Поставщик двигателей для гуманоидных роботов в Китае

Обзор двигателя гуманоидного робота

Двигатели гуманоидных роботов — это электромагнитные устройства, необходимые для гуманоидных роботов, поскольку они создают крутящий момент, преобразуя или передавая электрическую энергию по закону электромагнитной индукции. Они считаются исполнительным устройством робота. Их можно назвать «сердцем» движения гуманоидного робота, поскольку они установлены на каждом суставе для регулирования его движения по мере необходимости, что напрямую влияет на производительность робота.

Суставы робота являются основными строительными блоками роботов, а двигатели, являющиеся неотъемлемой частью системы суставов, выполняют такие задачи, как увеличение крутящего момента, передача и замедление. Гуманоидные роботы, обладающие человеческим восприятием, принятием решений, поведением и антропоморфными двигательными функциями, обычно используются в человекоподобных ситуациях. Двигатель отвечает за приведение в движение суставов робота, позволяя ему ходить, бегать и прыгать.

Из всех основных компонентов гуманоидных роботов доля двигателей достигает 25%. В качестве примера рассмотрим гуманоидного робота Tesla, оснащённого 28 приводами по всему телу, некоторые из которых используют безрамные моментные двигатели, и его сложными руками, в которых используются двигатели с полыми чашечками. У одного робота двенадцать двигателей с полыми чашечками, по шесть на каждой руке.

Продолжающийся прогресс в области автомобильных технологий также стимулирует развитиеВечерРазвитие технологий гуманоидных роботов. Эти достижения, охватывающие широкий спектр двигателей – от щёточных до бесщёточных, от обычных до бессердечниковых – не только улучшают характеристики двигателей, но и повышают точность, адаптивность и эффективность движений гуманоидных роботов. Рынок гуманоидных роботов стремительно растёт благодаря достижениям в области искусственного интеллекта и законодательной поддержке, что также даёт автомобильной промышленности больше возможностей для процветания.

Основные типы двигателей

(I) Классификация по области применения

1.Особенности и варианты использования двигателей управления и питания: Благодаря высокой выходной мощности силовые двигатели предназначены для работы, торможения и привода. Они часто используются в автомобилях, бытовой технике, миниатюрных станках и других отраслях. Например, в автомобилях силовые двигатели обеспечивают транспортным средствам необходимую для движения мощность. Управляющие двигатели обеспечивают выходные характеристики двигателя, включая амплитудно-частотные, фазово-частотные и выходные характеристики, а также точность и чувствительность. Они идеально подходят для робототехники, полупроводников, фотоэлектрических систем, литиевых аккумуляторов, промышленной автоматизации и других областей. Они, в первую очередь, обеспечивают выполнение, обнаружение и принятие решений в автономных системах управления.

2.Подразделение двигателей управления:

• o Шаговый двигатель: простая конструкция, преобразует электрические импульсные сигналы в угловое перемещение и поворачивается на фиксированный угол в заданном направлении для каждого входного импульсного сигнала. Обычно используется в системах управления с разомкнутым контуром, таких как офисная автоматика, коммуникационное оборудование, печатное оборудование и другие области. Однако его эффективность и точность управления относительно невысоки.
• o Серводвигатель: по сравнению с шаговым двигателем, он оснащен энкодером и механизмом обратной связи, обеспечивая высокую точность управления и быстрое время отклика. Он широко используется в областях, требующих точного управления, таких как полупроводники, фотоэлектрические системы, литиевые батареи, промышленная автоматика, робототехника и т. д. Серводвигатель с полым корпусом — это специальный серводвигатель с ротором без сердечника. Его преимущества: компактный размер, высокая точность управления, длительный срок службы, высокая скорость, высокая энергоэффективность и высокая плотность энергии.
• o Моментный двигатель: управляемый крутящим моментом, он обеспечивает стабильный крутящий момент на нагрузке даже при низкой скорости вращения или даже при остановке двигателя. Он обладает такими преимуществами, как низкая скорость вращения, большой крутящий момент, высокая перегрузочная способность и быстрое реагирование. Двигатель подразделяется на корпусный и бескорпусный моментный двигатель.

(II) Классификация бесщеточных или бесколлекторных двигателей

1. Бесщеточные двигатели без сердечника и щеточные двигатели без сердечника отличаются конструктивно:

В щёточном двигателе без сердечника используется механическая щёточная коммутация, а в роторе отсутствует железный сердечник. Катушки вращаются, но магнитные полюса остаются неподвижными. Коллектор и катушки вращаются во время работы двигателя, но угольные щётки и магниты – нет. Благодаря контакту между угольными щётками и коллектором электрическая энергия преобразуется в механическую. В бесщёточном двигателе без сердечника используется электронная коммутация, а в статоре отсутствует железный сердечник. Магнитные полюса вращаются, но катушки остаются неподвижными. Для обеспечения безыскровой работы электронный коммутатор автоматически изменяет направление тока в зависимости от положения ротора.

2. Различия между ними с точки зрения метода коммутации, метода управления, конструкции ротора, наличия датчика Холла и срока службы:

• Режим коммутации: В щёточных двигателях с полым ротором используется механическая коммутация щётками. Во время работы возникает относительное трение, что приводит к возникновению шума и искрения, сокращая срок службы двигателя. В бесщёточных двигателях с полым ротором используется электронная коммутация, которая отличается высокой эффективностью, малыми колебаниями крутящего момента, длительным сроком службы, надёжной конструкцией, удобством и простотой обслуживания.

• Режим управления: Щеточные двигатели с полыми чашами используют управление током; бесщеточные двигатели с полыми чашами должны быть согласованы с драйверами двигателей для достижения управления приводом.

• Структура ротора: Щеточные двигатели с полым чашкой состоят из катушек, коллекторов и соединительных пластин, которые вращаются между корпусом и постоянным магнитом, образуя ротор; в бесщеточных двигателях с полым чашкой катушки неподвижны, а магниты вращаются посередине, которая также является ротором.

• Есть ли датчик Холла: В щеточных электродвигателях с полым ротором датчики Холла отсутствуют; в бесщеточных электродвигателях с полым ротором датчики Холла имеются.
• Срок службы: Срок службы щеточных двигателей с полым ротором зависит от коллектора и обычно составляет 1000–3000 ч; в бесщеточных двигателях с полым ротором используются подшипники, срок службы которых превышает 10 000 ч.

(III) Бескорпусной моментный двигатель

1. Обзор характеристик бескорпусного моментного двигателя: Бескорпусной моментный двигатель, состоящий всего из двух компонентов — ротора и статора, — представляет собой двигатель с постоянными магнитами, где выходной крутящий момент является измерительным параметром. Он удовлетворяет потребности гуманоидных роботов в компактном корпусе, высоком крутящем моменте и быстром отклике благодаря своим характеристикам: малому размеру, высокой мощности и высокому выходному крутящему моменту на низкой скорости. Например, бескорпусной моментный двигатель обеспечивает прямой привод, высокую скорость реакции, компактную конструкцию, экономит пространство, обладает высокой эффективностью и легко интегрируется с другими компонентами роботизированных сочленений. Он также может создавать большой крутящий момент при небольшом объёме.

2. Проанализируйте свои барьеры и конкурентную среду：

• Барьеры: Магнитная цепь и конструкция процесса являются основными техническими барьерами бескорпусных моментных двигателей. Зарубежные производители вышли на рынок раньше и имеют преимущества первопроходцев в технологии процесса. Например, южнокорейский ротор TM TECH использует технологию интегрального намагничивающего магнитного кольца, американский Kollmorgen использует распределенные дробные пазы и технологию связывания углеродных волокон, а немецкий TQ Robodrive использует модульные статоры и технологию инкапсуляции эпоксидным пластиком. Отечественные компании вышли на рынок поздно, и существует разрыв в плотности крутящего момента по сравнению с зарубежными высококлассными бескорпусными моментными двигателями. Кроме того, высококлассные продукты предъявляют высокие требования к технологии намагничивания и процессам производства двигателей. Бескорпусные моментные двигатели, как правило, требуют индивидуальной настройки в соответствии с конкретными механическими конструктивными размерами, что предъявляет особые требования к оборудованию намоточных машин в процессе производства. В то же время, при достижении высокой плотности мощности необходимо контролировать нагрев двигателя, что создает проблему для конструкции теплоотвода двигателя.
• Конкурентная среда: Глобальным лидером является компания Kollmorgen, и её двигатели находятся в первом эшелоне в мире по производительности. Среди быстро развивающихся китайских компаний – Buke Co., Ltd. и Aerospace Electric, однако по сравнению с зарубежными лидерами отечественные бескорпусные моментные двигатели имеют небольшой выходной крутящий момент и всё ещё отстают по производительности. По мере расширения ёмкости рынка такие производители сервоприводов, как Huichuan Technology, Hechuan Technology, Wuxi Xinjie и Leadshine, также имеют возможность выйти на рынок бескорпусных двигателей.

Поставщик двигателей для гуманоидных роботов

Buke Co., Ltd.: Будучи производителем бескаркасных моментных двигателей, компания активно развивается в области двигателей для гуманоидных роботов. Её продукция отличается компактными размерами и высокой мощностью, что позволяет ей соответствовать строгим требованиям, предъявляемым к двигателям для гуманоидных роботов. Компания Buke Co., Ltd. специализируется на исследованиях, разработках и инновациях в области двигателей, постоянно совершенствуя производительность и качество своей продукции, обеспечивая стабильную и надёжную поддержку движения роботов.

 Ming's Electric: Компания Ming's Electric демонстрирует выдающиеся эксплуатационные характеристики в области двигателей с полыми сердечниками и является одним из важных игроков на мировом рынке таких двигателей. По своим эксплуатационным характеристикам она сопоставима с зарубежными аналогами и способна удовлетворить потребности высокотехнологичных приложений, таких как создание гуманоидных роботов. Компания Ming's Electric постоянно инвестирует в исследования и разработки, чтобы повысить технический уровень двигателей с полыми сердечниками и обладает значительными преимуществами в плане эффективности, скорости, скорости отклика и т. д.

Dingzhi Technology (дочерняя компания Jiangsu Leili): Компания освоила автоматизированное производство обмоток для двигателей с полыми чашечками. Минимальный диаметр двигателей с полыми чашечками может достигать 8 мм, а максимальная скорость — 80 000 об/мин. В области двигателей для гуманоидных роботов компания Dingzhi Technology предлагает высокопроизводительные двигатели для ловких рук и других деталей роботов, используя передовые технологии производства и строгий контроль качества.

Компания «Покаяние»: Одна из первых китайских компаний, преодолевших технический рубеж в области двигателей с полыми стаканами. В области двигателей для гуманоидных роботов компания Tuobang Co., Ltd. специализируется на инновациях, исследованиях и разработках, постоянно повышая производительность и надежность двигателей. Её двигатели с полыми стаканами обладают определёнными преимуществами в плане энергоэффективности и точности управления, обеспечивая надёжную гарантию управления движением робота.

Тяньци Компания, ООО: В цепочке производства двигателей для гуманоидных роботов компания Tianqi Co., Ltd. специализируется на переработке и восстановлении двигателей. Благодаря передовым технологиям и процессам переработки, компания Tianqi Co., Ltd. может эффективно перерабатывать и повторно использовать отработанные двигатели, снижая себестоимость производства гуманоидных роботов, а также внося вклад в защиту окружающей среды.

Цзянсу Лейли: Компания имеет дочерние предприятия, такие как Dingzhi Technology, и обладает значительным потенциалом в области производства двигателей с полым стаканом. Компания Jiangsu Leili объединяет ресурсы и постоянно повышает производительность и качество двигателей, предоставляя надежные решения в области электропитания для разработки человекоподобных роботов.

WeiChuang Electric: Он обладает определёнными преимуществами в управлении приводом двигателя гуманоидного робота. Драйвер двигателя WeiChuang Electric обеспечивает точное управление двигателем, повышая эффективность и стабильность его работы. Продукция компании широко используется в промышленной автоматизации и других областях, обеспечивая техническую поддержку для управления движением гуманоидных роботов.

Хаочжи Электромеханический: Будучи производителем энкодеров и датчиков, компания играет важную роль в цепочке производства гуманоидных роботов. Продукция Haozhi Electromechanical обеспечивает обратную связь в режиме реального времени о положении каждой оси робота, предоставляя данные для точного управления роботом. Её энкодеры характеризуются высокой точностью и надёжностью и имеют широкие перспективы применения в области гуманоидных роботов.

Технология Хечуань: Компания занимает определённую долю рынка в области управления двигателями гуманоидных роботов. Контроллеры двигателей Hechuan Technology обеспечивают эффективное управление двигателем, повышая его производительность и стабильность. Продукция компании обладает определёнными преимуществами в скорости отклика и точности управления, представляя собой надёжное решение для управления движением гуманоидных роботов.

Лучшая группа: Компания имеет определённый опыт в области разработки шасси для гуманоидных роботов. Продукция Top Group обеспечивает стабильную опору и подвижные платформы для гуманоидных роботов, а также обладает богатым опытом и техническими преимуществами в проектировании и производстве шасси.