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

其實在人形機器人的核心部件中，隱藏一項關(guān)鍵的黑科技——無框力矩電機。

今天，借著這個機會來跟大家一同了解這個為人形機器人提供強大動力的“心臟”吧。

什么是無框力矩電機？

無框力矩電機是一種直接驅(qū)動電機，與常規(guī)電機有所不同，它省去了傳統(tǒng)的電機轉(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軸上；而定子則是帶有銅絲的圓環(huán)，由多個銅繞組線圈繞在鋼片上并固定在機械結(jié)構(gòu)上。當(dāng)通電時，轉(zhuǎn)子的永磁體磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場之間相互作用，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其基本原理與無刷電機類似。

無框力矩電機的應(yīng)用場景有哪些？

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

值得一提的是，在人形機器人中，無框力矩電機的單機應(yīng)用量可達到28個左右。這也意味著，人形機器人市場規(guī)模的不斷擴大和落地應(yīng)用的增加，也為無框力矩電機的使用規(guī)模上也將迎來進一步的增長。

無框力矩電機具有哪些特點？

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

※極對數(shù)多，扭矩密度高：無框力矩電機的極對數(shù)較多，通常至少有16極對，而常規(guī)的無刷電機一般只有 4-8極對。據(jù)電機理論來說，扭矩與極對數(shù)成正比，因此無框力矩電機能夠產(chǎn)生更大的扭矩輸出。這也意味著無框力矩電機在人形機器人中產(chǎn)生高扭矩密度，能提供更強大的動力輸出，使其能夠輕松應(yīng)對各種復(fù)雜的動作和任務(wù)。

※閉環(huán)控制，運行精準穩(wěn)定：通常，無框力矩電機依賴于高精度的編碼器來實時反饋轉(zhuǎn)子的位置信息。基于反饋信息，電機能夠精確地調(diào)節(jié)電流和位置，從而實現(xiàn)精準的轉(zhuǎn)動控制。

※低轉(zhuǎn)動慣量，動態(tài)響應(yīng)快：由于無框力矩電機的轉(zhuǎn)子可以直接耦合在負載上，因此其轉(zhuǎn)動慣量較低。這使得電機在啟動、停止或改變轉(zhuǎn)動方向時能夠迅速做出響應(yīng)，這對于人形機器人需要頻繁啟動、停止以及進行方向變換的應(yīng)用場景來說，能夠助力機器人更加敏捷地應(yīng)對各種突發(fā)情況和復(fù)雜的運動指令，提高機器人的工作效率和適應(yīng)性，使其在動態(tài)環(huán)境下表現(xiàn)出更加出色表現(xiàn)。

綜上，無框力矩電機作為人形機器人的“心臟”，憑借獨特的優(yōu)勢特點，為人形機器人的靈活運動提供了關(guān)鍵動力。它不僅在結(jié)構(gòu)上突破傳統(tǒng)，實現(xiàn)無外殼裝配的靈活性；更以高扭矩密度、精準穩(wěn)定的閉環(huán)控制以及快速的動態(tài)響應(yīng)，滿足了人形機器人復(fù)雜的動作需求。

同時，無框力矩電機作為人形機器人的核心部件，將不斷推動人形機器人的技術(shù)進步，邁向新高度。合利士作為其電機智能裝備設(shè)備的解決方案供應(yīng)商，憑借十幾年來的自主研發(fā)創(chuàng)新經(jīng)驗，也將在無框力矩電機的組裝生產(chǎn)中注入強勁動力。