Além de um controle de postura de caminhada mais suave, o robô humanóide de segunda geração da Tesla, Optimus, impressiona com sua capacidade de pegar e colocar ovos com facilidade e precisão. A preensão contínua e constante demonstra as capacidades refinadas de controle manual do robô.
A mão hábil de um robô humanóide é um efetor final especializado projetado com base na cinesiologia humana, completamente diferente dos efetores finais de robôs industriais comuns. Os efetores finais de robôs industriais regulares só podem executar tarefas específicas, como preensão ou soldagem, enquanto a mão hábil, apoiada por múltiplos sensores e graus de liberdade, pode imitar as funções da mão humana. Com a tendência crescente no mercado de robôs humanóides, os motores de copo oco nessas mãos hábeis também atraíram atenção significativa.
Essencial Motores de copo oco para robôs humanóides
O efetor final de um robô refere-se a qualquer ferramenta fixada na borda (junta) de um robô que possui funções específicas, necessárias para que o robô conclua tarefas. O efetor final determina a carga do robô e a precisão operacional. Os efetores finais de robôs industriais tradicionais, com base nos requisitos da aplicação, geralmente só podem executar tarefas de tipo único, como agarrar, levantar ou soldar. A sua versatilidade é limitada, adequada apenas para cenários específicos ou muito poucos semelhantes, longe da flexibilidade das mãos humanas.
Como um efetor final para robôs humanóides, a mão hábil mapeia as funções da mão humana, permitindo um uso mais fácil de diversas ferramentas e instrumentos encontrados na vida diária. Sem uma mão hábil, um robô humanóide dificilmente pode ser considerado verdadeiramente inteligente. No vídeo de introdução do Optimus 2.0, Tesla equipou-o com uma mão mais ágil e ágil, com onze graus de liberdade.
Os graus de liberdade de um robô refletem sua flexibilidade de movimento, sua capacidade de lidar com diferentes tarefas e seu desempenho operacional máximo. De modo geral, quanto mais graus de liberdade, mais próximo o robô fica das funções da mão humana, aumentando a versatilidade, mas também a complexidade no controle. Os robôs industriais normalmente não excedem seis graus de liberdade, com a maioria tendo apenas três a quatro.
O efetor final do Optimus 2.0 possui onze graus de liberdade. Mais graus de liberdade significam uma estrutura mais complexa e maiores requisitos motores. Como o espaço para as mãos é limitado, os motores utilizados devem ser compactos. Resposta rápida, partida-parada precisa, alto torque e tamanho pequeno são essenciais para motores que controlam a mão hábil.
Como representante de motores pequenos e de alta precisão, o motor de copo oco desempenha um papel insubstituível na mão hábil. O motor de copo oco é um tipo especial de servo motor de ímã permanente DC com estrutura sem núcleo, disponível nas versões sem escova e com escova. A estrutura sem núcleo elimina a perda de energia causada pelo núcleo, reduzindo o peso e a perda de energia mecânica, alcançando assim uma eficiência extremamente elevada.
Além disso, com inércia de massa reduzida, o motor de copo oco pode alcançar condução dinâmica em uma constante de tempo mecânica extremamente curta quando combinado com alto torque. Essas características se alinham perfeitamente com as necessidades dos robôs humanóides.
### Desenvolvimento acelerado de motores de copo oco acionados por robôs humanóides
De acordo com estimativas da NTCysd, o tamanho do mercado global para motores de copo oco foi de US$ 700 milhões em 2022 e deverá atingir US$ 1,2 bilhão até 2028. Esta previsão não leva em conta o potencial aumento na demanda por robôs humanóides. No Optimus 2.0, Tesla usa seis motores de copo oco para atingir onze graus de liberdade, com um preço unitário de US$ 150 a US$ 300 por motor. Com base neste volume, o desenvolvimento futuro de robôs humanóides expandirá significativamente o tamanho do mercado de motores de copo oco apenas no setor de robôs humanóides.
Atualmente, empresas como Maxon, Faulhaber e Portescap lideram o setor, tendo começado cedo no mercado de motores de copo oco. Na China, vários fabricantes de motores também são capazes de fornecer ou estão planejando produzir motores de copo oco de alto desempenho para atender à enorme demanda futura neste mercado do oceano azul.
Com a aplicação gradual de robôs humanóides como o Optimus no mercado final, a procura por motores de copo oco irá, sem dúvida, aumentar significativamente.
### Desenvolvimento rápido de micromotores de alto desempenho refletidos em motores de copo oco
Os motores de copo oco são um tipo de motor DC, motor de ímã permanente e servo motor, e também podem ser classificados como micromotores. Micromotores geralmente se referem a produtos eletromecânicos com potência variando de centenas de miliwatts a centenas de watts, com diâmetro de estrutura não superior a 160 mm ou altura central não superior a 90 mm.
Anteriormente, no Seminário de Tecnologia de Controle Avançado de Motores, houve relatos sobre micromotores, destacando que todo o campo de micromotores, impulsionado pela demanda do mercado, está experimentando rápido crescimento, especialmente micromotores de alto desempenho com tamanho pequeno e alto torque. O motor de copo oco é apenas um exemplo desta tendência.
De acordo com um relatório de análise da Grand View Research, o tamanho do mercado global de micro motores foi de US$ 40,07 bilhões em 2022. A demanda por miniaturização para obter equipamentos compactos e de alto desempenho está impulsionando o rápido desenvolvimento no campo de micro motores, com uma taxa composta de crescimento anual esperada de 6,2% nos próximos cinco anos.
Além dos robôs humanóides, o setor automotivo vem aumentando sua demanda por micromotores de alto desempenho. O setor automotivo foi o maior mercado de micromotores em 2022. Vários sistemas automotivos, incluindo travas de portas, espelhos retrovisores, janelas, assentos elétricos, ventiladores de resfriamento, bombas de água, limpadores, tetos solares, embreagens, condensadores e volantes, todos exigem motores menores e mais leves.
Micromotores automotivos de alto desempenho proporcionam acionamento preciso e confiável em um tamanho pequeno, alcançando controle de movimento mais eficiente, garantindo desempenho, segurança e conforto do veículo, ao mesmo tempo em que mantêm alta eficiência energética. Além disso, o uso de micromotores de alto desempenho em sistemas de segurança, como sistemas de frenagem antibloqueio, também está aumentando.
Alto desempenho micromotores , exemplificados por motores de copo oco, possibilitam obter desempenho superior do motor em uma estrutura menor. No futuro, não apenas os motores de copo oco, mas também os micromotores de alto desempenho com tamanho pequeno, resposta rápida, partida-parada precisa e alto torque encontrarão mais aplicações em vários setores, representando uma direção importante para o desenvolvimento de motores.
