中空のカップモーターは、ヒューマノイドロボットの器用な握りを強化します。高性能マイクロモーターは急速な成長を目撃します

テスラの第2世代のヒューマノイドロボットであるオプティマスは、滑らかな歩行姿勢制御に加えて、卵を簡単かつ正確に拾い上げて配置する能力に感銘を与えます。シームレスで安定した把握は、ロボットの洗練されたハンドコントロール機能を示しています。

ヒューマノイドロボットの器用な手は、通常の産業ロボットのエンドエフェクターとはまったく異なるヒト運動学に基づいて設計された特殊なエンドエフェクターです。通常の産業用ロボットエンドエフェクターは、グリッピングや溶接などの特定のタスクのみを実行できますが、複数のセンサーと自由度でサポートされている器用な手は、人間の手機能を模倣できます。ヒューマノイドロボット市場の成長傾向に伴い、これらの器用な手の中空カップモーターも大きな注目を集めています。

不可欠 中空カップモーター ヒューマノイドロボット用の

ロボットのエンドエフェクターとは、ロボットがタスクを完了するために必要な特定の機能を備えたロボットのエッジ（ジョイント）に接続されたツールを指します。エンドエフェクターは、ロボットの負荷と動作精度を決定します。アプリケーションの要件に基づいた従来の産業用ロボットエンドエフェクターは、通常、握り、持ち上げ、溶接などの単一タイプのタスクのみを実行できます。それらの汎用性は限られており、人間の手の柔軟性とはほど遠い、特定または非常に少数の同様のシナリオにのみ適しています。

ヒューマノイドロボットのエンドエフェクターとして、器用な手は人間の手をマッピングし、日常生活で見られるさまざまなツールや楽器を簡単に使用できるようにします。器用な手がなければ、ヒューマノイドロボットは本当にインテリジェントとは見なされません。 Optimus 2.0の紹介ビデオでは、Teslaは、11度の自由度を備えた、より応答性の高い器用な手を装備しました。

ロボットの自由度は、モーションの柔軟性、さまざまなタスクを処理する能力、および最大の運用パフォーマンスを反映しています。一般的に言えば、自由度が多いほど、ロボットは人間の手の機能に近づき、汎用性を高めますが、制御の複雑さも高まります。産業用ロボットは通常、6度の自由度を超えず、ほとんどは3〜4しかありません。

Optimus 2.0のエンドエフェクターは、11の自由度を誇っています。自由度が多いことは、より複雑な構造とより高い運動要件を意味します。ハンドスペースは限られているため、使用されるモーターはコンパクトでなければなりません。素早い応答、正確なスタートストップ、高トルク、および小型のサイズは、器用な手を制御するモーターに不可欠です。

小規模で高精度モーターの代表として、中空のカップモーターは器用な手でかけがえのない役割を果たします。中空カップモーターは、ブラシレスバージョンとブラシバージョンの両方で利用できる、コアレス構造を備えた特別なタイプのDC永久マグネットサーボモーターです。コアレス構造は、コアによって引き起こされるエネルギー損失を排除し、体重と機械的エネルギーの損失を減らし、非常に高い効率を達成します。

さらに、質量慣性が低下すると、中空のカップモーターは、高トルクと組み合わせると、非常に短い機械的時定数で動的駆動を実現できます。これらの特性は、ヒューマノイドロボットのニーズと完全に一致しています。

###ヒューマノイドロボットが駆動する中空カップモーターの開発の開発

NTCYSDの推定によると、Hollow Cup Motorsの世界市場規模は2022年に7億ドルであり、2028年までに12億ドルに達すると予想されています。この予測は、ヒューマノイドロボットからの需要の急増を説明していません。 Optimus 2.0では、Teslaは6つの中空カップモーターを使用して11の自由度を達成し、単価はモーターあたり150〜300ドルです。このボリュームに基づいて、ヒューマノイドロボットの将来の開発により、ヒューマノイドロボットセクターだけの中空カップモーターの市場規模が大幅に拡大します。

現在、Maxon、Faulhaber、Portescapなどの企業がフィールドをリードしており、Hollow Cup Motor Marketの早い段階で始まっています。中国では、いくつかの自動車メーカーが、この青い海洋市場での大きな将来の需要を満たすために、高性能の中空カップモーターを提供することもできます。

最終市場でのOptimusのようなヒューマノイドロボットを徐々に適用することで、中空のカップモーターの需要は間違いなく大幅に増加します。

###中空カップモーターに反映された高性能マイクロモーターの迅速な発展

中空カップモーターは、DCモーター、永久磁石モーター、サーボモーターの一種であり、マイクロモーターとして分類することもできます。マイクロモーターは一般に、数百ミリワットから数百ワットまでの電力を備えた電気機械製品を指します。フレームの直径は160mmを超えない、または90mmを超えない中心の高さです。

以前は、Advanced Motor Control Technologyセミナーでは、Micro Motorsに関するレポートがあり、市場の需要に応じてマイクロモーターフィールド全体が急速に成長していること、特にサイズと高トルクの高性能マイクロモーターが急速に成長していることを強調しています。中空のカップモーターは、この傾向のほんの一例です。

Grand View Researchの分析レポートによると、世界のマイクロモーター市場規模は2022年に407億ドルでした。コンパクトで高性能機器を達成するための小型化の需要は、マイクロモーターフィールドでの急速な発展を促進しており、今後5年間で年間成長率が6.2％であると予想されています。

ヒューマノイドロボットに加えて、自動車セクターは高性能マイクロモーターの需要を高めています。自動車セクターは、2022年に最大のマイクロモーター市場でした。ドアロック、バックミラー、窓、電気シート、冷却ファン、ウォーターポンプ、ワイパー、サンルーフ、クラッチ、コンデンサー、ステアリングホイールなど、さまざまな車内システムには、より小さくて軽いモーターが必要です。

高性能自動車マイクロモーターは、少量の正確で信頼性の高いドライブを提供し、より効率的なモーション制御を実現し、車両の性能、安全性、快適性を確保し、高エネルギー効率を維持します。さらに、アンチロックブレーキシステムなどの安全システムでの高性能マイクロモーターの使用も増加しています。

高性能 Hollow Cup Motorsに例示されたマイクロモーターは、より小さなフレームで優れたモーター性能を実現することを可能にします。将来的には、中空のカップモーターだけでなく、サイズが小さい、速い応答、正確なスタートストップ、高トルクを備えた高性能マイクロモーターも、さまざまな業界でより多くのアプリケーションを見つけ、運動開発の重要な方向を表します。