مورد محرك الروبوتات البشرية في الصين

نظرة عامة على محرك الروبوت الشبيه بالإنسان

محركات الروبوتات البشرية هي أجهزة كهرومغناطيسية أساسية لها، إذ تُولّد عزم دوران عن طريق تحويل أو نقل الطاقة الكهربائية وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي. تُعتبر هذه المحركات بمثابة وحدة التنفيذ في الروبوت، ويمكن وصفها بأنها "قلب" حركة الروبوت، إذ تُركّب على كل مفصل لتنظيم حركته حسب الحاجة، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء الروبوت.

مفاصل الروبوتات هي الوحدات الأساسية لبناء الروبوتات، والمحركات، وهي أجزاء أساسية في نظام المفاصل، تؤدي مهامًا مثل زيادة عزم الدوران، ونقل الحركة، والتباطؤ. الروبوتات الشبيهة بالبشر، التي تمتلك إدراكًا ومهارات اتخاذ قرارات وسلوكًا وحركة تشبه الإنسان، تُستخدم عادةً في سياقات تشبه الإنسان. المحرك مسؤول عن دفع مفاصل الروبوت خلال هذه العملية ليتمكن من المشي والجري والقفز.

من بين جميع الأجزاء الأساسية للروبوتات البشرية، تصل حصة المحركات إلى ٢٥٪ من القيمة. على سبيل المثال، لننظر إلى روبوت تسلا البشري، المزود بـ ٢٨ محركًا في جميع أنحاء جسمه، بعضها يستخدم محركات عزم دوران بدون إطار، وذراعيه المعقدتين اللتين تستخدمان محركات أكواب مجوفة. يحتوي كل روبوت على اثني عشر محركًا أكوابًا مجوفة، ستة منها في كل يد.

إن التقدم المستمر في تكنولوجيا المحركات يدفع أيضًا عجلة التطورمساءًتطورات تكنولوجيا الروبوتات الشبيهة بالبشر. هذه التطورات، التي تتراوح بين المحركات ذات الفرشاة والمحركات عديمة الفرشاة، وبين المحركات العادية والمحركات عديمة النواة، لا تُحسّن أداء المحرك فحسب، بل تزيد أيضًا من دقة حركة الروبوتات الشبيهة بالبشر وقدرتها على التكيف وكفاءتها. يشهد سوق الروبوتات الشبيهة بالبشر نموًا سريعًا بفضل التطورات في الذكاء الاصطناعي والدعم التشريعي، مما سيمنح صناعة المحركات مجالًا أوسع للازدهار.

أنواع المحركات الرئيسية

(أ) التصنيف حسب مجال التطبيق

1. ميزات وحالات استخدام محركات التحكم والطاقة: بفضل قدرتها الإنتاجية العالية، تُركز محركات الطاقة على تشغيل المحرك، والكبح، والقيادة. وتُستخدم هذه المحركات بكثرة في السيارات، والأجهزة المنزلية، والأدوات الآلية الصغيرة، وغيرها من الصناعات. ففي السيارات، على سبيل المثال، تُعطي محركات الطاقة المركبات القوة اللازمة للحركة. أما محركات التحكم، فتُركز على خصائص خرج المحرك، بما في ذلك خصائص السعة والتردد، وتردد الطور، وخصائص الخرج، بالإضافة إلى دقتها وحساسيتها. وهي مثالية للروبوتات، وأشباه الموصلات، والخلايا الكهروضوئية، وبطاريات الليثيوم، والأتمتة الصناعية، وغيرها من المجالات. وتُوفر بشكل أساسي أنشطة التنفيذ، والكشف، والحلول في أنظمة التحكم الذاتية.

2.تقسيم محركات التحكم:

• محرك متدرج: هيكل بسيط، يُحوّل إشارات النبضات الكهربائية إلى إزاحة زاوية، ويدور بزاوية ثابتة في الاتجاه المُحدد لكل إشارة نبضة دخل. يُستخدم عادةً في أنظمة التحكم مفتوحة الحلقة، مثل أتمتة المكاتب، ومعدات الاتصالات، ومعدات الطباعة، وغيرها. مع ذلك، فإن كفاءته ودقة تحكمه منخفضتان نسبيًا.
• محرك السيرفو: مقارنةً بمحرك السائر، يتميز هذا المحرك بمُشفِّر وآلية تغذية راجعة، مما يُتيح دقة تحكم عالية وسرعة استجابة عالية. يُستخدم على نطاق واسع في المجالات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا، مثل أشباه الموصلات، والخلايا الكهروضوئية، وبطاريات الليثيوم، والأتمتة الصناعية، والروبوتات، وغيرها. محرك الكأس المجوف هو محرك سيرفو خاص بدوار بدون قلب. يتميز بحجمه الصغير، ودقة تحكمه العالية، وعمره الطويل، وسرعته العالية، وكفاءة الطاقة العالية، وكثافته العالية.
• محرك عزم الدوران: مع اتجاه التحكم لعزم الدوران، يوفر عزم دوران ثابتًا للحمل حتى عند انخفاض سرعة المحرك أو حتى عند توقفه. يتميز بسرعات منخفضة، وعزم دوران كبير، وقدرة عالية على تحمل الحمل الزائد، واستجابة سريعة، وينقسم إلى محرك عزم دوران بإطار ومحرك عزم دوران بدون إطار.

(II) تصنيف المحرك عديم الفرشاة أو عديم الفرشاة

1.تختلف المحركات عديمة الفرشاة عديمة النواة والمحركات عديمة الفرشاة عديمة النواة من الناحية الهيكلية:

يستخدم المحرك عديم الفرش واللب تبديلًا ميكانيكيًا للفرشاة، ويفتقر إلى قلب حديدي في دواره. تدور الملفات، لكن الأقطاب المغناطيسية تبقى ثابتة. يدور المبدل والملفات أثناء تشغيل المحرك، بينما لا تدور الفرش الكربونية والمغناطيسات. من خلال تلامس الفرش الكربونية مع المبدل، تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. أما المحرك عديم الفرش واللب، فيستخدم تبديلًا إلكترونيًا، ويفتقر إلى قلب حديدي في جزئه الثابت. تدور الأقطاب المغناطيسية، لكن الملفات تبقى ثابتة. لضمان تشغيل خالٍ من الشرر، يعدل المبدل الإلكتروني اتجاه التيار تلقائيًا بناءً على موضع الدوار.

2.الاختلافات بين الاثنين من حيث طريقة التبديل، وطريقة التحكم، وهيكل الدوار، وما إذا كان هناك مستشعر هول وعمر الخدمة:

• وضع التبديل: تستخدم محركات الكأس المجوفة ذات الفرشاة تبديلًا ميكانيكيًا بالفرشاة. يوجد احتكاك نسبي أثناء التشغيل، مما يُسبب ضوضاءً وشرارات كهربائية، مما يُقلل من عمر المحرك. تستخدم محركات الكأس المجوفة عديمة الفرشاة تبديلًا إلكترونيًا، يتميز بكفاءة عالية، وتذبذب عزم دوران منخفض، وعمر خدمة طويل، وهيكل دقيق، وسهولة في الصيانة.

• وضع التحكم: تستخدم محركات الكأس المجوفة ذات الفرشاة التحكم الحالي؛ وتحتاج محركات الكأس المجوفة عديمة الفرشاة إلى أن تتوافق مع برامج تشغيل المحرك لتحقيق التحكم في القيادة.

• هيكل الدوار: محركات الكأس المجوفة ذات الفرشاة عبارة عن ملفات ومبدلات ولوحات توصيل تدور بين الغلاف والمغناطيس الدائم لتشكيل الدوار؛ تكون ملفات محركات الكأس المجوفة عديمة الفرشاة ثابتة، وتدور المغناطيسات في المنتصف، وهو الدوار أيضًا.

• هل يوجد مستشعر هول: لا تحتوي محركات الكأس المجوفة ذات الفرشاة على مستشعرات هول؛ تحتوي محركات الكأس المجوفة عديمة الفرشاة على مستشعرات هول.
• العمر: تعتمد حياة محركات الكأس المجوفة ذات الفرشاة على المبدل، والذي يكون عمومًا 1000-3000 ساعة؛ تستخدم محركات الكأس المجوفة عديمة الفرشاة محامل، والتي لها عمر أطول يصل إلى 10000 ساعة +.

(III) محرك عزم الدوران بدون إطار

1. نظرة عامة على خصائص محرك عزم الدوران بدون إطار: بمكونين فقط - الدوار والثابت - يُعد محرك عزم الدوران بدون إطار محركًا مغناطيسيًا دائمًا، مع عزم دوران الخرج كمؤشر قياس. يلبي هذا المحرك احتياجات مفاصل الروبوتات البشرية من حيث الحجم الصغير، وعزم الدوران العالي، والاستجابة السريعة، بفضل ميزاته المتمثلة في صغر الحجم، والقوة العالية، وسعته العالية عند السرعات المنخفضة. على سبيل المثال، يحقق محرك عزم الدوران بدون إطار قيادة مباشرة، وسرعة رد فعل عالية، وهيكلًا مدمجًا، وتوفيرًا للمساحة، وكفاءة عالية، وسهولة التكامل مع مكونات مفاصل الروبوت الأخرى. كما يمكنه إنتاج عزم دوران كبير بحجم صغير.

2. تحليل الحواجز والمنافسة:

• العوائق: تُعد الدائرة المغناطيسية وتصميم العملية من أهم العوائق التقنية لمحركات عزم الدوران بدون إطار. بدأ المصنعون الأجانب مبكرًا، ويتمتعون بمزايا الريادة في تكنولوجيا العمليات. على سبيل المثال، يستخدم دوار TM TECH الكوري الجنوبي تقنية الحلقة المغناطيسية المغناطيسية المتكاملة، بينما تستخدم Kollmorgen الأمريكية فتحات كسورية موزعة وتقنية ربط ألياف الكربون، بينما تستخدم TQ Robodrive الألمانية أجزاء ثابتة معيارية وتقنية تغليف بلاستيكي إيبوكسي. تأخرت الشركات المحلية في البدء، وهناك فجوة في كثافة عزم الدوران مقارنةً بمحركات عزم الدوران بدون إطار الأجنبية عالية الجودة. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب المنتجات عالية الجودة متطلبات عالية لتقنية المغنطة وعمليات تصنيع المحركات. عادةً ما تحتاج محركات عزم الدوران بدون إطار إلى تخصيص وفقًا لأبعاد تصميم ميكانيكي محددة، مما يفرض متطلبات خاصة لمعدات آلات اللف في عملية الإنتاج. في الوقت نفسه، عند تحقيق كثافة طاقة عالية، من الضروري التحكم في ارتفاع درجة حرارة المحرك، مما يُشكل تحديًا لتصميم تبديد الحرارة الخاص به.
• المنافسة: تُعد شركة كولمورجن الشركة الرائدة عالميًا، ويُعتبر أداء محركاتها من الطراز الأول عالميًا. ومن بين الشركات المحلية التي تشهد تقدمًا سريعًا شركة بوكي المحدودة وشركة إيروسبيس إلكتريك، ولكن بالمقارنة مع الشركات الرائدة عالميًا، تتميز محركات عزم الدوران بدون إطار المحلية بعزم خرج منخفض، ولا تزال تعاني من فجوة في أداء المنتج. مع توسع السوق، تمتلك شركات تصنيع محركات السيرفو، مثل هويتشوان تكنولوجي، وهيتشوان تكنولوجي، وووشي شينجي، وليدشاين، الأساس لدخول سوق المحركات بدون إطار.

مورد محرك الروبوتات البشرية

شركة بوكي المحدودة: بصفتها شركة مصنعة لمحركات عزم الدوران بدون إطار، تنشط شركة بوكي في مجال محركات الروبوتات البشرية. تتميز منتجاتها بحجمها الصغير وقوتها العالية، مما يلبي المتطلبات الصارمة لمفاصل محركات الروبوتات البشرية. تركز شركة بوكي المحدودة على البحث والتطوير والابتكار في تكنولوجيا المحركات، وتواصل تحسين أداء وجودة منتجاتها، وتوفر دعمًا قويًا وموثوقًا لحركة الروبوتات.

 مينغ الكهربائية: تتميز بأداء متميز في مجال محركات الأكواب المجوفة، وتُعدّ من أهم الشركات الرائدة في السوق العالمية لهذه المحركات. يُضاهي أداء منتجاتها منافسيها في الخارج، ويمكنها تلبية احتياجات التطبيقات في المجالات المتقدمة، مثل الروبوتات البشرية. دأبت شركة مينغ للكهرباء على الاستثمار في البحث والتطوير لتحسين المستوى التقني لمحركات الأكواب المجوفة، وتتمتع بمزايا كبيرة في كفاءة المحرك وسرعته وسرعة استجابته، وغيرها.

Dingzhi Technology (شركة تابعة لشركة Jiangsu Leili): حققت شركة Dingzhi Technology إنتاجًا آليًا للّفات محركات الكأس المجوفة. يبلغ الحد الأدنى لقطر محركات الكأس المجوفة 8 مم، بينما تصل سرعتها القصوى إلى 80,000 دورة في الدقيقة. في مجال محركات الروبوتات البشرية، تقدم Dingzhi Technology منتجات محركات عالية الأداء لأيدي الروبوتات الماهرة وأجزاء أخرى، باستخدام تقنيات إنتاج متطورة ورقابة صارمة على الجودة.

شركة التوبة المحدودة: من أوائل الشركات المحلية التي تجاوزت الحدود التقنية لمحركات الأكواب المجوفة. في مجال محركات الروبوتات البشرية، تُركز شركة توبانغ المحدودة على ابتكار المنتجات والبحث والتطوير، وتُحسّن أداء وموثوقية المحركات باستمرار. تتميز منتجات محركات الأكواب المجوفة التي تُقدمها بمزايا مُعينة في كفاءة الطاقة ودقة التحكم، مما يُوفر ضمانًا قويًا للتحكم في حركة الروبوت.

شركة تيانكي المحدودة: في سلسلة صناعة محركات الروبوتات البشرية، تُركز شركة تيانكي المحدودة بشكل رئيسي على إعادة تدوير المحركات وإعادة تصنيعها. بفضل تقنيات وعمليات إعادة التدوير المتقدمة، تُمكنها من إعادة تدوير واستخدام محركات النفايات بفعالية، مما يُقلل من تكلفة إنتاج الروبوتات البشرية، ويُساهم في حماية البيئة.

جيانغسو ليلي: تمتلك الشركة فروعًا مثل شركة Dingzhi Technology، وتتمتع بخبرة واسعة في مجال محركات الكأس المجوفة. وتُدمج شركة Jiangsu Leili مواردها وتُحسّن أداء وجودة منتجات المحركات باستمرار، مُوفرةً حلول طاقة موثوقة لتطوير الروبوتات البشرية.

شركة ويتشوانغ الكهربائية: يتميز نظام التحكم بمحركات الروبوتات الشبيهة بالبشر بمزايا معينة. يُمكّن نظام التحكم بمحركات WeiChuang Electric من تحقيق تحكم دقيق في المحرك، مما يُحسّن كفاءة التشغيل واستقراره. تُستخدم منتجاتها على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية وغيرها من المجالات، مُوفرةً الدعم الفني للتحكم في حركة الروبوتات الشبيهة بالبشر.

هاوزهي الكهروميكانيكية: بصفتها شركة مصنعة لأجهزة التشفير والمستشعرات، تلعب شركة هاوزهي الكهروميكانيكية دورًا هامًا في سلسلة صناعة الروبوتات الشبيهة بالبشر. توفر منتجاتها تغذية راجعة آنية لموضع حركة كل محور من محاور الروبوت، مما يوفر دعمًا للبيانات للتحكم الدقيق في الروبوت. تتميز منتجاتها من أجهزة التشفير بدقة وموثوقية عاليتين، ولها آفاق تطبيقية واسعة في مجال الروبوتات الشبيهة بالبشر.

تكنولوجيا هيتشوان: تتمتع شركة هيتشوان تكنولوجي بحصة سوقية بارزة في مجال التحكم في محركات الروبوتات البشرية. ويمكن لوحدة التحكم في المحركات من هيتشوان تكنولوجي تحقيق تحكم فعال في المحرك، وتحسين أدائه واستقراره. وتتميز منتجاتها بسرعة الاستجابة ودقة التحكم، وتوفر حلاً موثوقًا للتحكم في حركة الروبوتات البشرية.

المجموعة الأولى: تتميز مجموعة توب بتصميمها الخاص في مجال أنظمة هياكل الروبوتات البشرية. توفر منتجاتها منصات دعم وحركة مستقرة للروبوتات البشرية، وتتمتع بخبرة واسعة ومزايا تقنية في تصميم وتصنيع أنظمة الهياكل.