熱門關(guān)鍵詞: 新能源汽車電機(jī)組裝線 電機(jī)生產(chǎn)線
近年來,全球人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。從實(shí)驗(yàn)室走向工廠,從Demo樣機(jī)邁向小批量試產(chǎn),越來越多的企業(yè)正加速推進(jìn)人形機(jī)器人在智能制造、物流搬運(yùn)等場景的落地應(yīng)用。這一進(jìn)程不僅依賴于AI算法的進(jìn)步,更取決于機(jī)器人能否真正實(shí)現(xiàn)類人級(jí)別的靈活、協(xié)調(diào)與可靠運(yùn)動(dòng)。
要實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作,無論是彎腰拾物、伸手開門,還是抓雞蛋等動(dòng)作,背后都離不開一個(gè)個(gè)高性能關(guān)節(jié)的精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)。人形機(jī)器人中擁有20至40個(gè)自由度,每個(gè)動(dòng)作都是多個(gè)關(guān)節(jié)協(xié)同工作的結(jié)果。
其中,手指抓取、手腕旋轉(zhuǎn)、頸部擺動(dòng)等高動(dòng)態(tài)、高精度動(dòng)作,對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度、體積和控制平穩(wěn)性提出了極為苛刻的要求。
而 眾多的電機(jī)技術(shù)路線中,空心杯電機(jī)因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與卓越動(dòng)態(tài)性能,正逐步成為這些高靈活性關(guān)節(jié)的首選驅(qū)動(dòng)方案。它不僅是“能動(dòng)”的基礎(chǔ),更是實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)、輕盈、可靠”運(yùn)動(dòng)的核心保障。
什么是空心杯電機(jī)?
空心杯電機(jī),其轉(zhuǎn)子采用無鐵芯設(shè)計(jì),線圈直接繞制或成型于非磁性骨架上,形成一個(gè)“空心杯”狀結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)從根本上改變了傳統(tǒng)電機(jī)的電磁特性,其帶來三大核心優(yōu)勢:
(1)低慣量:響應(yīng)快,啟停敏捷
由于轉(zhuǎn)子采用無鐵芯設(shè)計(jì),質(zhì)量輕,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量顯著降低,這也意味著電機(jī)可以在極短時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng)、加速、減速和停止,響應(yīng)速度達(dá)到毫秒級(jí),適配需要頻繁啟停的精細(xì)操作。
(2)高響應(yīng):精準(zhǔn)跟隨控制指令
低慣量配合高電機(jī)響應(yīng)能力,使其能夠精準(zhǔn)跟隨控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
(3)無齒槽效應(yīng):運(yùn)行平穩(wěn),力矩輸出連續(xù)
在傳統(tǒng)電機(jī)因鐵芯與永磁體間的磁阻變化會(huì)產(chǎn)生 “齒槽效應(yīng)”,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和震動(dòng)。而空心杯電機(jī)無鐵芯結(jié)構(gòu)徹底消除這一問題,使其運(yùn)行更加平穩(wěn),輸出力矩連續(xù),避免了抖動(dòng)和噪聲,提升控制精度。
此外,空心杯電機(jī)還具備體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱低等優(yōu)點(diǎn),適配人形機(jī)器人其空間受限、功能敏感的應(yīng)用場景。
為何空心杯電機(jī)是人形機(jī)器人的首選?
在人形機(jī)器人中,不同關(guān)節(jié)對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求各不相同。大關(guān)節(jié)(如髖、膝)較為注重扭矩輸出,常采用無框力矩電機(jī);而小關(guān)節(jié)則更強(qiáng)調(diào)快速響應(yīng)、輕量化和高精度控制。如,手指關(guān)節(jié)在采用空心杯電機(jī)下可實(shí)現(xiàn)精細(xì)抓取與捏合、手腕與頸部則支持靈活旋轉(zhuǎn)與姿態(tài)調(diào)整。
因此,伴隨人形機(jī)器人的發(fā)展趨勢,要實(shí)現(xiàn)空心杯電機(jī)的穩(wěn)定量產(chǎn),高精度、高柔性、可追溯的自動(dòng)化裝配設(shè)備則是電機(jī)制造過程的關(guān)鍵抓手。核心裝配能力主要包括: 高精度視覺定位、閉環(huán)張力控制、柔順運(yùn)動(dòng)控制、全過程數(shù)據(jù)采集、柔性換型設(shè)計(jì)等。
這些裝配過程則共同構(gòu)成空心杯電機(jī)高一致性制造的閉環(huán)體系,也是其人形機(jī)器人邁向可靠量產(chǎn)的重要支撐。
作為深耕電機(jī)智能裝備十余年的專業(yè)解決方案服務(wù)商,合利士始終關(guān)注高端電機(jī)制造的工藝本質(zhì)。我們深知,每一微小公差的累積,都可能影響最終的電機(jī)運(yùn)行性能;每一次的裝配優(yōu)化,都源于對細(xì)節(jié)的反復(fù)打磨。
目前,合利士專注于新能源電機(jī)、人形機(jī)器人(含空心杯電機(jī)、無框力矩電機(jī))、低空飛行器等高精度電機(jī)的自動(dòng)化繞線與裝配設(shè)備研發(fā),掌握其張力控制、視覺引導(dǎo)排線、閉環(huán)反饋、柔性換型等核心技術(shù)。
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