Förutom mjukare vandringskontroll, imponerar Teslas andra generationens humanoidrobot, Optimus, med sin förmåga att enkelt och exakt plocka upp ägg. Den sömlösa och stadiga greppet visar robotens förfinade handkontrollfunktioner.
Den skickliga handen från en humanoidrobot är en specialiserad sluteffektor utformad baserad på mänsklig kinesiologi, helt annorlunda än sluteffektarna av vanliga industrirobotar. Regelbundna industriella robotens sluteffektorer kan bara utföra specifika uppgifter som gripande eller svetsning, medan den skickliga handen, som stöds av flera sensorer och frihetsgrader, kan härma mänskliga handfunktioner. Med den växande trenden på humanoidrobotmarknaden har de ihåliga koppmotorerna i dessa skickliga händer också fått betydande uppmärksamhet.
Grundläggande Hollow Cup Motors för humanoidrobotar
Sluteffektorn för en robot hänvisar till alla verktyg som är kopplade till kanten (gemensam) på en robot som har specifika funktioner, nödvändiga för att roboten ska slutföra uppgifter. Sluteffektorn bestämmer robotens belastning och operativa precision. Traditionella industriella robot-sluteffektorer, baserat på applikationskrav, kan i allmänhet endast utföra uppgifter med en typ som gripande, lyft eller svetsning. Deras mångsidighet är begränsad, lämplig endast för specifika eller mycket få liknande scenarier, långt ifrån flexibiliteten i mänskliga händer.
Som en sluteffekt för humanoidrobotar kartlägger de skickliga handen mänskliga handfunktioner, vilket möjliggör enklare användning av olika verktyg och instrument som finns i det dagliga livet. Utan en skicklig hand kan en humanoidrobot knappast betraktas som riktigt intelligent. I introduktionsvideon av Optimus 2.0 utrustade Tesla den med en mer lyhörd skicklig hand med elva frihetsgrader.
Graden av frihet för en robot återspeglar dess rörelseflexibilitet, dess förmåga att hantera olika uppgifter och dess maximala operativa prestanda. Generellt sett, ju fler frihetsgrader, desto närmare kommer roboten till mänskliga handfunktioner, ökar mångsidigheten men också komplexitet i kontrollen. Industriella robotar överstiger vanligtvis inte sex grader av frihet, varvid de flesta bara har tre till fyra.
Optimus 2.0: s sluteffektor har elva frihetsgrader. Mer frihetsgrader innebär en mer komplex struktur och högre motoriska krav. Eftersom handutrymmet är begränsat måste de använda motorerna vara kompakta. Snabbt svar, exakt startstopp, högt vridmoment och liten storlek är viktiga för att motorer styr den skickliga handen.
Som en representant för små, högprecisionsmotorer, spelar den ihåliga koppmotorn en oföränderlig roll i den skickliga handen. Den ihåliga koppmotorn är en speciell typ av DC Permanent Magnet Servo Motor med en korelös struktur, tillgänglig i både borstlösa och borstade versioner. Den korrigerande strukturen eliminerar energiförlust orsakad av kärnan, vilket minskar vikten och mekanisk energiförlust, vilket uppnår extremt hög effektivitet.
Med reducerad massa tröghet kan dessutom den ihåliga koppmotorn uppnå dynamisk körning i en extremt kort mekanisk tidskonstant i kombination med högt vridmoment. Dessa egenskaper anpassar sig perfekt till behoven hos humanoidrobotar.
### Accelererad utveckling av ihåliga koppmotorer som drivs av humanoidrobotar
Enligt uppskattningar från NTCYSD var den globala marknadsstorleken för Hollow Cup Motors 700 miljoner dollar 2022 och förväntas nå 1,2 miljarder dollar år 2028. Denna prognos står inte för den potentiella ökningen av efterfrågan från humanoidrobotar. I Optimus 2.0 använder Tesla sex ihåliga koppmotorer för att uppnå elva frihetsgrader, med ett enhetspris på $ 150- $ 300 per motor. Baserat på denna volym kommer den framtida utvecklingen av humanoidrobotar avsevärt att utöka marknadsstorleken för Hollow Cup Motors i humanoidrobotsektorn ensam.
För närvarande leder företag som Maxon, Faulhaber och Portescap fältet efter att ha börjat tidigt på Hollow Cup Motor Market. I Kina kan flera motortillverkare också tillhandahålla eller planera att producera högpresterande ihåliga koppmotorer för att möta den enorma framtida efterfrågan på denna Blue Ocean-marknad.
Med den gradvisa tillämpningen av humanoidrobotar som Optimus på slutmarknaden kommer efterfrågan på ihåliga koppmotorer utan tvekan att öka avsevärt.
### Snabb utveckling av högpresterande mikromotorer återspeglas i Hollow Cup Motors
Hollow Cup Motors är en typ av DC -motor, permanentmagnetmotor och servomotor, och de kan också klassificeras som mikromotorer. Mikromotorer hänvisar i allmänhet till elektromekaniska produkter med kraft som sträcker sig från hundratals milliwatt till hundratals watt, med en ramdiameter som inte överstiger 160 mm eller en mitthöjd som inte överstiger 90 mm.
Tidigare, vid Advanced Motor Control Technology Seminar, fanns rapporter om mikromotorer, vilket framhäver att hela mikromotorfältet, som drivs av marknadens efterfrågan, upplever snabb tillväxt, särskilt högpresterande mikromotorer med små storlek och högt vridmoment. Den ihåliga koppmotorn är bara ett exempel på denna trend.
Enligt en analysrapport från Grand View Research var den globala mikromotorns marknadsstorlek 40,07 miljarder dollar 2022. Efterfrågan på miniatyrisering för att uppnå kompakt, högpresterande utrustning driver snabb utveckling inom mikromotorfältet, med en förväntad sammansatt årlig tillväxttakt på 6,2% under de kommande fem åren.
Förutom humanoidrobotar har fordonssektorn ökat sin efterfrågan på högpresterande mikromotorer. Bilsektorn var den största mikromotorns marknad 2022. Olika bilsystem, inklusive dörrlås, bakspeglar, fönster, elektriska säten, kylfläktar, vattenpumpar, torkar, soltak, kopplingar, kondensatorer och styrhjul, alla kräver mindre och lättare motorer.
Högpresterande bilmikromotorer ger exakt och pålitlig drivkraft i en liten storlek, uppnår effektivare rörelsekontroll, vilket säkerställer fordonsprestanda, säkerhet och komfort, samtidigt som hög energieffektivitet bibehålls. Dessutom ökar användningen av högpresterande mikromotorer i säkerhetssystem såsom anti-lås bromssystem också.
Högpresterande Mikromotorer , exemplifierade av Hollow Cup Motors, gör det möjligt att uppnå överlägsen motorprestanda i en mindre ram. I framtiden kommer inte bara ihåliga koppmotorer utan också högpresterande mikromotorer med små storlek, snabbt svar, exakt startstopp och högt vridmoment att hitta fler applikationer i olika branscher, vilket representerar en viktig riktning för motorutveckling.
