Pe lângă controlul mai ușor al posturii de mers, robotul umanoid din a doua generație de la Tesla, Optimus, impresionează prin capacitatea sa de a ridica și așeza ouăle fără efort și cu precizie. Prinderea fără întreruperi și constantă demonstrează capabilitățile rafinate de control manual al robotului.
Mâna abil a unui robot umanoid este un efector final specializat, proiectat pe baza kinezologiei umane, complet diferit de efectorii terminali ai roboților industriali obișnuiți. Efectorii terminali roboți industriali obișnuiți pot îndeplini doar sarcini specifice, cum ar fi prinderea sau sudarea, în timp ce mâna pricepută, susținută de mai mulți senzori și grade de libertate, poate imita funcțiile mâinii umane. Odată cu tendința de creștere pe piața roboților umanoizi, motoarele cu cupe goale din aceste mâini dibace au atras, de asemenea, o atenție semnificativă.
Esenţial Motoare cu cupă goală pentru roboți umanoizi
Efectorul final al unui robot se referă la orice unealtă atașată la marginea (articulația) unui robot care are funcții specifice, necesare robotului pentru îndeplinirea sarcinilor. Efectorul final determină sarcina și precizia operațională a robotului. Efectorii terminali tradiționali ai roboților industriali, bazați pe cerințele aplicației, pot efectua, în general, numai sarcini de un singur tip, cum ar fi prinderea, ridicarea sau sudarea. Versatilitatea lor este limitată, potrivită doar pentru scenarii specifice sau foarte puține similare, departe de flexibilitatea mâinilor umane.
Ca efect final pentru roboții umanoizi, mâna pricepută cartografiază funcțiile mâinii umane, permițând utilizarea mai ușoară a diverselor instrumente și instrumente găsite în viața de zi cu zi. Fără o mână pricepută, un robot umanoid nu poate fi considerat cu adevărat inteligent. În videoclipul de introducere a Optimus 2.0, Tesla l-a echipat cu o mână mai receptivă și dibăcită, cu unsprezece grade de libertate.
Gradele de libertate ale unui robot reflectă flexibilitatea în mișcare, capacitatea sa de a face față diferitelor sarcini și performanța operațională maximă. În general, cu cât mai multe grade de libertate, cu atât robotul se apropie mai mult de funcțiile mâinii umane, crescând versatilitatea, dar și complexitatea controlului. Roboții industriali nu depășesc de obicei șase grade de libertate, majoritatea având doar trei până la patru.
Efectorul final al Optimus 2.0 se laudă cu unsprezece grade de libertate. Mai multe grade de libertate înseamnă o structură mai complexă și cerințe mai mari ale motorului. Deoarece spațiul pentru mână este limitat, motoarele folosite trebuie să fie compacte. Răspunsul rapid, pornirea-oprirea precisă, cuplul mare și dimensiunile mici sunt esențiale pentru motoarele care controlează mâna dexteroasă.
În calitate de reprezentant al motoarelor mici, de înaltă precizie, motorul cupa goală joacă un rol de neînlocuit în mâna pricepută. Motorul cu cupă tubulară este un tip special de servomotor DC cu magnet permanent cu o structură fără miez, disponibil atât în versiunea fără perii, cât și în versiunea cu perie. Structura fără miez elimină pierderile de energie cauzate de miez, reducând greutatea și pierderile de energie mecanică, obținând astfel o eficiență extrem de ridicată.
Mai mult, cu o inerție redusă a masei, motorul cupa goală poate realiza o conducere dinamică într-o constantă de timp mecanic extrem de scurtă atunci când este combinat cu un cuplu ridicat. Aceste caracteristici se aliniază perfect cu nevoile roboților umanoizi.
### Dezvoltarea accelerată a motoarelor cu cupă goală conduse de roboți umanoizi
Potrivit estimărilor NTCysd, dimensiunea pieței globale a motoarelor cu cupă goală a fost de 700 de milioane de dolari în 2022 și este de așteptat să ajungă la 1,2 miliarde de dolari până în 2028. Această prognoză nu ține cont de potențiala creștere a cererii din partea roboților umanoizi. În Optimus 2.0, Tesla folosește șase motoare cu cupă goală pentru a atinge unsprezece grade de libertate, cu un preț unitar de 150-300 USD per motor. Pe baza acestui volum, dezvoltarea viitoare a roboților umanoizi va extinde semnificativ dimensiunea pieței motoarelor cu cupă goală numai în sectorul roboților umanoizi.
În prezent, companii precum Maxon, Faulhaber și Portescap sunt lider în domeniu, după ce au început devreme pe piața motoarelor cu cupă goală. În China, mai mulți producători de motoare sunt, de asemenea, capabili să furnizeze sau intenționează să producă motoare cu cupă goală de înaltă performanță pentru a satisface cererea uriașă viitoare pe această piață a oceanului albastru.
Odată cu aplicarea treptată a roboților umanoizi precum Optimus pe piața finală, cererea de motoare cu cupă goală va crește, fără îndoială, semnificativ.
### Dezvoltarea rapidă a micromotoarelor de înaltă performanță reflectate în motoarele cu cupă goală
Motoarele cu cupă goală sunt un tip de motor DC, motor cu magnet permanent și servomotor și pot fi, de asemenea, clasificate ca micromotoare. Micromotoarele se referă în general la produse electromecanice cu putere variind de la sute de miliwați la sute de wați, cu un diametru al cadrului care nu depășește 160 mm sau o înălțime centrală care nu depășește 90 mm.
Anterior, la Seminarul de tehnologie avansată de control al motoarelor, au existat rapoarte despre micromotoare, subliniind faptul că întregul domeniu de micromotoare, determinat de cererea pieței, se confruntă cu o creștere rapidă, în special micromotoare de înaltă performanță, cu dimensiuni mici și cuplu mare. Motorul cupa goală este doar un exemplu al acestei tendințe.
Potrivit unui raport de analiză realizat de Grand View Research, dimensiunea pieței globale a micromotoarelor a fost de 40,07 miliarde USD în 2022. Cererea de miniaturizare pentru a obține echipamente compacte și de înaltă performanță conduce la dezvoltarea rapidă în domeniul micromotoarelor, cu o rată de creștere anuală compusă estimată de 6,2% în următorii cinci ani.
Pe lângă roboții umanoizi, sectorul auto și-a crescut cererea pentru micromotoare de înaltă performanță. Sectorul auto a fost cea mai mare piață de micromotoare în 2022. Diverse sisteme de mașini, inclusiv încuietori, oglinzi retrovizoare, geamuri, scaune electrice, ventilatoare de răcire, pompe de apă, ștergătoare, trape, ambreiaje, condensatoare și volane, toate necesită motoare mai mici și mai ușoare.
Micromotoarele auto de înaltă performanță oferă o acționare precisă și fiabilă într-o dimensiune mică, realizând un control mai eficient al mișcării, asigurând performanța, siguranța și confortul vehiculului, menținând în același timp o eficiență energetică ridicată. În plus, este în creștere și utilizarea micromotoarelor de înaltă performanță în sistemele de siguranță, cum ar fi sistemele de frânare antiblocare.
De înaltă performanță micromotoarele , exemplificate de motoarele cu cupă goală, fac posibilă obținerea unor performanțe superioare ale motorului într-un cadru mai mic. În viitor, nu numai motoarele cu cupă goală, ci și micromotoarele de înaltă performanță, cu dimensiuni mici, răspuns rapid, pornire-oprire precisă și cuplu mare, vor găsi mai multe aplicații în diverse industrii, reprezentând o direcție importantă pentru dezvoltarea motoarelor.
