Робот хүрээгүй моментийн моторууд хүн дүрст роботуудыг хэрхэн хүчирхэгжүүлдэг

Лабораторид ухрах, машины үйлдвэрт эд анги зөөх, тэр байтугай хүмүүстэй байгалийн яриа өрнүүлэх зэрэг хүн дүрст роботуудын богино хэмжээний видеог та аль хэдийн үзсэн байх. Эдгээр 'хүнтэй төстэй' үйлдлүүдийн ард гол идэвхжүүлэгч байдаг: хамтарсан систем. Хэрэв алгоритм нь роботын тархи, мэдрэгч нь түүний мэдрэхүй юм бол Робот хүрээгүй моментийн мотор  нь түүний булчин бөгөөд хэр хурдан гүйх, хэр хүнд ачаа өргөх, хэр тогтвортой алхах зэргийг тодорхойлдог. Өнөөдөр бид энэ 'булчин' технологи нь хаана илүү сайн болох, үйлдвэрлэлийн өөрчлөлтийг хэрхэн дэмжиж байгааг судлахын тулд хэд хэдэн үндсэн хүн дүрст робот бүтээгдэхүүнээс эхлэх болно.

I. Хүн дүрст роботууд яагаад роботын хүрээгүй моментийн мотороос салшгүй байдаг вэ?

Гол дүртэйгээ танилцацгаая. Хүрээгүй моментийн мотор бол ямар ч орон сууц, босоо ам, холхивчгүй өвөрмөц оршихуй юм. Бүх 'савласан' захын эд ангиудыг салгаснаар  статор болон роторын цөмийг л хадгална. роботын үе мөчний бүтцэд шууд суулгасан Үр ашиг нь ойлгомжтой:  бага эзэлхүүн, өндөр эргэлт . Хүн дүрст роботын хувьд ташаа, өвдөг, мөр зэрэг том эргэлттэй үеүүд нь маш өндөр эрчим хүчний нягтрал, нягтрал шаарддаг; Уламжлалт мотор нь ихэвчлэн хэт их зай эзэлдэг бол хүрээгүй эргүүлэх моторыг холболтын дотор нэгтгэж 'мотор-холбогч一体化' хийцтэй болгож, ерөнхий бүтцийг илүү авсаархан, үр ашигтай болгодог.

Мэдээлэл нь түүний ач холбогдлыг баталж байна. Тесла Оптимусыг жишээ болгон авч үзье:  түүний 28 идэвхжүүлэгч бүр нь хүрээгүй эргүүлэх момент ашигладаг бөгөөд энэ нь үе мөчийг ажиллуулахад энэ бүтээгдэхүүний гол үүргийг онцлон харуулж байна.

II. Үндсэн бүтээгдэхүүний тохиргооны шинжилгээ: Өөр өөр үе мөч, өөр 'булчин'

Хэрэв бид моторыг булчинтай харьцуулбал биеийн янз бүрийн хэсгүүдэд тавигдах шаардлага маш их ялгаатай байдаг - мөр, ташаа зэрэг том үе мөчүүдэд тэсрэх хүч, бугуй болон уян хатан гар нь нарийн хяналт шаарддаг, өвдөг нь тогтвортой байдлыг хадгалахын зэрэгцээ ачааллыг даах ёстой. Үйлдвэрлэгчид бүтээгдэхүүний байршил, зардлын тооцоонд үндэслэн моторын хослолын өөр өөр шийдлүүдийг хэрэгжүүлсэн.

Тесла Оптимус: Техникийн жишиг үзүүлэлтийн 'Бүрэн стек тохиргоо'

Tesla Optimus нь одоогоор салбарын хамгийн бүрэн гүйцэд, техникийн хувьд ил тод идэвхжүүлэгчийн шийдэлтэй. Түүний үеийг гурван төрөлд хуваадаг.

·  Эргэдэг механизм (14 ширхэг) : Мөр, ташаа, бугуй, бэлхүүс зэрэг том өнцгийн эргэлтийн үеүүдэд голчлон ашигладаг. Энэхүү шийдэл нь 'хүрээгүй момент мотор + гармоник бууруулагч + эргүүлэх момент мэдрэгч + хос кодлогч' бөгөөд  20Нм, 110Нм, 180Нм эргүүлэх гурван үзүүлэлтийг санал болгодог..

·  Шугаман хөдөлгөгч (14 нэгж) : Хязгаарлагдмал дүүжин өнцөгтэй, гэхдээ өндөр түлхэлт шаарддаг (жишээлбэл, тохой, өвдөг, шагай) холбоосуудад тархсан. Энэхүү шийдэл нь хүч чадалтай 'хүрээгүй момент мотор + гаригийн булны шураг' юм. 500N, 3900N, 8000N .

·  Ухаалаг гар хөдөлгүүр (12 ширхэг / хоёр гар) : Хөндий аяга мотор + бяцхан олон шатлалт гаригийн хурдны хайрцаг + өт араа зэргийг хослуулан ашигладаг. Гар бүр 11 градусын эрх чөлөөтэй бөгөөд 9 кг ачааг өргөх чадвартай.

Ерөнхийдөө Optimus нь гуя, мөр зэрэг хүнд ачаалалтай үе мөчүүдэд 180Нм өндөр эргэлттэй идэвхжүүлэгч, тохой, бугуй зэрэг дунд зэргийн ачаалалтай хэсгүүдэд дунд/бага эргүүлэх шийдлүүдийг ашиглаж, боломжийн 'булчингийн градиент' үүсгэдэг. Зардлын үүднээс авч үзвэл,  хүрээгүй эргэлтийн мотор нь роботын нийт зардлын ойролцоогоор 14.8% -ийг эзэлдэг бөгөөд энэ нь гаригийн булны шурагны дараа орох хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Unitree H1/G1: Өндөр өртөгтэй гүйцэтгэлтэй 'Өөрийгөө хөгжүүлсэн фракц'

Unitree-ийн арга барил нь Теслагийнхаас эрс ялгаатай бөгөөд тэд  өндөр моментийн нягтралтай мотор + бага харьцаатай гаригийн араа ашиглан бараг шууд хөтчийн архитектурыг илүүд үздэг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний гарцыг баталгаажуулахын зэрэгцээ зардлыг бууруулдаг.

H1 нь  өөрөө хөгжүүлсэн M107 мотороор тоноглогдсон, үйлдвэрлэлийн түвшний том хүн дүрст роботын хувьд байрладаг .  360Н·м  ( түнхний үе  220Н·м , шагайны үе  45Н·м ) оргил моментийг гаргаж чаддаг, өрсөлдөгчдөөсөө 1.5 дахин их хүч чадалтай, Хамтарсан тархалт: 14 доод мөчний үе (45-220Н·м эргүүлэх момент), 14 дээд мөчний үе (момент ~75Н·м), их биеийн 2 үе.

G1 нь  гэрийн хэрэглэгчдэд зориулагдсан хувилбарууд: 1.32м өндөр, 35кг жинтэй. Стандарт хувилбарт 23 DOF байдаг бол EDU хувилбар нь 23-43 DOF санал болгодог. Түүний доод хөлний үе нь 'мотор + хоёр үе шаттай гаригийн бууруулагч + кодлогч + драйвер' дөрвөн нэгдмэл модулийг ашигладаг бөгөөд өвдөгний үений хамгийн их эргэлт  90N·m  , гарны хамгийн их ачаалал 2кг байна. Unitree нь мотор, бууруулагч, хянагч, кодлогч болон бусад үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бие даан хөгжүүлснээр 90 гаруй хувийн нутагшуулах түвшинд хүрсэн нь G1-ийн үндсэн хувилбарыг 85,000 юань хүртэл хямд үнээр гаргах боломжийг олгосон.

Xiaomi CyberGear: Жижигрүүлсэн нэгдсэн 'Actuary'

Xiaomi-ийн CyberGear нь огт өөр замаар явдаг—энэ нь серво мотор, гармоник бууруулагч, хос кодлогч, драйверийг ердөө  317 грамм жинтэй жижигхэн биед багтааж , 'жижиг хэмжээтэй, том интеграцчилал'-д хүрдэг.

Техникийн параметрүүд: CyberGear мотор нь ердөө хамгийн их эргэлттэй боловч  3N·m  хүртэл хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай  20 миллисекунд . Энэ нь ширээний робот гар, жижиг роботын холболт зэрэг хөнгөн хувилбаруудад тохиромжтой. Мотор нь дулааныг илүү сайн ялгаруулахын тулд хар аноджуулсан хөнгөн цагаан орон сууцыг ашигладаг, өөрөө боловсруулсан температур илрүүлэх систем, хамгаалалтын алгоритмуудыг агуулсан бөгөөд XT30 холбогч, хурдан ялгардаг загвартай стандартаар ирдэг. Энэ нь Xiaomi-ийн онлайн дэлгүүрт ердөө  499 юанийн үнээр зарагддаг бөгөөд энэ нь анхан шатны түвшний роботын модулиудын 'үнийн хаалгач' юм.

Хэдийгээр түүний 3N·m хамгийн их эргүүлэх момент нь Optimus болон Unitree-ийн том моментийн шийдлүүдээс хамаагүй бага бөгөөд ердөө 317 грамм жинтэй, 'хурдан суллах + нэгдсэн' дизайныг харгалзан үзвэл энэ нь хэрэглэгчийн хувилбаруудад (гэрийн жижиг роботууд, боловсролын роботууд) хангалттай биш юм. Энэ нь 'хангалттай сайн' стратегийг баримталж, жижиг, дунд үйлдвэрлэгчдэд роботын салбарт тоглох боломжийг олгодог.

Zhiyuan Robotics Expedition Series: 'Ultimate Burst Power'-ыг эрэлхийлж байна

Zhiyuan Expedition цуврал нь моторын гүйцэтгэлд онцгой түрэмгий байдаг. Expedition A2 Max робот нь  450N·m -ийн хамгийн дээд үений эргүүлэх хүчийг өгдөг бөгөөд энэ нь одоогоор олон нийтэд хүртээмжтэй хамтарсан эргэлтийн моментийн хамгийн өндөр үзүүлэлтүүдийн нэг юм. Өөрөө хөгжүүлсэн PowerFlow мотор нь шууд хөтөч болон уламжлалт моторын хоорондох бараг шууд хөтөч технологийн маршрутыг нэвтрүүлж, ердөө 1.6 кг жинтэй байхад 350N·m-ээс дээш оргил эргүүлэх моментийг өгдөг ба шингэн хөргөлтийн системийг багтаасан бөгөөд хүчний хяналтын мэдрэмж, тасралтгүй ачааллын багтаамжийг тэнцвэржүүлдэг. Одоогоор Жююань Чэндүд аж үйлдвэрийн бааз байгуулж, Экспедицийн А3, А2, Линши Х2 зэрэг бүтээгдэхүүнүүд олноор үйлдвэрлэгдэж байна.

Зөн совинтой харьцуулахын тулд дээрх үндсэн загваруудын гол параметрүүдийг доорх хүснэгтэд нэгтгэн харуулав.

Дээрх хүснэгтээс харахад роботын хүрээгүй момент хөдөлгүүрүүд нь ташаа, өвдөг, мөрний үе зэрэг хүнд ачааллын хувилбаруудад бараг стандарт болсон нь тодорхой байна, харин илүү нарийвчлалтай хөндий аяганы моторыг гарны төгсгөлд ашигладаг - цорын ганц ялгаа нь  моторын төрөл болон гүйцэтгэлийн параметрүүдийн хослолд оршдог . Чиглэл нь тогтвортой байна.

III. Мотор ба иж бүрэн роботуудын хоорондох 'Зураглал'

Эдгээр алдартай хүн дүрст робот бүтээгдэхүүнийг дээд талын мотор үйлдвэрлэгчид дэмжиж байгаа юу? Их хэмжээний үйлдвэрлэл нэмэгдэж байгаа энэ үед дотоодын болон олон улсын хэд хэдэн ханган нийлүүлэгчид гол байр суурийг эзэлдэг иж бүрэн робот үйлдвэрлэгчидтэй нягт холбоотой байна.

·  Tesla-ийн нийлүүлэлтийн сүлжээ : Inovance Technology нь хөтчийг удирдах нэгдсэн холболтын салбарт тэргүүлэгч байр суурийг эзэлдэг бөгөөд Leadshine-ийн хөдөлгөөнийг хянах бүтээгдэхүүнүүд мөн Теслагийн нийлүүлэлтийн сүлжээнд нэвтэрсэн. Нэмж дурдахад Wolong Electric Drive-ын хүрээгүй момент моторууд нь Unitree, Zhiyuan зэрэг дотоодын нийтлэг роботуудын нийлүүлэлтийн сүлжээнд амжилттай нэвтэрч, Tesla-тай шууд бусаар холбогдож, дотоодын зах зээлийн 25 орчим хувийг эзэлдэг.

·  Unitree  бол нутагшуулах өндөр хувьтай тоглогч юм; түүний мотор, хөтчийн самбар, хөдөлгөөнийг хянах алгоритмууд нь ихэвчлэн өөрсдөө боловсруулсан байдаг. Нийлүүлэлтийн гинжин хэлхээний үүднээс авч үзвэл Leaderdrive-ийн гармоник бууруулагч, Haozhi Electromechanical-ийн хүрээгүй момент мотор зэрэг нь Unitree-д нийлүүлдэг.

·  Xiaomi-ийн CyberGear  мотор нь гадны мотор нийлүүлэгчдээс хамаардаггүй ч задлах ажиллагаа нь ams OSRAM-ийн соронзон кодлогч болон GigaDevice-ийн үндсэн удирдлагын MCU-г нэгтгэсэн болохыг харуулж байна. Үүний зэрэгцээ Inovance Technology нь Xiaomi-г нийлүүлдэг.

·  Чжиюань  олон тооны ханган нийлүүлэгчидтэй нягт холбоотой байдаг. Wolong Electric Drive нь 'үйлдвэр + капитал' гэсэн давхар холболтоор Жюүан хотын ханган нийлүүлэлтийн сүлжээнд нэвтэрсэн төдийгүй Жюуань дахь хувьцааг шууд бусаар эзэмшдэг. Серво систем болон хүрээгүй эргэлтийн мотор нийлүүлдэг дотоодын бусад удирдагчдад Inovance Technology, STEP Electric, Veichi Electric зэрэг багтдаг.

Ерөнхийдөө  хүрээгүй эргэлтийн моторын талбар нь нутагшуулах хурдатгалын гэрч болж байна . Дээд зэрэглэлийн зах зээлд Kollmorgen, MOOG зэрэг олон улсын брэндүүд технологийн өндөр байр суурийг эзэлсээр байгаа ч масс үйлдвэрлэл, зардлын хяналт, захиалгат үйлчилгээний хувьд Inovance, Wolong, STEP зэрэг дотоодын тоглогчид хурдацтай өсч байна.

IV. Дээд түвшний 'Булчин'-д тавигдах шаардлага: Кодлогч ба өндөр нарийвчлалтай холболт

Моторууд нь цахилгаан гаралтын асуудлыг шийддэг боловч үе мөчний байрлалыг хангалттай нарийвчлалтай тогтоох, хүчийг нарийн хариулах, хөдөлгөөнийг жигд хянахын тулд өөр нэг гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох кодлогч шаардлагатай  ..

Кодлогч нь роботын 'мэдрэлийн систем'-ийн үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд байрлал, хурд, өнцгийн мэдээллийг цаг тухайд нь хариуцдаг. Хүн дүрст роботуудад  хос кодлогчийн  шийдэл түгээмэл болсон: нэг кодлогчийг хөдөлгүүрийн талд, нөгөөг нь гаралтын тал дээр суурилуулсан бөгөөд тэдгээрийн хоорондох өнцгийн зөрүүг тохируулах момент ба байрлалтай харьцуулдаг. Ачаалал ихтэй үе мөчний (хүнх, өвдөг гэх мэт) кодлогч нь робот нь алхалт, хүчийг хэр нарийн хянах боломжтойг тодорхойлдог; нарийн гар ажиллагаатай үед кодлогчийн нарийвчлал нь миллиметрээр хэмжигддэг чухал хувьсагч юм.

V. SDM: Дотоодын роботын хүрээгүй моментийн мотор ба соронзон кодлогчийн шинээр гарч ирж буй од

Нутагшуулалт хурдацтай явагдаж байгаатай холбогдуулан Ханжоугийн SDM компани 'роботын хүрээгүй эргэлтийн мотор + соронзон кодлогч' гэсэн хоёр дугуйт бүтээгдэхүүний матрицаараа хүн дүрст робот үйлдвэрлэлийн гинжин хэлхээний цөмд аажмаар орж байна.

SDM-ийн хүрээгүй эргэлтийн моторын ялгаатай давуу талууд нь үндсэндээ гурван зүйлд тусгагдсан байдаг.

1. Өөрөө бүрэн боловсруулсан моторын дизайн хийх чадвар . SDM-ийн хүрээгүй эргүүлэх момент моторууд нь нисэхийн зэрэглэлийн хайлш материал, өндөр соронзон эрчим хүчний бүтээгдэхүүний соронз ашиглан өндөр хурдны хариу үйлдэл болон бодит цагийн эргүүлэх моментийн хаалттай хүрд хяналтыг дэмжиж, эргүүлэх моментийн нягт болон цохилтын эсэргүүцлийг эрс сайжруулдаг. Төрөл бүрийн робот үений (таша/өвдөг/мөрөн) ялгаатай хэрэгцээг хангах зорилгоор SDM нь 50Нм-ээс 200Нм-ээс дээш оргил эргүүлэх момент бүхий олон төрлийн моторын бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэж, хөнгөн арилжааны үйлчилгээнээс эхлээд үйлдвэрлэлийн хүнд ачаалал хүртэлх хэрэглээнд уян хатан зохицсон.

2. Соронзон кодлогчийн үндсэн технологи . SDM-ийн өөрөө боловсруулсан олон эргэлттэй үнэмлэхүй соронзон кодлогч ба нэг эргэлттэй соронзон кодлогч нь нарийвчлал, тогтвортой байдал, хөндлөнгийн оролцооноос хамгаалах чадвараараа олон улсын нийтлэг шийдэлтэй нийцдэг. Өндөр нарийвчлалтай соронзон эсэргүүцэл мэдрэгч болон олон туйл соронзон цагирагийн технологийг ашиглан SDM-ийн соронзон кодлогч нь 18 битээс илүү байрлалын нарийвчлалыг олж авахын зэрэгцээ чичиргээний эсрэг болон өндөр/бага температурын шинж чанарыг ихээхэн оновчтой болгодог. Энэхүү 'мотор + кодлогч' нэгдсэн чадвар нь иж бүрэн робот үйлдвэрлэгчдэд боломжийг олгож  нэг цэгийн хамтарсан хөтөчийн шийдлийг сонгох , хөгжүүлэлтийн үр ашиг, системийн интеграцийг ихээхэн сайжруулдаг.

3. 'Ханжоугийн зургаан бяцхан луу' аж үйлдвэрийн кластерт үндэслэсэн . SDM нь Хятадын роботын эд ангиудын нөөцийн хамгийн нягт төвлөрөл, бууруулагч, холхивч, мэдрэгч болон бусад гол хэсгүүдийг хамарсан Ханжоу болон Хөх мөрний бэлчирт байрладаг. Жэжян мужийн хүн дүрст роботын үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх бодлогыг тасралтгүй сурталчлахын үр шимийг хүртэх SDM нь нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй нийлүүлэлтээс хамтарсан модулийн иж бүрэн шийдэл хүртэл аажмаар өргөжин тэлж байна.

Хүн дүрст роботууд лабораторийн үе шатнаас  'масийн үйлдвэрлэлийн эрин' рүү шилжихийн хэрээр дээд талын мотор болон кодлогч нийлүүлэгчдийн өрсөлдөөн 'өртөг-үр ашиг'-аас 'гүйцэтгэл + найдвартай байдал' гэсэн хоёр замтай тулалдаанд шилжиж байна. SDM нь орон нутгийн Ханжөүгийн аж үйлдвэрийн сүлжээ, өөрөө хөгжүүлсэн мотор болон соронзон кодлогчийн давуу талыг ашиглан дотооддоо үйлдвэрлэсэн хүн дүрст роботуудын 'эрчим хүчний эх үүсвэрт' зайлшгүй шаардлагатай хүч болж байна.