Çekirdeksiz Motor - İnsansı Robotların Geleceği Yönetmesine Yardımcı Oluyoruz

İnsansı robotlar yapay zeka alanında parlayan bir yıldız haline geldi.

 

Son yıllarda insansı robotlar, aşağıdaki alanlardaki yaygın uygulamalarıyla yapay zeka teknolojisinin dönüm noktası niteliğindeki başarılarından biri haline geldi. Tıbbi ve hizmetler. Bu son teknoloji ürünü ürünün gelişimini teşvik etmek için dünyanın dört bir yanındaki ülkeler, insansı robotlara ve bunların temel bileşenlerine yönelik politikalar başlattı ve desteği artırdı. İnsansı robot endüstrisi zincirinde,çekirdeksiz motor Hareket kontrol sisteminin hayati bir bileşeni olarak vazgeçilmez bir rol oynar. Örneğin Tesla'nın insansı robotunun hünerli eli, çekirdek bileşen olarak çekirdeksiz motorlar kullanıyor ve her robot bunlardan 12'sini (her bir elde 6 adet) birleştiriyor. Bu makale, çekirdeksiz motor+ üzerine bir çalışma olarak, onun teknik özelliklerini, pazar durumunu ve gelecekteki beklentilerini araştırıyor.

 

 

1. Motor Kavramı ve Sınıflandırılması

Motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır. Bir tel bobini (stator sargısı) aracılığıyla manyetik alanda bir kuvvet oluşturarak çalışır ve bu kuvvet daha sonra rotorun dönüşünü sağlar. Prensip olarak motor, verimli enerji dönüşümü sağlamak için manyetik alandaki akımın kuvvet etkisinden yararlanır.

 

Motorun Çalışmasının Temel Prensibi:

Dönen şaftın çevresinde kalıcı mıknatıslar kullanılır:

Dönen bir manyetik alan üretilerek mıknatıslar harekete geçirilir.

"Aynı kutuplar birbirini iter, zıt kutuplar çeker" prensibine göre dönen mil tahrik edilir. Basitçe söylemek gerekirse, bobin şeklindeki telden akım geçtiğinde, dönen bir manyetik alan oluşturarak mıknatısın dönmesine neden olur.

 

Bobine demir çekirdek yerleştirildikten sonra manyetik akı yolu daha konsantre hale gelir ve manyetik alan gücü önemli ölçüde artar. Bu noktada, motorun manyetik alanı, bobin akımının ve demir çekirdeğin ortak hareketi ile oluşturulur ve rotorun dönmesini sağlayan net N ve S kutupları oluşturulur.

 

Bir Motorun Temel Bileşenleri

Standart:

Stator, motorun sabit kısmıdır ve çekirdek yapısı manyetik kutupları, sargıları ve çerçeveyi içerir:

Manyetik Kutuplar: Demir çekirdek ve bobinlerden yapılmış olup ana işlevleri manyetik alan oluşturmaktır.

Sargılar: Genellikle iletken ve yalıtkan malzemelerden yapılan stator bobinleri, içinden akım geçtiğinde manyetik kuvvet üretmek için kullanılır.

Çerçeve: Tipik olarak yapısal destek ve mükemmel korozyon direnci ve mukavemeti sağlayan alüminyum alaşımdan yapılmıştır.

 

Rotor:

Rotor, aşağıdaki ana bileşenlerden oluşan, motorun dönen kısmıdır:

Armatür: İçinden akım geçtiğinde manyetik alan oluşturmak için kullanılan iletken ve yalıtkan malzemelerden yapılmıştır.

Rulmanlar: Genellikle çelik veya seramikten yapılmış olup mükemmel aşınma direnci ve korozyon direncine sahiptirler ve rotorun dönüşünü desteklerler.

Uç Kapakları: Alüminyum alaşımı gibi malzemelerden yapılmış olan bunlar motora sızdırmazlık ve yapısal dayanıklılık sağlar.

 

Motorun temel bileşenlerinin ve prensiplerinin analizi sayesinde, çekirdeksiz motorun kompakt ve verimli özellikleriyle insansı robot teknolojisinin gelişmesinde önemli bir itici güç haline geldiğini görmek kolaydır. Gelecekte teknoloji ilerlemeye devam ettikçe akıllı robotlar alanında çekirdeksiz motorların uygulanması daha da yaygınlaşacaktır.

 

2. Çekirdeksiz Motor Tanımı ve Sınıflandırılması

Çekirdeksiz motorun doğuşu, Dr. F. Faulhaber'in eğri sargılı bobin teknolojisini ilk önerdiği 1958 yılına kadar uzanabilir ve 1965 yılında çekirdeksiz motorun ortaya çıkışına işaret eden ilgili patenti aldı. Yenilikçi tasarımı, motorun boyutu ve verimliliği arasında mükemmel bir denge sağladı. Çekirdeksiz motor, DC sabit mıknatıslı servo motorlar kategorisine aittir ve esas olarak iki ana parçadan oluşur: stator ve rotor. Stator, silikon çelik levhalardan ve bobinlerden oluşur ve benzersiz yarıksız tasarımı, geleneksel motorlarda yaygın olarak görülen vuruntu etkisini etkili bir şekilde önleyerek demir kaybını ve girdap akımı kaybını azaltır. Rotor, işlemeyi ve kurulumu kolaylaştıran, halka şeklinde bir kalıcı mıknatıs kullanan sabit bir mıknatıs, bir şaft ve sabit bir tertibattan oluşur.

 

Geleneksel motorlarla karşılaştırıldığında çekirdeksiz motorun en belirgin özelliği rotor yapısındaki yeniliktir. Geleneksel motorlardaki demir çekirdekli rotorun aksine, çekirdeksiz motor, çekirdeksiz rotor olarak bilinen demirsiz bir rotor yapısını benimser. İçerisinde içi boş, fincan şeklinde bir yapı oluşturan tel sargılar ve mıknatıslarla çevrilidir.

 

Geleneksel motorlarda demir çekirdeğin işlevi:

1. Manyetik alanın yoğunlaştırılması ve yönlendirilmesi: Demir çekirdek tipik olarak manyetik akıyı etkili bir şekilde yoğunlaştıran ve yönlendiren, böylece motorun manyetik alan gücünü ve verimliliğini artıran yüksek manyetik geçirgenliğe sahip malzemelerden (silikon çelik levhalar gibi) yapılır.

 

2. Sargıların desteklenmesi: Demir çekirdek, motor sargıları için sabit bir destek sağlayarak, motorun çalışması sırasında sargıların şeklinin ve konumunun stabilitesini sağlar.

 

Bunun tersine, çekirdeksiz motor, ince duvarlı içi boş silindirik bir rotor kullanır; sargılar doğrudan rotorun etrafına sarılır ve ek demir çekirdek desteğine olan ihtiyaç ortadan kalkar.

 

Ütüsüz tasarımın avantajları çok önemlidir:

1. Girdap akımı ve histerezis kayıplarının ortadan kaldırılması: Geleneksel motorlarda demir çekirdek, alternatif manyetik alanda kolayca girdap akımları ve histerezis kayıpları üretir ve bu da motorun verimliliğini azaltır. Çekirdeksiz motor, demir çekirdeğin bulunmaması nedeniyle bu kayıpları ortadan kaldırarak motorun enerji dönüşüm verimliliğini büyük ölçüde artırır.

 

2. Ağırlığın azaltılması ve dönme ataletinin azaltılması: Demirsiz tasarım, rotoru daha hafif hale getirerek dönme ataletini azaltır, bu da daha hızlı tepki süreleri, daha hızlı başlatma ve durdurma hızları sağlar ve yüksek hızlanma ve tepki süreleri gerektiren uygulamalar için son derece uygundur.

 

Hassas bir şekilde tasarlanmış içi boş silindirik yapı ve optimize edilmiş sargı düzeniyle çekirdeksiz motor, manyetik alanı daha iyi dağıtabilir, manyetik sızıntıyı azaltabilir ve motorun çalışma verimliliğini ve performansını daha da artırabilir.

 

Çekirdeksiz Motor Sınıflandırması

Çekirdeksiz motorlar genellikle komütasyon yöntemine göre iki kategoriye ayrılır:

Çekirdeksiz Fırçalı Motor: Bu tip motor, komütasyon için mekanik karbon fırçalar kullanır.

 

Çekirdeksiz Fırçasız Motor: Bu motor, komütasyon için geleneksel karbon fırçalar yerine elektronik komütasyon kullanır. Bu tasarım, geleneksel motorlarda yaygın olarak bulunan elektrik kıvılcımlarını ve karbon tozu parçacıklarını ortadan kaldırarak gürültüyü azaltmakla kalmaz, aynı zamanda motorun ömrünü de önemli ölçüde uzatır.

 

Farklı ürünleri karşılaştırarak, fırçasız çekirdeksiz motorun artık karbon fırçalara ihtiyaç duymadığı, bunun yerine rotorun manyetik alan değişikliklerini gerçek zamanlı olarak tespit etmek için Hall sensörlerini kullandığı ve mekanik komütasyonu komütasyon için elektronik sinyallere dönüştürdüğü açıktır. Bu tasarım, motorun fiziksel yapısını büyük ölçüde basitleştirerek onu daha verimli ve dayanıklı hale getirir.

 

Tablo: Fırçalı ve fırçasız DC motorların karşılaştırılması
Kategori	Fırçasız DC motor	Fırçalanmış DC motor
Komütasyon	Elektronik anahtar komütatörü	Fırça redresör kısmı ile mekanik temas halindedir
Yapısal özellikler	Genel olarak rotor kalıcı bir mıknatıs, stator ise bir armatürdür.	Genel olarak rotor armatür, stator ise kalıcı mıknatıstır.
Tersine çevirme yöntemi	Elektronik anahtar komütatörünün sırasını değiştirin	Terminal voltajı polaritesini değiştirin
Avantajları	İyi mekanik performans, uzun ömür, düşük gürültü, iyi ısı dağılımı	İyi mekanik performans, düşük maliyet
Dezavantajları	Biraz daha yüksek başlangıç ​​maliyeti	Yüksek gürültü, zayıf ısı dağılımı, komütasyon bakım gerektirir

 

3. Çekirdeksiz Motorun Avantajları

Çekirdeksiz motor, yenilikçi rotor yapısı tasarımı sayesinde geleneksel motor rotorlarının sınırlarını aşar ve demir çekirdeğin neden olduğu girdap akımı kayıplarını büyük ölçüde azaltır.Aynı zamanda bu tasarım, motorun ağırlığını etkili bir şekilde hafifletir ve dönme ataletini azaltır, böylece hareket sırasında rotorun mekanik enerji kaybını en aza indirir. Genel olarak çekirdeksiz motor, yüksek güç yoğunluğu, uzun ömür, hızlı tepki, yüksek tepe torku ve mükemmel ısı dağıtma performansı dahil olmak üzere birçok alanda önemli avantajlar sergiliyor.

 

Yüksek Güç Yoğunluğu

Çekirdeksiz bir motorun güç yoğunluğu, birim hacim veya birim ağırlık başına çıkış gücünü ifade eder. Geleneksel motorlarla karşılaştırıldığında çekirdeksiz motor, demirsiz rotoru sayesinde daha hafif ve daha verimlidir. Demirsiz rotor, demir çekirdeğin neden olduğu girdap akımını ve histerezis kayıplarını ortadan kaldırarak minyatür motorun verimliliğini artırır ve böylece daha küçük bir hacimde daha fazla çıkış gücü ve tork sağlamasına olanak tanır. Çekirdeksiz motorun verimliliği tipik olarak %80'in üzerine çıkarken, geleneksel fırçalı DC motorların verimliliği genellikle çok daha düşüktür, genellikle %50 civarındadır. Bu nedenle çekirdeksiz motor, taşınabilir hava örnekleme pompaları, insansı robotlar, biyonik eller ve el tipi elektrikli aletler gibi uzun süreli kararlı çalışma gerektiren pille çalışan cihazlar için özellikle uygundur.

 

Yüksek Tork Yoğunluğu

Demirsiz tasarım sayesinde, çekirdeksiz motorun rotoru sadece hafif olmakla kalmıyor, aynı zamanda daha küçük bir dönme ataletine de sahip; bu da motorun hızla hızlanıp yavaşlayabileceği ve daha kısa sürede daha fazla tork üretebileceği anlamına geliyor. Ayrıca demirsiz rotorun daha kompakt yapısı sayesinde çekirdeksiz motor sınırlı alanda daha yüksek tork çıkışı sağlayabilmektedir.

 

Uzun Ömür

Çekirdeksiz motor daha fazla komütatör segmentine sahiptir ve komütasyon işlemi sırasındaki akım dalgalanmaları daha küçüktür, bu da endüktansı azaltır ve komütasyon sırasında motor sisteminin elektro-korozyonunu önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle çekirdeksiz motorun ömrü geleneksel fırçalı DC motorlara göre çok daha uzundur. İlgili araştırmalara göre çekirdeksiz bir motorun beklenen ömrü genellikle 1000 ila 3000 saat arasındayken, fırçalı DC motorların ömrü genellikle yalnızca birkaç yüz saattir.

 

Hızlı Yanıt

Geleneksel motorlar, demir çekirdeğin varlığından dolayı daha büyük dönme ataletine ve dolayısıyla daha yavaş tepki sürelerine sahiptir. Bunun aksine, çekirdeksiz motor kompakt bir yapıya sahip ve rotor için kendini destekleyen fincan şeklinde bir bobin kullanıyor, bu da onu daha hafif hale getiriyor ve dönme ataletini azaltıyor. Bu, çekirdeksiz motora çok hassas start-stop özellikleri kazandırır. İlgili verilere göre, çekirdeksiz bir motorun mekanik zaman sabiti tipik olarak 28 ms'den azdır, bazı ürünlerde 10 ms'nin bile altındadır; bu, geleneksel demir çekirdekli motorların 100 ms'lik zaman sabitinden çok daha üstündür.

Yüksek Tepe Torku

Çekirdeksiz motor kısa sürede daha büyük bir tepe torkuna ulaşabilir çünkü akım yükselmesi sırasında motorun tork sabiti sabit kalır ve akım ile tork arasında doğrusal bir ilişki vardır. Bunun aksine, geleneksel demir çekirdekli DC motorlar, doyma noktasına ulaştıklarında artık torku artıramazlar.

 

Mükemmel Isı Yayılımı Performansı

Çekirdeksiz motorun rotor yüzeyi hava akışına izin vererek geleneksel demir çekirdekli motorlara göre daha iyi ısı dağılımı sağlar. Geleneksel motorlarda, demir çekirdekli rotorun bobini genellikle silikon çelik levhaların oluklarına gömülür, bu da bobin yüzeyinde daha az hava akışına ve daha yüksek sıcaklık artışına neden olur. Aynı güç çıkışı koşullarında çekirdeksiz motor, önemli ölçüde daha düşük sıcaklık artışına ve daha verimli ısı dağıtımına sahiptir.

 

4. Çekirdeksiz Motorun Teknik Yolu

Çekirdeksiz motor üretimindeki temel süreç bobinin imalatı olduğundan bobinin tasarımı ve sarma işlemi teknik engel haline gelir. Telin çapı, sarım sayısı ve doğrusal özellikleri motorun çekirdek parametrelerini doğrudan etkilerken, sarma yöntemi doğrudan motorun verimliliğini ve performansını belirler.

 

Bobin Tasarımı ve Sarma Yöntemleri

Çekirdeksiz motorun sarım tasarımı esas olarak düz sarımı, eğik sarımı ve eyer sarımını içerir.

 

Düz Sarma: Bu sarma yöntemi, telin motor eksenine paralel olduğu ve konsantre bir sarım oluşturan bobinlere sahiptir. Bu tasarım basit olmasına rağmen armatürün uç kısımları etkili tork üretemez ve bu durum armatürün ağırlığını ve direncini artırır.

 

Eğri Sarma: Petek sarımı olarak da bilinen bu yöntem, sarımın uç kısımlarının daha küçük olduğu ve uç sarımların olmadığı açılı bir sarım kullanır. Düz sarımla karşılaştırıldığında, eğik sarım armatürün ağırlığını ve dönme ataletini azaltır, motorun hızlanma kapasitesini ve çıkış torkunu artırır. Almanya'nın Faulhaber'i ve İsviçre'nin Portescap'ı gibi markalar bu tasarımı yaygın olarak kullanıyor.

 

Sırttan Sarma: Bu sarma yöntemi, kendiliğinden yapışan emaye tel kullanır ve çoklu şekillendirme ve düzenleme işlemleriyle yuva doldurma oranını artırır. Eyer sargısı, hava boşluğunu etkili bir şekilde azaltabilir ve kalıcı mıknatısın kullanım oranını artırabilir, böylece motorun güç yoğunluğunu artırabilir. İsviçreli Maxon'un bazı ürünleri bu sarım tasarımını benimsiyor.

 

Bu farklı sarım yöntemleri, çekirdeksiz motorun verimliliği, gücü ve tork çıkışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olup, aynı zamanda motorun üretim maliyetini ve uygun uygulama senaryolarını da belirlemektedir.

 

Sarım İşlemlerinin Sınıflandırılması

Üretim teknolojisi açısından bakıldığında, çekirdeksiz motorların bobin oluşturma işlemleri üç kategoriye ayrılabilir: manuel sarma, bobin sarma üretim teknolojisi ve tek adımlı şekillendirme üretim teknolojisi.

 

1. Manuel Sarma

Manuel sarma, pim yerleştirme, manuel sarma ve manuel sarma düzenlemesi gibi bir dizi karmaşık adımı içeren el yapımı bir üretim sürecidir. Bu yöntem son derece özelleştirilmiş ürünler için uygun olmakla birlikte, üretim verimliliği nispeten düşüktür ve ürünlerin tutarlılığı ve stabilitesi sınırlıdır. Bu nedenle bu süreç daha çok küçük partiler veya özel gereksinimli üretimler için kullanılır.

 

2. Bobin Sarma Üretim Teknolojisi

Bobin sarım üretim teknolojisi, emaye telin elmas kesitli bir mile belirli bir sırayla sarıldığı yarı otomatik bir işlemdir. Gerekli uzunluğa ulaşıldığında, bobin çıkarılır ve daha sonra bir tel levha halinde düzleştirilir ve bu daha sonra fincan şeklinde bir bobine sarılır. Bu proses daha yüksek üretim verimliliğine sahiptir ve orta ölçekli üretim ihtiyaçlarını karşılayabilir. "Çekirdeksiz Armatür Üretimi için Bobin Sarma Prosesi ve Ekipmanları" makalesindeki verilere göre, dört işçi kullanan ekipman yıllık 30,000 adet üretim gerçekleştirebilmektedir. Bununla birlikte, bobin sarma teknolojisinin sınırlaması, öncelikle çapı 20-30mm olan çekirdeksiz bobinler için uygun olmasıdır. Çapı 10-12 mm'den küçük olan daha küçük bobinler için, özellikle de kademe aralığı 7 mm'den az olan bobinler için sarma daha zorlu hale gelir. Ek olarak, bobin sarma işlemi önemli ölçüde el emeği gerektirir ve bu da ürün tutarlılığını etkileyebilir.

 

3. Tek Adımda Şekillendirme Üretim Teknolojisi

Tek adımlı şekillendirme üretim teknolojisi, emaye teli belirli bir desene göre bir mile sarmak için yüksek düzeyde otomatikleştirilmiş ekipman kullanır. Bobin fincan şeklinde sarıldıktan sonra, tek bir adımda doğrudan çıkarılır ve haddeleme veya düzleştirme gibi başka işlemlere duyulan ihtiyaç ortadan kalkar. Bu yöntem daha yüksek derecede otomasyon sunarak daha yüksek üretim verimliliği ve daha iyi ürün tutarlılığı sağlar. Ancak aynı zamanda ekipmana daha yüksek bir başlangıç ​​yatırımı gerektirir. Bobin sarma teknolojisiyle karşılaştırıldığında, tek adımlı şekillendirme teknolojisi daha çeşitli motor tipleri ve özellikleri üretebilir ve bobin düzeninin kalitesini ve sıkılığını daha iyi kontrol edebilir.

Tablo: Sarma işlemi ile tek adımlı şekillendirme işlemi arasındaki karşılaştırma
	Yara süreci	Tek seferde şekillendirme üretim teknolojisi
Ekipman fiyatı	Düşük	Yüksek
Otomasyon derecesi	Düşük, büyük ölçekli otomatik üretime uygun değil	Yüksek, büyük ölçekli otomatik üretim mümkündür
Hurda oranı	Yüksek	Düşük
Kapsamlı teknik zorluk	Düşük	Yüksek

 

Daha fazlasını görün:Sarma teknolojisi içi boş fincan motorunun temel bariyeridir

 

 

Antropomorfik robotlar olarak da bilinen insansı robotlar, insanlara benzer ortamlarda çalışmak ve etkileşimde bulunmak üzere tasarlanmış akıllı robotlardır. Bu robotlar, insan görünüşünü ve davranışını taklit edecek, çevredeki ortamı algılayabilecek, nesneleri ve insanları tanıyabilecek, mekansal verileri işleyip anlayabilecek, verimli ve akıllı hizmetler sunabilecek şekilde tasarlandı. İnsansı robotlar, sensörlerin, aktüatörlerin, algoritmaların ve diğer donanım ve yazılım sistemlerinin entegrasyonu sayesinde bilgiyi verimli bir şekilde algılayabilir, işleyebilir ve insan ihtiyaçlarına yanıt verebilir.

 

Teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte insansı robotlar çeşitli endüstrilerde giderek daha fazla uygulanıyor ve gelecekte akıllı telefonlar, binek araçlar ve diğer teknolojilerle aynı seviyede trilyon dolarlık bir pazar haline gelmesi bekleniyor. Endüstriyel alanda, özellikle imalatta insansı robotlar, malzeme taşıma, kaynak yapma, cilalama ve daha fazlası gibi yüksek yoğunluklu, tehlikeli ve tekrarlayan görevlerin yerine getirilmesinde insanların yerini alabilir. Tesla, üretim verimliliğini artırmak ve çalışanların yaralanma riskini azaltmak amacıyla montaj hattı operasyonları için devasa fabrikalarına insansı robotlar eklemeyi planlıyor; Çin Genel Nükleer Enerji Grubu da nükleer enerji santrallerinde insansı robotlar kullanmayı düşünüyor; Foxconn, kalite kontrol sorunlarını, çalışan değişimini ele almak ve belirli tekrarlanan görevlerin neden olduğu fiziksel gerilimi hafifletmek için insansı robotlara pilotluk yapıyor. Hizmet sektörü bir istisna değildir. İnsansı robotlar, güçlü çevresel algıları ve mükemmel insan-robot etkileşim yetenekleriyle restoranlarda, hastanelerde ve diğer mekanlarda teslimat ve refakatçilik gibi görevleri üstlenebildiği gibi, ev ortamlarında evde bakım sağlayıcı ve refakatçi olarak da hizmet verebilmektedir. Örneğin, ABD merkezli Apptronik'in robotu Apollo, 4 saatlik pil ömrüyle esas olarak depo yönetimi için kullanılıyor ve malların taşınmasına yardımcı oluyor; Yushu Technology tarafından geliştirilen genel amaçlı insansı robot G1, şişe kapağı açma gibi ince hareketleri gerçekleştirebiliyor.

 

İnsansı robotlar yapılarına göre genel olarak yürütme sistemi, algılama sistemi ve diğer sistemlere ayrılırlar. Yürütme sistemi temel olarak doğrusal aktüatörler, dönel aktüatörler ve hünerli ellerden oluşur. Algılama sistemi, teknik yola bağlı olarak görsel sensörleri, milimetre dalga radarını, atalet navigasyon sistemlerini ve diğer cihazları içerir. Diğer sistemler çipler ve piller gibi temel bileşenleri içerir. Yürütme sisteminin temel bileşenlerinden biri olan hünerli el, çekirdeksiz motor ve planet dişli kutusu arasındaki işbirliğine dayalı olarak çalışır. Çekirdeksiz motor, ters reaksiyon kuvveti oluşturmak için planet dişli kutusunu çalıştırır, bu kuvvet daha sonra parmak eklemlerini menteşeler veya diğer bağlantılar boyunca çekerek dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürür. Çekirdeksiz motor, ileri veya geri voltaj uygulayarak parmakların uzatılmasını ve geri çekilmesini kontrol ederek nesnelerin tutulmasını veya serbest bırakılmasını sağlar.

 

Tesla'nın Optimus robotunu örnek alırsak, hünerli eli çekirdeksiz bir motor, hassas planet dişli kutusu, bilyalı vida, sensörler ve kodlayıcılardan oluşur. Çekirdeksiz motor, elin aktüatör bileşenlerinin maliyetinin yaklaşık %50'sini ve tek bir robotun toplam maliyetinin yaklaşık %4~4,5'ini oluşturur. Becerikli ellerin her biri, hem uzatma hem de çevirme hareketlerini aynı anda gerçekleştirmek için başparmak bölümüne monte edilmiş iki çekirdeksiz motor modülüne sahip altı motor tarafından çalıştırılır; diğer parmakların her biri bir çekirdeksiz motor modülü tarafından çalıştırılır. Altı motor modülü, elin esnek ve hassas operasyonlarını gerçekleştirmek için sonsuz dişli ve tendon sistemiyle birlikte çalışır.

 

Ek olarak, insansı robotlar başka bir önemli bileşen daha içerir: genellikle eklemler gibi yüksek tork gerektiren alanlarda kullanılan çerçevesiz tork motoru. Bir servo motor türü olarak çekirdeksiz motor, daha yüksek kontrol hassasiyeti ve daha hızlı yanıt hızı sunarak, daha fazla hassasiyet ve yanıt verme gerektiren hünerli eller gibi bileşenlerde yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Bu makale çekirdeksiz motorlara odaklandığından çerçevesiz tork motorlarının ayrıntılı analizi genişletilmeyecektir.

 

 

1. Şu anda yapay zekanın hızlı gelişimi, robotlar için iki temel sorunu çözmüştür: zeka eksikliği ve uygulama senaryolarının eksikliği. Aynı zamanda insansı robotların donanımı da hızla yenileniyor. Yerli sanayi zincirinin düzeni, maliyetlerin hızlı bir şekilde azaltılmasına yardımcı oluyor ve böylece insansı robotların yaygınlaşmasının temelini atıyor. Bu makale, insansı robot pazarındaki büyümenin üç aşamada gerçekleşeceğine inanıyor:

 

Aşama 1: 2024-2026: Esas olarak politikalar ve sermayeye dayalı olarak şirketlerin yavaş yavaş insansı robotların seri üretim aşamasına girmesi bekleniyor. İlk üç yılda ticari uygulamaların odak noktası, geleneksel endüstriyel üretim hatlarını destekleyerek endüstriyel pazarın yapılandırılmamış ihtiyaçlarını karşılamak olacak. Bu aşamada insansı robot satışlarının yıllık bileşik büyüme oranının (CAGR) %50 civarında olması bekleniyor.

 

Aşama 2: 2027-2030: Tedarik zincirinde sürekli maliyet düşüşü ve verimlilik artışının yanı sıra sürekli teknolojik atılımlarla insansı robotlar, potansiyel ev ve hizmet pazarı alanlarında giderek yaygınlaşacak ve popüler hale gelecek ve uygulama potansiyeli sürekli olarak geliştirilecek. araştırıldı. Bu aşamada insansı robot satışlarının CAGR'sinin yaklaşık %100 olması bekleniyor.

 

Aşama 3: 2030'dan sonra: Yaşlı bakımı, duygusal arkadaşlık ve askeri uygulamalar gibi senaryolara olan talep, insansı robot büyümesinin ana itici gücü haline gelecek ve uzun vadeli bir yükseliş eğilimine yol açacak. Bu aşamadaki insansı robot satışlarının yıllık bileşik büyüme oranının %20 civarında olması bekleniyor.

 

2. Fiyatlandırma açısından bakıldığında, çekirdeksiz motorların hem yurt içi hem de uluslararası pazardaki mevcut ortalama birim fiyatı birim başına 1200 RMB'dir. Fiyatın gelecekte sabit kalacağını varsayıyoruz.

 

3. Her insansı robotta kullanılan çekirdeksiz motor sayısının şu ankiyle aynı kaldığını, yani robot başına 12 motor olduğunu varsayarsak.

 

Tahmine göre, 2028'den başlayarak insansı robot alanındaki çekirdeksiz motorların pazar ölçeğindeki artış milyar yuan seviyesine ulaşacak. 2030 yılına gelindiğinde insansı robot alanının artan pazar ölçeği, diğer alanların toplam pazar ölçeğinin %40'ını aşacak.

Tablo: İnsansı robotların getirdiği içi boş çanak motorların ölçek artışının tahmini
	2024	2025	2026	2027	2028	2029	2030	2031	2032
İnsansı robot satışları (10,000 adet)	1	1.5	2.25	4.5	9	18	36	43.2	51.84
İnsansı robot satışları (yıllık)		50%	50%	100%	100%	100%	100%	20%	20%
Cihaz başına içi boş çanak motor sayısı (birim)	12	12	12	12	12	12	12	12	12
Bu alanda içi boş çanak motor satışı (10,000 adet)	12	18	27	54	108	216	432	518.4	622.08
İçi boş fincan motorlarının birim fiyatı (yuan)	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000
İçi boş kap motorların pazar ölçeğinde artış (10,000 yuan)	12000	18000	27000	54000	108000	216000	432000	518000	622080

 

 

 

Uluslararası düzeyde, ileri teknolojisi ve rekabet avantajları nedeniyle, ileri sarma ekipmanı teknolojisi ve yüksek düzeyde otomasyonla birleşen çekirdeksiz motor üretimi, uzun süredir yüksek bir pazar payını koruyarak ilk hamle avantajını sağlıyor. Küresel endüstri liderleri arasında İsviçre'den Maxon, Almanya'dan Faulhaber ve İsviçre'den Portescap yer alıyor. Çin pazarındaki temsilci firmalar arasında 2011 yılında kurulan VSD yer alıyor. Çin'de çekirdeksiz motor üretimi, yurtdışı firmalara göre belli bir teknolojik farkla daha sonra başladı. Bununla birlikte, Çin'in güçlü tam endüstriyel zincir avantajından ve mühendis yetenek havuzundan yararlanılarak, hızlı bir şekilde arayı kapatması bekleniyor.

 

Maxon (İsviçre): 1961 yılında kurulan Maxon'un dünya çapında 40 ülkeye dağılmış yaklaşık 3.300 çalışanı bulunmaktadır. Şirket, 2022 yılında yıllık 5 milyon adet üretim ve 12000 civarında ürün çeşidiyle 708 milyon İsviçre Frangı ciro elde etti. Ürünleri öncelikli olarak fırçasız ve fırçalı DC motorlar, çeşitli dişli kutuları, sensörler, enkoderler, servo yükselticiler, konum kontrolörleri, CIM ve MIM bileşenleri ve müşteri ihtiyaçlarına göre uyarlanmış özel çözümler içerir. Çekirdeksiz motorlarının çapları 4-90mm arasında değişir ve güçleri 1.2-400 watt arasında değişir. Tork performansı, yüksek güç, geniş hız aralığı ve uzun hizmet ömrüyle mükemmeldir.

 

Faulhaber (Almanya): Bağımsız bir aile şirketi olan Faulhaber'in tahrik teknolojisi, hassas mühendislik ve motor teknolojisinin olağanüstü bir örneğidir. Faulhaber'in Almanya, İsviçre, ABD, Romanya ve Macaristan'da Ar-Ge ve üretim merkezleri, 30'dan fazla ülke ve bölgeyi kapsayan bir ağ ve 2.300'den fazla profesyonel çalışanı bulunmaktadır. Fırçasız çekirdeksiz motor B-Micro'nun minimum boyutu 3 mm'dir ve fırçalı çekirdeksiz motor 0615N1.5S'nin boyutu minimum 6 mm'dir.

 

Portescap (İsviçre): 1931 yılında İsviçre'de kurulan Portescap, başlangıçta saatçilik endüstrisine odaklandı ve 1959 yılında devrim niteliğindeki çekirdeksiz rotorlu DC motor EscapTM'ı piyasaya sürerek minyatür motor endüstrisine girdi. 2023 yılında RegalRexnord tarafından satın alındı. Şirketin mikro motor ürünleri, tıbbi cihazlardan çeşitli endüstriyel uygulamalara kadar son pazarların iletim ihtiyaçlarını karşılamaktadır.

 

VSD (Çin): 2011 yılında kurulan VSD, başlangıçta Çin'de hızla gelişti ve birkaç yıl içinde hızla Çin'in önde gelen mikro motor üreticilerinden biri haline geldi ve uluslararası alanda genişlemeye başladı. Zaten Montaplast, Panasonic ve Philips gibi tanınmış uluslararası şirketlerle işbirliği yaparak güven ve övgü kazandı. Fırçalı ve fırçasız motorlar için ayrı üretim tesisleri, yüzlerce gelişmiş otomatik makine (gelişmiş sarma makineleri dahil), düzinelerce deneyimli araştırma mühendisi ve yüzlerce ön saf çalışanı ile şirketin toplam fabrika alanı 10000 metrekareyi aşıyor , günde 200000 motor üretiyor.