在開(kāi)啟今天的內(nèi)容前，想問(wèn)下大家，還記得春晚舞臺(tái)的人形機(jī)器人嗎？那一套行云流水、動(dòng)作靈活的機(jī)器人表演，引發(fā)不少觀眾疑惑，為什么人形機(jī)器人的動(dòng)作可以做到如此靈活？

其實(shí)在人形機(jī)器人的核心部件中，隱藏一項(xiàng)關(guān)鍵的黑科技——無(wú)框力矩電機(jī)。

今天，借著這個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)跟大家一同了解這個(gè)為人形機(jī)器人提供強(qiáng)大動(dòng)力的“心臟”吧。

什么是無(wú)框力矩電機(jī)？

無(wú)框力矩電機(jī)是一種直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，與常規(guī)電機(jī)有所不同，它省去了傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子框架結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。

其中，轉(zhuǎn)子通常是由永磁體旋轉(zhuǎn)鋼圓環(huán)組件組成，能夠直接安裝在傳動(dòng)軸上；而定子則是帶有銅絲的圓環(huán)，由多個(gè)銅繞組線圈繞在鋼片上并固定在機(jī)械結(jié)構(gòu)上。當(dāng)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子的永磁體磁場(chǎng)與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間相互作用，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其基本原理與無(wú)刷電機(jī)類似。

無(wú)框力矩電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？

無(wú)框力矩電機(jī)最初主要應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人上。如今隨著技術(shù)發(fā)展，逐漸在人形機(jī)器人領(lǐng)域展開(kāi)，其機(jī)器人的市場(chǎng)應(yīng)用占比高達(dá)80%左右。此外，在醫(yī)療、航空航天等工業(yè)場(chǎng)景中也有所應(yīng)用。

值得一提的是，在人形機(jī)器人中，無(wú)框力矩電機(jī)的單機(jī)應(yīng)用量可達(dá)到28個(gè)左右。這也意味著，人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和落地應(yīng)用的增加，也為無(wú)框力矩電機(jī)的使用規(guī)模上也將迎來(lái)進(jìn)一步的增長(zhǎng)。

無(wú)框力矩電機(jī)具有哪些特點(diǎn)？

※無(wú)外殼，裝配靈活：由于無(wú)框力矩電機(jī)沒(méi)有外殼，因此在裝配過(guò)程中非常靈活，安裝和走線十分方便。這一特點(diǎn)能夠輕松適應(yīng)機(jī)器人內(nèi)部緊湊的空間和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)布局，為機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造提供了更大的自由度。

※極對(duì)數(shù)多，扭矩密度高：無(wú)框力矩電機(jī)的極對(duì)數(shù)較多，通常至少有16極對(duì)，而常規(guī)的無(wú)刷電機(jī)一般只有 4-8極對(duì)。據(jù)電機(jī)理論來(lái)說(shuō)，扭矩與極對(duì)數(shù)成正比，因此無(wú)框力矩電機(jī)能夠產(chǎn)生更大的扭矩輸出。這也意味著無(wú)框力矩電機(jī)在人形機(jī)器人中產(chǎn)生高扭矩密度，能提供更強(qiáng)大的動(dòng)力輸出，使其能夠輕松應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的動(dòng)作和任務(wù)。

※閉環(huán)控制，運(yùn)行精準(zhǔn)穩(wěn)定：通常，無(wú)框力矩電機(jī)依賴于高精度的編碼器來(lái)實(shí)時(shí)反饋轉(zhuǎn)子的位置信息。基于反饋信息，電機(jī)能夠精確地調(diào)節(jié)電流和位置，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

※低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快：由于無(wú)框力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以直接耦合在負(fù)載上，因此其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較低。這使得電機(jī)在啟動(dòng)、停止或改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)能夠迅速做出響應(yīng)，這對(duì)于人形機(jī)器人需要頻繁啟動(dòng)、停止以及進(jìn)行方向變換的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，能夠助力機(jī)器人更加敏捷地應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)指令，提高機(jī)器人的工作效率和適應(yīng)性，使其在動(dòng)態(tài)環(huán)境下表現(xiàn)出更加出色表現(xiàn)。

綜上，無(wú)框力矩電機(jī)作為人形機(jī)器人的“心臟”，憑借獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，為人形機(jī)器人的靈活運(yùn)動(dòng)提供了關(guān)鍵動(dòng)力。它不僅在結(jié)構(gòu)上突破傳統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)外殼裝配的靈活性；更以高扭矩密度、精準(zhǔn)穩(wěn)定的閉環(huán)控制以及快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，滿足了人形機(jī)器人復(fù)雜的動(dòng)作需求。

同時(shí)，無(wú)框力矩電機(jī)作為人形機(jī)器人的核心部件，將不斷推動(dòng)人形機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步，邁向新高度。合利士作為其電機(jī)智能裝備設(shè)備的解決方案供應(yīng)商，憑借十幾年來(lái)的自主研發(fā)創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，也將在無(wú)框力矩電機(jī)的組裝生產(chǎn)中注入強(qiáng)勁動(dòng)力。