空心杯电机在人形机器人上的应用迎来爆发电机是机器人的关键组成部件之一,在清洁机器人、服务机器人、工业机器人等领域有广泛的应用,而在人形机器人应用上,由于人形机器人手指、关节等部位较为狭小,微型空心杯电机凸显优势。空心杯电机是一种采用无铁芯转子的直流永磁伺服控制电机,其名字带“杯”字主要因为其转子形似杯子。由于其能量转换效率高、噪音小、体积小重量轻、控制性能好等优异性能,尤其是在小尺寸方面,由于空心杯电机采用空心转子结构,使得电机的体积和重量得以减小,适合于便携式设备和小型自动化设备。 灵巧手是人形机器人执行动作的最终零件,十分重要且复杂,对电机性能要求较高。灵巧手作为机器人实现操作的终端工具,十分重要,其设计高度仿人手,结构比较复杂,面临的最大难题是空间极小而驱动自由度极多,需要配备功率密度高,体积小且控制精度高的电机,所以空心杯电机与灵巧手关节适配性非常高,是目前灵巧手驱动系统完美解决方案。 随着2022年特斯拉人形机器人Optimus的问世,灵巧手再度打开空心杯电机的想象空间。2023年,腾讯Robotics X实验室发布自研灵巧手TRX-Hand和TRX-Arm,拥有三根手指和8个独立控制关节。因时机器人也发布了自己的RH56BFX系列和RH56DFX系列产品,整体具有6个自由度和12个运动关节。整体看,空心杯电机在人形机器人领域具有广泛的应用前景和市场需求。 空心杯电机发源于德国,瑞士等欧洲厂商研制较早,具有性能优异的生产设备和稳定成熟的工艺。从市场格局来看,全球市场较为集中。全球龙头主要是Maxon、faulhaber两家,已经大量申请空心杯电机相关的专利技术。目前,国内企业不断加速国产替代,经过近几年的追赶,产品性能差距不断缩小。深圳万至达电机便是其中之一,早在几年前,万至达电机便发现空心杯电机在人形机器人领域的应用前景,早早开始布局灵巧手用微型空心杯电机的应用与研发,在现有产品基础上,为了满足人形机器人的高要求,万至达电机在材料、工艺、性能等环节不断升级和改进。其中最主要的方向是提高电机的效率、性能和稳定性,减小电机的体积和重量。同时对工厂产线升级改造,使空心杯电机的生产过程也在逐步实现自动化和智能化。 作为国内少数具备空心杯电机自主研发能力的企业,武汉万至达智能科技有限公司一直注重自主研发和创新,空心杯电机产品具有高转速、高扭矩和低噪音振动、体积小等优势,经过多年技术攻关,有刷空心杯电机最小尺寸可做到3.2mm,无刷空心杯电机直径可做到4mm,在空载转速、响应速度等方面超越国际龙头,整体性能已处于行业领先水平。 |