja a mikromotor hatékonyságát, és biztosítja a nagy kimeneti nyomatékot és a kimeneti teljesítményt. A legtöbb üreges csésze motor maximális hatékonysága meghaladja a 80%-ot, míg a legtöbb kefe DC motor maximális hatékonysága általában 50%. Az alacsonyabb súly és a nagyobb hatékonyság lehetővé teszi az üreges csésze motorok számára a nagyobb teljesítmény sűrűség elérését. Ezért az üreges csésze motor különösen alkalmas akkumulátorral működő alkalmazásokhoz, amelyek hosszú üzemi időtartamot igényelnek, például hordozható légmintavételi szivattyúkat, humanoid robotokat, bionikus kezeket, kézi tápegységeket és egyéb alkalmazásokat.
Nagy nyomaték -sűrűség: A Coreless Design csökkenti a forgórész súlyát és a tehetetlenség pillanatát, és az alacsony tehetetlenségi nyomaték azt jelenti, hogy a motor gyorsabban felgyorsulhat és lassulhat, így rövid idő alatt képes több nyomatékot generálni; Ugyanakkor a vasmag hiánya miatt az üreges csésze motor kompakt, kisebb és képes nagyobb nyomatékkimenetet biztosítani egy korlátozott térben.
Hosszú élettartam: Az üreges csésze motor fordított darabjainak száma csökkenti az aktuális ingadozást és a motor induktivitását a visszafordítás során, ami nagymértékben csökkenti a fordított rendszer elektromos korrózióját a megfordítási folyamat során, hogy hosszabb élettartam legyen. A '' A 'csésze motorok testreszabott menedzsmentjének' Alkalmazási kutatásának adatainak megfelelően 'a szálcsiszolt DC motorok élettartama általában csak néhány száz óra, és a Hollow Cup motorok várható élettartama általában 1000 és 3000 óra között van, ami hosszabb megbízható műveletet biztosíthat.
Gyors válaszadási sebesség: A hagyományos motor viszonylag nagy tehetetlenségi pillanatban van, mivel a vasmag létezik, míg az üreges csésze motor kompakt, és a forgórész egy csésze alakú önellátó tekercs, tehát a súly könnyebb, és kisebb tehetetlenségi pillanata az üreges csésze motornak is érzékeny indulási-stop beállítási jellemzőit is tartalmazza. Az üreges csésze mikro motor és a tekercsek kutatási előrehaladása szerint az általános magmotor mechanikai időállandója körülbelül 100 ms, míg az üreges csésze motor mechanikai időállandója kevesebb, mint 28 ms, és néhány termék még kevesebb, mint 10 ms.
Magas csúcsnyomaték: Az üreges csésze motor csúcsnyomatékának és folyamatos nyomatékának aránya nagyon nagy, mivel az aktuális emelkedés folyamata a csúcsnyomaték -állandóra nem változik, és az áram és a nyomaték közötti lineáris kapcsolat a mikromotor nagy csúcsnyomatékot eredményezhet. Miután a szokásos mag DC motor eléri a telítettséget, függetlenül attól, hogy az áram növekszik, az egyenáramú motor nyomatéka nem növekszik.
Jó hőeloszlás: Az üreges csésze -forgórész felülete légáramlása van, jobb, mint a mag forgórész hőeloszlási teljesítménye
4, a Hollow csésze motor műszaki útja
Az üreges csésze motor előállításának legfontosabb lépése a tekercs előállítása, így a tekercsek kialakítása és a kanyargós folyamat alapvető akadályaivá válik. Az átmérő, a fordulatok száma és a huzal linearitása közvetlenül befolyásolja a motor mag paramétereit. A tekercsek tekercsének alapvető gátja közvetlenül tükröződik a tekercsek kialakításában, mivel a különböző kanyargós típusok különbségeket mutatnak az automatizálási arányban és a rézfogyasztásban. Másrészt tükröződik a kanyargós berendezésben és a kanyargós módszerben is, és az üreges csésze horony különböző tekercses gépek általi töltési sebessége eltérő, ami eltérő ritkán vezet, közvetlenül befolyásolva a motoros veszteséget, a hőeloszlás, az energiát és így tovább.
Tekercses tervezési szög: Az üreges csésze motor kanyargós kialakítását egyenes tekercselésre, ferde tekercselésre és nyeregtípusra lehet osztani.
Egyenes tekercs: A tekercs huzalja párhuzamos a motor tengelyével, koncentrált tekercsszerkezetet képezve. Az egyenes tekercses tekercs tervezési elképzelése az, hogy először a szokásos kör alakú zománcozott huzalt a kanyargóson hal meg a fordulók számának követelménye alapján, majd összekapcsolja a tekercset a huzal mag tengelyére, majd a kötőanyagot mindkét végén használja a gyógyításhoz és a formában. Viszonylag véve, az egyenes tekercs vége nem eredményez nyomatékot, és növeli a armatúra súlyát és a armatúra ellenállást.
Ferde tekercselés: A méhsejt -tekercsek néven is ismert, a méhsejt -tekercselési módszert használják, a csapok közepén hagyva, hogy folyamatosan szélhámolhassuk, az elem és az armatúra tengely tényleges oldalát egy bizonyos dőlési szöggé kell tenni. Ennek a tekercselési módszernek a végmérete kicsi, de mivel a ferde tekercselés folyamatos tekercseléshez bizonyos vonalszög, a zománcozott huzal átfedések és a rés töltési sebessége alacsony. Az egyenes sebtípushoz képest a ferde tekercses armatúrának nincs végső tekercse, csökkentve a armatúra súlyát, és előnyei vannak a kis tehetetlenségi pillanatnak, a kis időállandónak, a jó húzási tulajdonságoknak és a nagy kimeneti nyomatéknak. A németországi Faulhaber és a svájci Portescap többnyire ferde tekercset használ.
Nyeregtípus: Koncentrikus vagy rombin tekercsek néven is ismert, az alakú tekercs és azután huzalozás módszerét használják, vagyis az ön ragaszkodó zománcozott huzalt egy speciális formáló tekercselési szerszámra tekercselik, és az Armature Cup többféle formázási elrendezésből készül. Tekercseléskor a két tekercsréteg szépen és alakú, és ez kényelmes a Armature Cup méretének szabályozására az átalakítás és a rés kitöltési sebességének javítása után. Ugyanakkor ez a módszer nagy termelési hatékonysággal rendelkezik, és alkalmas tömegtermelésre. A nyereg tekercses armatúra vége kevesebb átfedő réteggel, kis légréssel és nagy felhasználási sebességgel rendelkezik az állandó mágneshez, ami javítja a motor teljesítmény sűrűségét. A Svájcban található Maxon néhány terméke nyereg típusú tekercset használ.
Tekercselési folyamat szempontjából: A termelési technológiai szempontból a tekercs kialakítási módszere szerint elsősorban három kategóriába sorolják: kézi kanyargást, kanyargást és egyszeri formázási termelést.
1) Kézi kanyargás. Komplex folyamatok sorozatán keresztül, beleértve a PIN -kód beillesztését, a kézi tekercset, a kézi vezetékeket és az előállítási egyéb lépéseket. Ez alkalmas olyan termékekhez, amelyek magas testreszabást igényelnek, de a termelés hatékonysága és a termék stabilitása korlátozott.
2) Tekercselő termelési technológia. A kanyargós termelési technológia félautomata termelés, a zománcozott huzal először gyémánt alakú keresztmetszettel sorsolják a fő tengelyhez, és azt a szükséges hosszúság elérése után távolítják el, majd egy huzallemezbe simítják, és végül a huzallemezt egy csésze alakú tekercsbe tekerik. A 'tekercselő üreges csésze armatúra gyártási folyamat és a berendezések' tekercselési folyamata szerint a következő tekercselőgép 4 munkavállalóval konfigurálható, hogy elérje az éves 30 000 egység teljesítményét, de a tekercselés korlátozása az, hogy ez jobban megfelel a 20-30 mm-es üreges csésze átmérőjéhez, nehezen tekercselhető, kevesebb, mint 7 mm-es, és ez termékcsillapítóval kevesebb, mint 10 mm. Összességében a kanyargási folyamat termelési hatékonysága viszonylag magas, és megfelelhet a közepes méretű termelés követelményeinek. A magas kézi részvételi arány azonban a késztermék konzisztenciájához vezethet, nem lehet olyan jó, mint az automatizált termelés, és nehéz megfelelni az üreges csésze tekercsek kisebb méretének.
3) Egy formázási termelési technológia. Az automatizáló berendezésen keresztüli kanyargós gép zománcozott huzal lesz az orsó szabályának megfelelően, a tekercset egy csészébe tekercselés, az egyik öntvény, a több folyamat, a nagymértékű automatizálás, tehát a termelési hatékonyság és a késztermékek konzisztenciájának megfelelője nem szükséges; De a megfelelő előzetes berendezés befektetése magasabb lesz.
A tengerentúli kekercselési folyamat korán kialakult, az automatizálás mértéke magasabb, mint a hazai. A háztartás elsősorban a kanyargós termelést fogadja el, a folyamat bonyolultabb, a munkavállalók munkaerő -intenzitása nagy, nem tudja kitölteni a tekercset vastagabb huzalátmérővel, és a hulladék sebessége magas. A külföldi országok elsősorban az egyszeri sebtermelési technológiát, a magas automatizálás, a magas termelési hatékonyság, a tekercs átmérőjének tartományát, a jó tekercsminőséget, a szoros elrendezést, a motoros típusokat, a jó teljesítményt használják.
Ipari lánc kapcsolatok és downstream alkalmazások
Az üreges csésze motor felfelé fekvő áramlása nyersanyagok és alkatrészek, a nyersanyagok közé tartozik a réz, acél, a mágneses acél, a műanyag stb. Az ipari lánc lefelé az alkalmazás vége, és az üreges csésze motor nagy érzékenység, stabil működési és erős vezérlés jellemzői, amelyek megfelelnek a csúcskategóriás elektromos meghajtó mező szigorú követelményeinek, tehát elsősorban az űrrepülésben, az orvosi berendezésekben, az ipari automatizálásban és a robotikában, valamint más csúcskategóriákban használják. Ugyanakkor az üreges csésze motort fokozatosan alkalmazzák a polgári területen, például az irodai automatizálás, az elektromos eszközök és így tovább.
Ígéretes üreges csésze motor
Az üreges csésze motor, egyedi kialakításával, vasmag nélkül, nagy sebességgel, nagy hatékonysággal, nagy dinamikus válaszokkal és egyéb jelentős előnyökkel, amelyeket széles körben használnak az űrben, az orvosi berendezésekben és más területeken, a humanoid robot kézi rugalmasságában szintén jelentős hatással van. Noha a tengerentúli vállalkozások, mint például a Maxon és a Faulhaber, jelenleg az első mozgatási előnye van, a hazai gyártók technikai szintjének folyamatos javulásával és a humanoid robotpiac gyors fejlődésével, a háztartási üreges kupa motorok új fejlesztési lehetőségeket fognak bevezetni.
