Okrem plynulejšej kontroly tela chôdze, humanoidný robot druhej generácie Tesly, Optimus, zapôsobí svojou schopnosťou bez námahy a presne vyzdvihnúť a umiestniť vajcia. Bezproblémové a stabilné uchopenie demonštruje prepracované schopnosti robota.
Dexterózna ruka humanoidného robota je špecializovaným konečným efektorom navrhnutým na základe ľudskej kineziológie, ktorá je úplne odlišná od konečných efektorov bežných priemyselných robotov. Pravidelné koncové efektory priemyselných robotov môžu vykonávať iba špecifické úlohy, ako je uchopenie alebo zváranie, zatiaľ čo obratná ruka podporovaná viacerými senzormi a stupňami slobody môže napodobňovať funkcie ľudskej ruky. Vďaka rastúcemu trendu na trhu s humanoidnými robotmi sa značná pozornosť venovala aj motory Hollow Cup v týchto obratných rukách.
Základný Duté poháre pre humanoidné roboty
Konečný efektor robota sa vzťahuje na akýkoľvek nástroj pripojený k okraju (kĺb) robota, ktorý má špecifické funkcie, ktoré je potrebný na to, aby robot dokončil úlohy. Konečný efektor určuje zaťaženie a prevádzkovú presnosť robota. Tradičné konečné efektory priemyselných robotov na základe požiadaviek na aplikáciu môžu vo všeobecnosti vykonávať iba úlohy s jedným typom, ako sú uchopenie, zdvíhanie alebo zváranie. Ich všestrannosť je obmedzená, vhodná iba pre konkrétne alebo veľmi málo podobných scenárov, ďaleko od flexibility ľudských rúk.
Ako konečný efektor pre humanoidné roboty mapujú obratnej ruky funkcie ľudskej ruky, čo umožňuje ľahšie používanie rôznych nástrojov a nástrojov nájdených v každodennom živote. Bez obratnej ruky sa humanoidný robot ťažko považuje za skutočne inteligentný. V úvode videa Optimus 2.0 ho Tesla vybavila responzívnejšou obratnejšou rukou s jedenástimi stupňami slobody.
Stupne slobody robota odráža jeho flexibilitu pohybu, jeho schopnosť zvládnuť rôzne úlohy a jeho maximálny prevádzkový výkon. Všeobecne povedané, čím viac stupňov slobody, tým bližšie sa robot dostane k funkciám ľudskej ruky, zvyšuje univerzálnosť, ale aj zložitosť kontroly. Priemyselné roboty zvyčajne nepresahujú šesť stupňov slobody, pričom väčšina má iba tri až štyri.
Konečný efektor Optimus 2.0 sa môže pochváliť jedenástimi stupňami slobody. Viac stupňov voľnosti znamená zložitejšiu štruktúru a vyššie motorické požiadavky. Pretože ručný priestor je obmedzený, použité motory musia byť kompaktné. Rýchla odozva, presný štartovací zastavenie, vysoký krútiaci moment a malá veľkosť sú nevyhnutné pre motory ovládajúce obratnú ruku.
Ako zástupca malých, vysoko presných motorov hrá dutý pohár motor v obratnej ruke nenahraditeľnú úlohu. Motor s dutím pohárikom je špeciálny typ servo motora s permanentným magnetom DC so štruktúrou bez kefy, ktorý je k dispozícii v kefkách aj v kefovaných verziách. Štruktúra bez zákruty eliminuje stratu energie spôsobené jadrom, znižuje hmotnosť a mechanickú stratu energie, čím sa dosahuje extrémne vysoká účinnosť.
Okrem toho, so zníženou hmotnostnou zotrvačnosťou, môže motor s dutím pohárom dosiahnuť dynamickú jazdu v extrémne krátkej mechanickej časovej konštante, keď je kombinovaný s vysokým krútiacim momentom. Tieto vlastnosti sa dokonale vyrovnávajú s potrebami humanoidných robotov.
### Zrýchlený vývoj motorov s dutým pohárom poháňanými humanoidnými robotmi
Podľa odhadov spoločnosti NTCYSD bola veľkosť globálneho trhu pre motory Hollow Cup Motors v roku 2022 700 miliónov dolárov a očakáva sa, že do roku 2028 dosiahne 1,2 miliardy dolárov. Táto predpoveď nezohľadňuje potenciálny nárast dopytu humanoidných robotov. V Optimus 2.0 používa spoločnosť Tesla šesť dutých pohárov na dosiahnutie jedenástich stupňov slobody s jednotkovou cenou 150-300 dolárov za motor. Na základe tohto objemu bude budúci vývoj humanoidných robotov výrazne rozšíriť veľkosť trhu motorov s dutím pohárom v sektore humanoidných robotov.
V súčasnosti spoločnosti ako Maxon, Faulhaber a PorTescap vedú pole, ktoré začali začiatkom trhu s motorovými motormi Hollow Cup. V Číne je niekoľko výrobcov motorových motorov tiež schopných poskytovať alebo plánuje vyrobiť vysokovýkonné motory s dutími pohármi, aby uspokojili obrovský budúci dopyt na tomto trhu s modrým oceánom.
Vďaka postupnému uplatňovaniu humanoidných robotov, ako je Optimus na koncovom trhu, sa dopyt po motoroch s dutým pohárom nepochybne výrazne zvýši.
### Rýchly vývoj vysokovýkonných mikro motorov odrážaných v motoroch s dutým pohárom
Motory s dutým pohárom sú typ jednosmerného motora, motora s permanentným magnetom a servomotorový motor a môžu byť tiež klasifikované ako mikro motory. Mikro motory sa vo všeobecnosti vzťahujú na elektromechanické výrobky s výkonom od stoviek miliwattov po stovky wattov, pričom priemer rámu nepresahuje 160 mm alebo strednú výšku nepresahujúcu 90 mm.
Predtým, na seminári pokročilých technológií motora, sa objavili správy o mikro motoroch, pričom zdôraznili, že celé mikro motorické pole, poháňané dopytom po trhu, zažíva rýchly rast, najmä vysokovýkonné mikropodniky s malým veľkosťou a vysokým krútiacim momentom. Motor s dutím pohárom je iba jedným z príkladov tohto trendu.
Podľa správy o analýze spoločnosti Grand View Research bola globálna veľkosť trhu s mikro motorom v roku 2022 40,07 miliárd dolárov. Dopyt po miniaturizácii na dosiahnutie kompaktných vysokovýkonných zariadení v priebehu nasledujúcich piatich rokov riadi rýchly vývoj v mikro motorovom poli s očakávanou ročnou rýchlosťou rastu 6,2%.
Automobilový sektor okrem humanoidných robotov zvyšuje svoj dopyt po vysokovýkonných mikro motoroch. Automobilový sektor bol v roku 2022 najväčším trhom s mikropodnikami. Rôzne systémy v aute, vrátane zámkov dverí, zrkadiel spätného pohľadu, okien, elektrických sedadiel, chladiacich ventilátorov, vodných čerpadiel, stieračov, strešných okien, spojok, kondenzátorov a riadiacich kolies, všetky vyžadujú menšie a ľahšie motory.
Vysoko výkonné automobilové mikropoliaty poskytujú presnú a spoľahlivú jazdu v malej veľkosti, dosahujú efektívnejšie riadenie pohybu, zabezpečujú výkon, bezpečnosť a pohodlie vozidla a zároveň udržiavajú vysokú energetickú účinnosť. Okrem toho sa zvyšuje aj použitie vysoko výkonných mikro motorov v bezpečnostných systémoch, ako sú napríklad protiblokovacie brzdové systémy.
Vysokovýkonný Mikro motory , ktoré sú príkladom motorov s dutým pohárom, umožňujú dosiahnuť vynikajúci výkon motora v menšom ráme. V budúcnosti nielen motory s dutým pohárom, ale aj vysokovýkonné mikropodniky s malou veľkosťou, rýchlou reakciou, presným začiatočným zastavením a vysokým krútiacim momentom nájdete viac aplikácií v rôznych odvetviach, čo predstavuje dôležitý smer pre rozvoj motora.
