Modur Coreless - Helpu Robotiaid Humanoid i Feistroli'r Dyfodol

Mae robotiaid humanoid wedi dod yn seren ddisglair ym maes deallusrwydd artiffisial.

 

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae robotiaid humanoid wedi dod yn un o lwyddiannau nodedig technoleg AI, gyda'u cymwysiadau eang mewn meysydd fel Meddygol a gwasanaethau. Er mwyn hyrwyddo datblygiad y cynnyrch blaengar hwn, mae gwledydd ledled y byd wedi cyflwyno polisïau a mwy o gefnogaeth i robotiaid humanoid a'u cydrannau allweddol. Yn y gadwyn diwydiant robotiaid humanoid, mae'r modur di-graidd, fel elfen hanfodol o'r system rheoli cynnig, yn chwarae rhan anhepgor. Er enghraifft, mae llaw ddeheuig + robot dynol Tesla yn defnyddio moduron di-graidd fel y gydran graidd, gyda phob robot yn cydosod 12 ohonyn nhw (6 ar bob llaw). Mae'r erthygl hon, fel astudiaeth ar y modur di-graidd +, yn archwilio ei nodweddion technegol, statws y farchnad, a rhagolygon y dyfodol.

 

 

1. Cysyniad a Dosbarthiad Motors

Mae modur yn ddyfais sy'n trosi ynni trydanol yn ynni mecanyddol. Mae'n gweithio trwy gynhyrchu grym mewn maes magnetig trwy coil o wifren (weindio stator), sydd wedyn yn gyrru cylchdro'r rotor. Mewn egwyddor, mae'r modur yn defnyddio effaith grym y cerrynt yn y maes magnetig i gyflawni trosi ynni effeithlon.

 

Egwyddor Sylfaenol Gweithredu Modur:

O amgylch y siafft gylchdroi, defnyddir magnetau parhaol:

Trwy gynhyrchu maes magnetig cylchdroi, mae'r magnetau'n symud.

Yn seiliedig ar yr egwyddor bod "fel polion yn gwrthyrru, mae polion gyferbyn yn denu," mae'r siafft cylchdroi yn cael ei yrru. Yn syml, pan fydd cerrynt yn llifo trwy'r wifren siâp coil, mae'n cynhyrchu maes magnetig cylchdroi, gan achosi'r magnet i gylchdroi.

 

Ar ôl mewnosod craidd haearn yn y coil, mae'r llwybr fflwcs magnetig yn dod yn fwy crynodedig, ac mae cryfder y maes magnetig yn cael ei wella'n sylweddol. Ar y pwynt hwn, mae maes magnetig y modur yn cael ei gynhyrchu gan weithred gyfunol cerrynt y coil a'r craidd haearn, gan ffurfio polion N ac S clir, sy'n gyrru'r rotor i gylchdroi.

 

Cydrannau Allweddol Modur

Stator:

Y stator yw rhan sefydlog y modur, ac mae ei strwythur craidd yn cynnwys polion magnetig, dirwyniadau, a'r ffrâm:

Polion Magnetig: Wedi'u gwneud o graidd haearn a choiliau, eu prif swyddogaeth yw cynhyrchu'r maes magnetig.

Weindio: Mae coiliau'r stator, sydd fel arfer wedi'u gwneud o ddeunyddiau dargludol ac insiwleiddio, yn cael eu defnyddio i gynhyrchu grym magnetig pan fydd cerrynt yn mynd trwyddynt.

Ffrâm: Wedi'i wneud yn nodweddiadol o aloi alwminiwm, sy'n darparu cefnogaeth strwythurol ac ymwrthedd cyrydiad a chryfder rhagorol.

 

Rotor:

Y rotor yw rhan gylchdroi'r modur, sy'n cynnwys y prif gydrannau canlynol:

Armature: Wedi'i wneud o ddargludyddion a deunyddiau inswleiddio, a ddefnyddir i gynhyrchu maes magnetig pan fydd cerrynt yn mynd trwyddo.

Bearings: Fel arfer wedi'u gwneud o ddur neu gerameg, gyda gwrthiant gwisgo rhagorol a gwrthiant cyrydiad, maent yn cefnogi cylchdroi'r rotor.

Capiau Diwedd: Wedi'u gwneud o ddeunyddiau fel aloi alwminiwm, mae'r rhain yn darparu cryfder selio a strwythurol i'r modur.

 

Trwy ddadansoddi cydrannau craidd y modur a'i egwyddorion, mae'n hawdd gweld bod y modur di-graidd, gyda'i nodweddion cryno ac effeithlon, wedi dod yn rym gyrru pwysig ar gyfer datblygu technoleg robot dynol. Yn y dyfodol, wrth i dechnoleg barhau i symud ymlaen, bydd cymhwyso moduron di-graidd ym maes robotiaid deallus yn dod yn fwy eang fyth.

 

2. Diffiniad a Dosbarthiad Modur Coreless

Gellir olrhain genedigaeth y modur di-graidd yn ôl i 1958, pan gynigiodd Dr. F. Faulhaber y dechnoleg coil clwyfau sgiw gyntaf, ac ym 1965, cafodd y patent cysylltiedig, gan nodi dyfodiad y modur di-graidd. Cyflawnodd ei ddyluniad arloesol gydbwysedd perffaith rhwng maint ac effeithlonrwydd y modur. Mae'r modur di-graidd yn perthyn i'r categori moduron servo magnet parhaol DC ac yn bennaf mae'n cynnwys dwy brif ran: y stator a'r rotor. Mae'r stator yn cynnwys dalennau a choiliau dur silicon, ac mae ei ddyluniad di-slot unigryw i bob pwrpas yn osgoi'r effaith cogio a welir yn gyffredin mewn moduron traddodiadol, gan leihau colled haearn a cholled cerrynt eddy. Mae'r rotor yn cynnwys magnet parhaol, siafft, a chynulliad sefydlog, gan ddefnyddio magnet parhaol siâp cylch, sy'n hwyluso prosesu a gosod.

 

O'i gymharu â moduron traddodiadol, nodwedd fwyaf nodedig y modur di-graidd yw'r arloesedd yn ei strwythur rotor. Yn wahanol i'r rotor craidd haearn mewn moduron traddodiadol, mae'r modur di-graidd yn mabwysiadu strwythur rotor heb haearn, a elwir yn rotor di-graidd. Y tu mewn, mae wedi'i amgylchynu gan weindiadau gwifren a magnetau, gan ffurfio strwythur siâp cwpan gwag.

 

Mewn moduron traddodiadol, swyddogaeth y craidd haearn yw:

1. Canolbwyntio ac arwain y maes magnetig: Mae'r craidd haearn fel arfer wedi'i wneud o ddeunyddiau athreiddedd magnetig uchel (fel dalennau dur silicon) sy'n canolbwyntio ac yn arwain y fflwcs magnetig yn effeithiol, gan wella cryfder ac effeithlonrwydd maes magnetig y modur.

 

2. Cefnogi'r dirwyniadau: Mae'r craidd haearn yn darparu cefnogaeth sefydlog ar gyfer y dirwyniadau modur, gan sicrhau sefydlogrwydd siâp a lleoliad y dirwyniadau yn ystod gweithrediad modur.

 

Mewn cyferbyniad, mae'r modur di-graidd yn defnyddio rotor silindrog gwag â waliau tenau, gyda'r dirwyniadau'n cael eu dirwyn yn uniongyrchol o amgylch y rotor, gan ddileu'r angen am gefnogaeth graidd haearn ychwanegol.

 

Mae manteision y dyluniad di-haearn yn arwyddocaol iawn:

1. Dileu colledion cerrynt eddy a hysteresis: Mewn moduron traddodiadol, mae'r craidd haearn yn cynhyrchu cerrynt eddy a cholledion hysteresis yn hawdd yn y maes magnetig eiledol, sy'n lleihau effeithlonrwydd y modur. Mae'r modur di-graidd, oherwydd absenoldeb craidd haearn, yn dileu'r colledion hyn, gan wella effeithlonrwydd trosi ynni'r modur yn fawr.

 

2. Lleihau pwysau a gostwng syrthni cylchdro: Mae'r dyluniad di-haearn yn gwneud y rotor yn ysgafnach, gan leihau'r syrthni cylchdro, sy'n arwain at amseroedd ymateb cyflymach, cyflymder cychwyn a stopio cyflymach, ac mae'n hynod addas ar gyfer ceisiadau sydd angen cyflymiad uchel ac amseroedd ymateb.

 

Gyda strwythur silindrog gwag wedi'i ddylunio'n fanwl gywir a chynllun troellog wedi'i optimeiddio, gall y modur di-graidd ddosbarthu'r maes magnetig yn well, lleihau gollyngiadau magnetig, a gwella effeithlonrwydd a pherfformiad gweithredol y modur ymhellach.

 

Dosbarthiad Modur Di-Graidd

Yn gyffredinol, mae moduron di-graidd yn cael eu dosbarthu'n ddau gategori yn seiliedig ar y dull cymudo:

Modur Brwsio Di-Graidd: Mae'r math hwn o fodur yn defnyddio brwsys carbon mecanyddol ar gyfer cymudo.

 

Modur Di-Brws Heb Graidd: Mae'r modur hwn yn defnyddio cymudo electronig yn lle brwsys carbon traddodiadol ar gyfer cymudo. Mae'r dyluniad hwn nid yn unig yn dileu'r gwreichion trydanol a'r gronynnau llwch carbon a geir yn gyffredin mewn moduron traddodiadol, gan leihau sŵn, ond hefyd yn ymestyn oes y modur yn sylweddol.

 

Trwy gymharu gwahanol gynhyrchion, mae'n amlwg nad oes angen brwsys carbon ar y modur di-graidd di-frwsh bellach, ond yn hytrach mae'n defnyddio synwyryddion Hall i ganfod newidiadau maes magnetig y rotor mewn amser real, gan drosi cymudo mecanyddol yn signalau electronig ar gyfer cymudo. Mae'r dyluniad hwn yn symleiddio strwythur corfforol y modur yn fawr, gan ei wneud yn fwy effeithlon a gwydn.

 

Tabl: Cymhariaeth o moduron DC wedi'u brwsio a heb frws
Categori	Modur DC di-frws	Modur DC wedi'i frwsio
Cymudo	Cymudadur switsh electronig	Mae'r brwsh mewn cysylltiad mecanyddol â'r rhan unionydd
Nodweddion strwythurol	Yn gyffredinol, mae'r rotor yn fagnet parhaol ac mae'r stator yn armature	Yn gyffredinol, y rotor yw'r armature a'r stator yw'r magnet parhaol
Dull gwrthdroi	Newid dilyniant y cymudadur switsh electronig	Newid y polaredd foltedd terfynell
Manteision	Perfformiad mecanyddol da, bywyd hir, sŵn isel, afradu gwres da	Perfformiad mecanyddol da, cost isel
Anfanteision	Cost gychwynnol ychydig yn uwch	Mae angen cynnal a chadw sŵn uchel, afradu gwres gwael, cymudo

 

3. Manteision Modur Coreless

Mae'r modur di-graidd, trwy ei ddyluniad strwythur rotor arloesol, yn torri cyfyngiadau rotorau modur traddodiadol ac yn lleihau colledion cerrynt eddy a achosir gan y craidd haearn yn fawr.Ar yr un pryd, mae'r dyluniad hwn yn ysgafnhau pwysau'r modur yn effeithiol ac yn lleihau ei syrthni cylchdro, gan leihau colled ynni mecanyddol y rotor wrth symud. Yn gyffredinol, mae gan y modur di-graidd fanteision sylweddol mewn sawl maes, gan gynnwys dwysedd pŵer uchel, oes hir, ymateb cyflym, trorym brig uchel, a pherfformiad afradu gwres rhagorol.

 

Dwysedd Pwer Uchel

Mae dwysedd pŵer modur di-graidd yn cyfeirio at y pŵer allbwn fesul cyfaint uned neu bwysau fesul uned. O'i gymharu â moduron traddodiadol, mae'r modur di-graidd yn ysgafnach ac yn fwy effeithlon oherwydd ei rotor di-haearn. Mae'r rotor di-haearn yn dileu'r colledion cerrynt eddy a hysteresis a achosir gan y craidd haearn, gan wella effeithlonrwydd y modur bach a thrwy hynny ganiatáu iddo ddarparu mwy o bŵer allbwn a trorym o fewn cyfaint llai. Mae effeithlonrwydd y modur di-graidd fel arfer yn cyrraedd dros 80%, tra bod effeithlonrwydd moduron DC brwsio traddodiadol yn gyffredinol yn llawer is, fel arfer tua 50%. Felly, mae'r modur di-graidd yn arbennig o addas ar gyfer dyfeisiau sy'n cael eu pweru gan fatri sydd angen gweithrediad sefydlog hirdymor, megis pympiau samplu aer cludadwy, robotiaid dynol, dwylo bionig, ac offer pŵer llaw.

 

Dwysedd Torque Uchel

Diolch i'r dyluniad di-haearn, mae rotor y modur di-graidd nid yn unig yn ysgafn ond mae ganddo hefyd syrthni cylchdro llai, sy'n golygu y gall y modur gyflymu ac arafu'n gyflym, gan gynhyrchu mwy o trorym mewn cyfnod byrrach o amser. Yn ogystal, oherwydd strwythur mwy cryno'r rotor di-haearn, mae'r modur di-graidd yn gallu darparu allbwn trorym uwch mewn gofod cyfyngedig.

 

Hyd Oes Hir

Mae gan y modur di-graidd fwy o segmentau cymudadur, ac mae'r amrywiadau cyfredol yn ystod y broses gymudo yn llai, sy'n lleihau'r anwythiad ac yn lleihau'n sylweddol electro-cyrydiad y system modur yn ystod cymudo. Felly, mae oes y modur di-graidd yn llawer hirach nag oes moduron DC brwsio traddodiadol. Yn ôl ymchwil gysylltiedig, mae oes ddisgwyliedig modur di-graidd fel arfer rhwng 1000 a 3000 o oriau, tra mai dim ond ychydig gannoedd o oriau yw hyd oes moduron DC wedi'u brwsio fel arfer.

 

Ymateb Cyflym

Mae gan foduron traddodiadol, oherwydd presenoldeb y craidd haearn, syrthni cylchdro mwy ac felly amseroedd ymateb arafach. Mewn cyferbyniad, mae gan y modur di-graidd strwythur cryno ac mae'n defnyddio coil siâp cwpan hunangynhaliol ar gyfer y rotor, gan ei gwneud yn ysgafnach a lleihau ei syrthni cylchdro. Mae hyn yn rhoi nodweddion cychwyn-stop sensitif iawn i'r modur di-graidd. Yn ôl data cysylltiedig, mae cysonyn amser mecanyddol modur di-graidd fel arfer yn llai na 28ms, gyda rhai cynhyrchion hyd yn oed yn is na 10ms, sy'n llawer gwell na chysondeb amser 100ms moduron craidd haearn traddodiadol.

Torque Peak Uchel

Gall y modur di-graidd gyflawni trorym brig mwy mewn cyfnod byr o amser oherwydd bod cyson trorym y modur yn parhau'n sefydlog yn ystod y cynnydd presennol, ac mae perthynas llinol rhwng cerrynt a torque. Mewn cyferbyniad, ni all moduron DC craidd haearn traddodiadol gynyddu'r torque mwyach ar ôl iddynt gyrraedd y pwynt dirlawnder.

 

Perfformiad Gwasgaru Gwres Ardderchog

Mae wyneb rotor y modur di-graidd yn caniatáu i aer lifo, gan ddarparu gwell afradu gwres na moduron craidd haearn traddodiadol. Mewn moduron traddodiadol, mae coil y rotor craidd haearn fel arfer wedi'i ymgorffori yn rhigolau dalennau dur silicon, sy'n arwain at lai o lif aer ar wyneb y coil a chynnydd tymheredd uwch. O dan yr un amodau allbwn pŵer, mae gan y modur di-graidd gynnydd tymheredd sylweddol is a gwasgariad gwres mwy effeithlon.

 

4. Llwybr Technegol Modur Coreless

Y broses allweddol wrth gynhyrchu moduron di-graidd yw gweithgynhyrchu'r coil, felly mae proses ddylunio a dirwyn y coil yn dod yn rhwystrau technegol. Mae diamedr gwifren, nifer y troeon, a nodweddion llinellol y wifren yn effeithio'n uniongyrchol ar baramedrau craidd y modur, tra bod y dull dirwyn yn pennu effeithlonrwydd a pherfformiad y modur yn uniongyrchol.

 

Dyluniad Coil a Dulliau Dirwyn

Mae dyluniad troellog y modur di-graidd yn bennaf yn cynnwys dirwyn yn syth, dirwyn gogwydd, a dirwyn cyfrwy.

 

Dirwyn Syth: Mae'r dull dirwyn hwn yn cynnwys coiliau lle mae'r wifren yn gyfochrog ag echelin y modur, gan ffurfio dirwyniad crynodedig. Er bod y dyluniad hwn yn syml, ni all rhannau diwedd yr armature gynhyrchu torque effeithiol, ac mae'n cynyddu pwysau a gwrthiant yr armature.

 

Dirwyn sgiw: Fe'i gelwir hefyd yn weindio diliau, mae'r dull hwn yn defnyddio dirwyn ongl lle mae rhannau diwedd y dirwyn yn llai ac nid oes dirwyniadau diwedd. O'i gymharu â dirwyniad syth, mae dirwyn gogwydd yn lleihau pwysau a syrthni cylchdro'r armature, gan wella gallu cyflymu'r modur a'r trorym allbwn. Mae brandiau fel Faulhaber yr Almaen a Portescap y Swistir yn defnyddio'r dyluniad hwn yn aml.

 

Dirwyn cyfrwy: Mae'r dull dirwyn hwn yn defnyddio gwifren enameled hunan-fondio ac yn gwella cyfradd llenwi slotiau trwy brosesau siapio a threfnu lluosog. Gall dirwyn cyfrwy leihau'r bwlch aer yn effeithiol a chynyddu cyfradd defnyddio'r magnet parhaol, a thrwy hynny wella dwysedd pŵer y modur. Mae rhai cynhyrchion o Maxon y Swistir yn mabwysiadu'r dyluniad troellog hwn.

 

Mae'r gwahanol ddulliau troellog hyn yn cael effaith bwysig ar effeithlonrwydd, pŵer, ac allbwn trorym y modur di-graidd, ac maent hefyd yn pennu cost cynhyrchu'r modur a senarios cymhwyso addas.

 

Dosbarthiad Prosesau Dirwyn

O safbwynt technoleg cynhyrchu, gellir rhannu prosesau ffurfio coil moduron di-graidd yn dri chategori: dirwyn â llaw, technoleg cynhyrchu dirwyn coil, a thechnoleg cynhyrchu ffurfio un cam.

 

1. Dirwyn â Llaw

Mae dirwyn â llaw yn broses gynhyrchu â llaw sy'n cynnwys cyfres o gamau cymhleth megis gosod pin, dirwyn â llaw, a threfniant weindio â llaw. Er bod y dull hwn yn addas ar gyfer cynhyrchion wedi'u haddasu'n fawr, mae ei effeithlonrwydd cynhyrchu yn gymharol isel, ac mae cysondeb a sefydlogrwydd y cynhyrchion yn gyfyngedig. Felly, defnyddir y broses hon yn fwy cyffredin ar gyfer cynhyrchu swp bach neu ofynion arbennig.

 

2. Technoleg Cynhyrchu Dirwyn Coil

Mae technoleg cynhyrchu weindio coil yn broses lled-awtomataidd lle mae gwifren enamel yn cael ei dirwyn ar werthyd gyda thrawstoriad diemwnt mewn trefn benodol. Ar ôl cyrraedd yr hyd gofynnol, caiff y coil ei dynnu ac yna ei fflatio i mewn i fwrdd gwifren, sydd wedyn yn cael ei dorri i mewn i goil siâp cwpan. Mae gan y broses hon effeithlonrwydd cynhyrchu uwch a gall ddiwallu anghenion cynhyrchu ar raddfa ganolig. Yn ôl data yn yr erthygl "Proses Weindio Coil ac Offer ar gyfer Gweithgynhyrchu Armature Coreless," gall offer sy'n defnyddio pedwar gweithiwr gyflawni cynhyrchiad blynyddol o 30,000 o unedau. Fodd bynnag, cyfyngiad technoleg weindio coil yw ei fod yn addas yn bennaf ar gyfer coiliau di-graidd gyda diamedrau o 20-30mm. Ar gyfer coiliau llai â diamedr o lai na 10-12mm, yn enwedig y rhai sydd â bylchau rhwng tapiau sy'n llai na 7mm, mae dirwyn yn dod yn fwy heriol. Yn ogystal, mae angen cryn dipyn o lafur llaw ar gyfer y broses dirwyn coil, a allai effeithio ar gysondeb y cynnyrch.

 

3. Technoleg Cynhyrchu Ffurfio Un Cam

Mae technoleg cynhyrchu ffurfio un cam yn defnyddio offer hynod awtomataidd i weindio gwifren enamel ar werthyd yn unol â phatrwm penodol. Ar ôl i'r coil gael ei ddirwyn i siâp cwpan, caiff ei dynnu'n uniongyrchol mewn un cam, gan ddileu'r angen am brosesau pellach fel rholio neu fflatio. Mae'r dull hwn yn cynnig lefel uwch o awtomeiddio, gan ddarparu effeithlonrwydd cynhyrchu uwch a chysondeb cynnyrch gwell. Fodd bynnag, mae hefyd yn gofyn am fuddsoddiad cychwynnol uwch mewn offer. O'i gymharu â thechnoleg dirwyn coil, gall technoleg ffurfio un cam gynhyrchu amrywiaeth fwy o fathau a manylebau modur, a gall reoli ansawdd a thyndra trefniant coil yn well.

Tabl: Cymhariaeth rhwng proses dirwyn i ben a phroses ffurfio un cam
	Proses clwyfau	Technoleg cynhyrchu sy'n ffurfio un ergyd
Pris offer	Isel	Uchel
Gradd awtomeiddio	Isel, ddim yn addas ar gyfer cynhyrchu awtomataidd ar raddfa fawr	Mae cynhyrchu awtomataidd uchel, ar raddfa fawr yn bosibl
Cyfradd sgrap	Uchel	Isel
Anhawster technegol cynhwysfawr	Isel	Uchel

 

Gweld mwy:Technoleg dirwyn i ben yw rhwystr craidd modur cwpan gwag

 

 

Mae robotiaid humanoid, a elwir hefyd yn robotiaid anthropomorffig, yn robotiaid deallus sydd wedi'u cynllunio i weithio a rhyngweithio mewn amgylcheddau tebyg i rai pobl. Mae'r robotiaid hyn wedi'u cynllunio i ddynwared ymddangosiad ac ymddygiad dynol, sy'n gallu synhwyro'r amgylchedd cyfagos, adnabod gwrthrychau a bodau dynol, prosesu a deall data gofodol, a darparu gwasanaethau effeithlon a deallus. Trwy integreiddio synwyryddion, actiwadyddion, algorithmau, a systemau caledwedd a meddalwedd eraill, gall robotiaid dynol ganfod, prosesu gwybodaeth ac ymateb i anghenion dynol yn effeithlon.

 

Gyda datblygiad parhaus technoleg, mae robotiaid humanoid yn cael eu cymhwyso fwyfwy ar draws amrywiol ddiwydiannau a disgwylir iddynt ddod yn farchnad triliwn o ddoleri ar yr un lefel â ffonau smart, cerbydau teithwyr, a thechnolegau eraill yn y dyfodol. Yn y maes diwydiannol, yn enwedig mewn gweithgynhyrchu, gall robotiaid humanoid ddisodli bodau dynol i gyflawni tasgau dwysedd uchel, peryglus ac ailadroddus, megis trin deunyddiau, weldio, caboli, a mwy. Mae Tesla yn bwriadu cyflwyno robotiaid humanoid i'w gigafactorau ar gyfer gweithrediadau llinell gydosod i gynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu a lleihau risgiau anafiadau gweithwyr; Mae China General Nuclear Power Group hefyd yn ystyried defnyddio robotiaid humanoid mewn gorsafoedd ynni niwclear; Mae Foxconn yn treialu robotiaid humanoid i fynd i'r afael â materion rheoli ansawdd, trosiant gweithwyr, a lleddfu'r straen corfforol a achosir gan rai tasgau ailadroddus. Nid yw'r diwydiant gwasanaeth yn eithriad. Gyda'u canfyddiad amgylcheddol pwerus a'u galluoedd rhyngweithio dynol-robot rhagorol, gall robotiaid dynol gyflawni tasgau fel danfon a chwmnïaeth mewn bwytai, ysbytai a lleoliadau eraill, yn ogystal â gwasanaethu fel darparwyr gofal cartref a chymdeithion mewn amgylcheddau cartref. Er enghraifft, mae Apollo, robot gan Apptronik sy'n seiliedig ar yr Unol Daleithiau, yn cael ei ddefnyddio'n bennaf ar gyfer rheoli warws ac mae'n cynorthwyo i gludo nwyddau, gyda bywyd batri o 4 awr; Gall G1, robot humanoid cyffredinol a ddatblygwyd gan Yushu Technology, berfformio symudiadau dirwy fel agor cap potel.

 

O ran strwythur robotiaid humanoid, fe'u rhennir yn gyffredinol yn y system weithredu, y system canfyddiad, a systemau eraill. Mae'r system weithredu yn bennaf yn cynnwys actuators llinol, actuators cylchdro, a dwylo deheuig. Mae'r system ganfyddiad, yn dibynnu ar y llwybr technegol, yn cynnwys synwyryddion gweledol, radar tonnau milimetr, systemau llywio anadweithiol, a dyfeisiau eraill. Mae systemau eraill yn cynnwys cydrannau allweddol fel sglodion a batris. Mae'r llaw ddeheuig, fel un o gydrannau allweddol y system weithredu, yn gweithredu yn seiliedig ar y cydweithrediad rhwng y modur di-graidd a'r blwch gêr planedol. Mae'r modur di-graidd yn gyrru'r blwch gêr planedol i gynhyrchu grym adwaith gwrthdro, sydd wedyn yn tynnu'r cymalau bys trwy golfachau neu gysylltiadau eraill, gan drawsnewid mudiant cylchdro yn fudiant llinellol. Trwy gymhwyso foltedd ymlaen neu wrthdroi, gall y modur di-graidd reoli ymestyn a thynnu'r bysedd yn ôl, gan alluogi gafael neu ryddhau gwrthrychau.

 

Gan gymryd robot Optimus Tesla fel enghraifft, mae ei law ddeheuig yn cynnwys modur di-graidd, blwch gêr planedol manwl gywir, sgriw bêl, synwyryddion ac amgodyddion. Mae'r modur di-graidd yn cyfrif am tua 50% o gost cydrannau actuator y llaw, a thua 4 ~ 4.5% o gyfanswm cost un robot. Mae pob llaw ddeheuig yn cael ei gyrru gan chwe modur, gyda dau fodiwl modur di-graidd wedi'u gosod yn adran y bawd i berfformio cynigion ymestyn a fflipio ar yr un pryd; mae pob un o'r bysedd eraill yn cael ei yrru gan un modiwl modur di-graidd. Mae'r chwe modiwl modur yn gweithio gyda'r system offer llyngyr a tendon i berfformio gweithrediadau hyblyg a manwl gywir y llaw.

 

Yn ogystal, mae robotiaid humanoid hefyd yn cynnwys elfen hanfodol arall: y modur torque di-ffrâm, a ddefnyddir yn nodweddiadol mewn ardaloedd sydd angen trorym uchel, fel cymalau. Fel math o fodur servo, mae'r modur di-graidd yn cynnig cywirdeb rheolaeth uwch a chyflymder ymateb cyflymach, gan ei wneud yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn cydrannau fel dwylo deheuig sy'n gofyn am fwy o gywirdeb ac ymatebolrwydd. Gan fod yr erthygl hon yn canolbwyntio ar foduron di-graidd, ni ymhelaethir ar ddadansoddiad manwl o moduron torque di-ffrâm.

 

 

1. Ar hyn o bryd, mae datblygiad cyflym deallusrwydd artiffisial wedi datrys dwy her allweddol i robotiaid: diffyg cudd-wybodaeth a diffyg senarios cymhwyso. Ar yr un pryd, mae caledwedd robotiaid humanoid hefyd yn cael ei ailadrodd yn gyflym. Mae cynllun y gadwyn ddiwydiannol ddomestig yn ffafriol i leihau costau'n gyflym, a thrwy hynny osod y sylfaen ar gyfer poblogeiddio robotiaid dynol. Mae'r erthygl hon yn credu y bydd twf marchnad robotiaid humanoid yn digwydd mewn tri cham:

 

Cam 1: 2024-2026: Wedi'i yrru'n bennaf gan bolisïau a chyfalaf, disgwylir y bydd cwmnïau'n mynd i mewn i gyfnod cynhyrchu màs robotiaid humanoid yn raddol. Yn ystod y tair blynedd gyntaf, ffocws cymwysiadau masnachol fydd diwallu anghenion anstrwythuredig y farchnad ddiwydiannol, gan ategu llinellau cynhyrchu diwydiannol traddodiadol. Yn ystod y cam hwn, disgwylir i'r gyfradd twf blynyddol cyfansawdd (CAGR) o werthiannau robotiaid humanoid fod tua 50%.

 

Cam 2: 2027-2030: Gyda gostyngiad parhaus mewn costau a gwelliant effeithlonrwydd yn y gadwyn gyflenwi, yn ogystal â datblygiadau technolegol parhaus, bydd robotiaid humanoid yn lledaenu'n raddol ac yn dod yn boblogaidd mewn meysydd marchnad cartref a gwasanaeth posibl, gyda photensial y cymhwysiad yn barhaus. archwilio. Disgwylir i'r CAGR o werthiannau robotiaid humanoid yn ystod y cam hwn fod tua 100%.

 

Cam 3: Ar ôl 2030: Bydd y galw mewn senarios megis gofal henoed, cwmnïaeth emosiynol, a chymwysiadau milwrol yn dod yn brif ysgogydd ar gyfer twf robotiaid humanoid, gan arwain at dueddiad hirdymor yn y farchnad ar i fyny. Disgwylir i'r CAGR o werthiannau robotiaid humanoid yn y cam hwn fod tua 20%.

 

2. O safbwynt prisio, pris uned cyfartalog cyfredol moduron di-graidd mewn marchnadoedd domestig a rhyngwladol yw 1200 RMB yr uned. Gan dybio bod y pris yn aros yn sefydlog yn y dyfodol.

 

3. Gan dybio bod nifer y moduron di-graidd a ddefnyddir ym mhob robot humanoid yn aros yr un fath ag yn awr, hy, 12 modur fesul robot.

 

O'r amcangyfrif, gan ddechrau yn 2028, bydd cynyddiad graddfa'r farchnad o moduron di-graidd yn y maes robot dynol yn cyrraedd y lefel biliwn-yuan. Erbyn 2030, bydd graddfa'r farchnad gynyddol o'r maes robot dynol yn fwy na 40% o raddfa gyfun y farchnad mewn meysydd eraill.

Tabl: Amcangyfrif o gynyddiad graddfa moduron cwpan gwag a ddygwyd gan robotiaid humanoid
	2024	2025	2026	2027	2028	2029	2030	2031	2032
Gwerthiannau robotiaid humanoid (10,000 uned)	1	1.5	2.25	4.5	9	18	36	43.2	51.84
Gwerthiant robotiaid humanoid (yoy)		50%	50%	100%	100%	100%	100%	20%	20%
Nifer y moduron cwpan gwag fesul dyfais (unedau)	12	12	12	12	12	12	12	12	12
Gwerthu moduron cwpan gwag yn y maes hwn (10,000 uned)	12	18	27	54	108	216	432	518.4	622.08
Pris uned moduron cwpan gwag (yuan)	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000
Cynnydd ym maint y farchnad moduron cwpan gwag (10, 000 yuan)	12000	18000	27000	54000	108000	216000	432000	518000	622080

 

 

 

Yn rhyngwladol, mae gweithgynhyrchu modur di-graidd, oherwydd ei dechnoleg uwch a'i fanteision cystadleuol, ynghyd â thechnoleg offer troellog uwch cyfatebol a lefel uchel o awtomeiddio, wedi cynnal cyfran uchel o'r farchnad ers amser maith, gan roi mantais symudwr cyntaf iddo. Mae arweinwyr y diwydiant byd-eang yn cynnwys Maxon o'r Swistir, Faulhaber o'r Almaen, a Portescap y Swistir. Yn y farchnad Tsieineaidd, mae cwmnïau cynrychioliadol yn cynnwys VSD, a sefydlwyd yn 2011. Dechreuodd gweithgynhyrchu modur Coreless yn Tsieina yn ddiweddarach, gyda bwlch technolegol penodol o'i gymharu â chwmnïau tramor. Fodd bynnag, gan elwa o fantais cadwyn ddiwydiannol lawn gref Tsieina a chronfa dalent peiriannydd, disgwylir dal i fyny yn gyflym.

 

Maxon (Y Swistir): Wedi'i sefydlu ym 1961, mae gan Maxon tua 3,300 o weithwyr yn fyd-eang, wedi'u dosbarthu ar draws 40 o wledydd. Yn 2022, cyflawnodd y cwmni drosiant o 708 miliwn o Ffrancwyr y Swistir, gyda chynhyrchiad blynyddol o 5 miliwn o unedau a thua 12,000 o fathau o gynnyrch. Mae eu cynhyrchion yn bennaf yn cynnwys moduron DC di-frws a brwsio, blychau gêr amrywiol, synwyryddion, amgodyddion, mwyhaduron servo, rheolwyr safle, cydrannau CIM a MIM, ac atebion wedi'u teilwra i anghenion cwsmeriaid. Mae eu moduron di-graidd yn amrywio o ddiamedrau o 4-90mm, gyda phŵer yn amrywio o 1.2-400 wat. Mae'r perfformiad torque yn ardderchog, gyda phŵer uchel, ystod cyflymder eang, a bywyd gwasanaeth hir.

 

Faulhaber (Yr Almaen): Fel busnes teuluol annibynnol, mae technoleg gyrru Faulhaber yn enghraifft ragorol o beirianneg fanwl a thechnoleg modur. Mae gan Faulhaber ganolfannau ymchwil a datblygu a chynhyrchu yn yr Almaen, y Swistir, yr Unol Daleithiau, Rwmania a Hwngari, gyda rhwydwaith sy'n rhychwantu dros 30 o wledydd a rhanbarthau, a mwy na 2,300 o weithwyr proffesiynol. Mae gan eu modur di-graidd brwsh B-Micro isafswm maint o 3mm, ac mae gan eu modur di-graidd brwsio 0615N1.5S isafswm maint o 6mm.

 

Portescap (y Swistir): Wedi'i sefydlu yn 1931 yn y Swistir, canolbwyntiodd Portescap i ddechrau ar y diwydiant gwneud oriorau a chyflwynodd y modur DC cylchdro di-graidd chwyldroadol EscapTM ym 1959, gan ymuno â'r diwydiant moduron bach. Yn 2023, fe'i prynwyd gan RegalRexnord. Mae cynhyrchion micro-fodur y cwmni yn diwallu anghenion trosglwyddo marchnadoedd terfynol sy'n amrywio o ddyfeisiau meddygol i wahanol gymwysiadau diwydiannol.

 

VSD (Tsieina): Fe'i sefydlwyd yn 2011, ac mae VSD wedi datblygu'n gyflym, yn Tsieina i ddechrau, ac o fewn ychydig flynyddoedd, cododd yn gyflym i ddod yn un o gynhyrchwyr micro-fodur blaenllaw Tsieina, gan ddechrau ehangu'n rhyngwladol. Mae eisoes wedi cydweithio â chwmnïau rhyngwladol adnabyddus fel Montaplast, Panasonic, a Philips, gan ennill ymddiriedaeth a chanmoliaeth. Mae cyfanswm arwynebedd ffatri'r cwmni yn fwy na 10,000 metr sgwâr, gyda chyfleusterau cynhyrchu ar wahân ar gyfer moduron brwsio a di-frwsh, a channoedd o beiriannau awtomataidd datblygedig (gan gynnwys peiriannau weindio uwch), dwsinau o beirianwyr ymchwil profiadol, a channoedd o weithwyr rheng flaen , yn cynhyrchu 200,000 moduron bob dydd.