空心杯电机:人形机器人的动力之源

机器人2023-12-251411人形机器人机器人创新

空心杯电机,作为一种直流永磁伺服控制电机,正逐渐成为人形机器人领域的“掌上明珠”。其独特的无铁芯定/转子结构,从根本上解决了传统电机铁芯结构的固有问题。相较于传统铁芯电机,空心杯电机以其创新结构,具备诸多优势,如高电机转速、高能量转化效率、高加速度、高动态响应、体积小、重量轻等。


空心杯电机的两种类型:有刷无铁芯和无刷无齿槽


空心杯电机可分为有刷无铁芯和无刷无齿槽两种。有刷空心杯电机的转子无铁芯,无刷空心杯电机的定子无铁芯。这两种电机在最终产品的性能特点及适用情况上有所不同。有刷空心杯电机转子无铁芯,具有高转速、高加速度、高动态响应等特点,适用于需要高速、高精度、轻量化的场合。无刷无齿槽空心杯电机定子无铁芯,具有高功率密度、高能量转化效率、高稳定性等特点,适用于大扭矩、高负载、稳定性要求的场合。


空心杯电机的核心技术:自支撑绕组技术


空心杯电机的核心技术壁垒在于定子/转子的自支撑绕组技术。实现自支撑绕组的关键点在于绕组工艺的设计和绕组设备。空心杯电机的绕组类型繁多,如直线型、斜绕型、同心式等。不同类型的绕组工艺适用于不同的电机性能需求。德国Faulhaber、瑞士Maxon等海外厂商在绕组工艺和技术沉淀方面具有优势,使得其空心杯电机产品性能优异,形成一定的垄断地位。


人形机器人产业的发展,助力空心杯电机应用前景广阔


随着全球人形机器人产业的规模化发展,空心杯电机的应用前景愈发广阔。人形机器人手部对空心杯电机的尺寸、扭矩等性能参数的需求尚不明确,但我国国产厂商在技术研发和产品优化方面进展迅速,有望在人形机器人带动的空心杯电机市场中占据一席之地。


人形机器人空心杯电机相关产业链的布局


新进入者可通过两种路径切入人形机器人空心杯电机市场:一是从其他领域延伸,如医疗器械、航空航天等;二是进行产品横向拓展,如电动汽车、工业自动化等。为人形机器人厂商直接供货的空心杯电机公司,能获得一手的应用反馈,及时调整技术研发和产品优化路径。此外,医疗领域对空心杯电机的性能和质量需求与人形机器人领域类似,进入医疗领域的厂商其产品有望符合人形机器人的应用需求。


总结


空心杯电机作为人形机器人的核心动力部件,以其独特的结构和优异的性能,正逐步打开广阔的市场空间。我国厂商在技术研发和产品优化方面不断取得突破,有望在人形机器人市场的竞争中占据优势。随着产业链的不断完善和市场需求的逐步明确,空心杯电机将成为人形机器人产业的重要增长点。