Fournisseur de moteurs pour robots humanoïdes en Chine

Aperçu du moteur du robot humanoïde

Les moteurs des robots humanoïdes sont des dispositifs électromagnétiques essentiels à leur fonctionnement. Ils génèrent un couple moteur en convertissant ou en transmettant de l'énergie électrique selon le principe de l'induction électromagnétique. Considérés comme l'unité d'exécution du robot, ils constituent le « cœur » de ses mouvements, car ils sont montés sur chaque articulation pour en réguler le fonctionnement et, par conséquent, ses performances.

Les articulations constituent les éléments fondamentaux des robots, et les moteurs, composants essentiels du système articulaire, assurent des fonctions telles que l'augmentation du couple, la transmission et la décélération. Les robots humanoïdes, dotés de capacités de perception, de prise de décision, de comportement et de mouvements anthropomorphes similaires à celles des humains, sont généralement utilisés dans des contextes imitant l'humain. Le moteur assure la propulsion des articulations du robot, lui permettant ainsi de marcher, courir et se déplacer.

Parmi tous les composants essentiels des robots humanoïdes, les moteurs représentent jusqu'à 25 % de leur valeur. À titre d'exemple, prenons le robot humanoïde Tesla, qui possède 28 actionneurs répartis sur son corps, dont certains utilisent des moteurs à couple sans cadre, et ses mains complexes, actionnées par des moteurs à coupelle creuse. Un seul robot compte douze moteurs à coupelle creuse, soit six par main.

Les progrès constants dans le domaine des technologies motrices stimulent également le développement.PML'essor de la technologie des robots humanoïdes est indéniable. Ces avancées, qui concernent notamment les moteurs à balais et les moteurs sans balais, ainsi que les moteurs classiques et les moteurs sans noyau, améliorent non seulement les performances des moteurs, mais aussi la précision, l'adaptabilité et l'efficacité des mouvements des robots humanoïdes. Le marché des robots humanoïdes est en pleine expansion grâce aux progrès de l'intelligence artificielle et au soutien législatif, ce qui offrira également à l'industrie des moteurs un environnement propice à la croissance.

Principaux types de moteurs

(I) Classification selon le domaine d'application

1. Caractéristiques et cas d'utilisation des moteurs de commande et de puissance : Grâce à leur puissance élevée, les moteurs de puissance sont principalement utilisés pour le fonctionnement, le freinage et la propulsion des moteurs. On les retrouve fréquemment dans l'automobile, l'électroménager, les petites machines-outils et d'autres secteurs industriels. Dans les voitures, par exemple, les moteurs de puissance fournissent aux véhicules la force nécessaire à leur déplacement. Les moteurs de contrôle, quant à eux, se concentrent sur les propriétés de sortie du moteur, notamment son amplitude-fréquence, sa phase-fréquence et ses caractéristiques de sortie, ainsi que sur sa précision et sa sensibilité. Ils sont parfaitement adaptés aux robots, aux semi-conducteurs, au photovoltaïque, aux batteries au lithium, à l'automatisation industrielle et à d'autres domaines. Ils assurent principalement les fonctions d'exécution, de détection et de résolution dans les systèmes de contrôle autonomes.

2. Subdivision des moteurs de commande :

• Moteur pas à pas : de structure simple, il convertit les signaux d’impulsions électriques en déplacements angulaires et effectue une rotation d’un angle fixe dans la direction définie pour chaque impulsion d’entrée. Il est généralement utilisé dans les systèmes de commande en boucle ouverte, notamment dans les domaines de la bureautique, des équipements de communication et d’impression. Cependant, son rendement et sa précision de commande sont relativement faibles.
• Le servomoteur, contrairement au moteur pas à pas, intègre un codeur et un mécanisme de rétroaction, offrant une grande précision de contrôle et une vitesse de réponse rapide. Il est largement utilisé dans les applications exigeant un contrôle précis, telles que les semi-conducteurs, le photovoltaïque, les batteries au lithium, l'automatisation industrielle, la robotique, etc. Le moteur à coupelle creuse est un servomoteur particulier doté d'un rotor sans noyau. Il présente les avantages suivants : taille réduite, grande précision de contrôle, longue durée de vie, vitesse élevée, rendement énergétique élevé et densité énergétique élevée.
• Moteur à couple : grâce à son contrôle par le couple, il fournit un couple stable à la charge même à basse vitesse ou à l’arrêt. Il présente l’avantage d’une faible vitesse, d’un couple élevé, d’une forte capacité de surcharge et d’une réponse rapide. On distingue le moteur à couple à carter et le moteur à couple sans carter.

(II) Classification des moteurs sans balais

1. Les moteurs sans balais et les moteurs sans balais diffèrent structurellement :

Le moteur sans noyau à balais utilise une commutation mécanique par balais et ne possède pas de noyau de fer dans son rotor. Les bobines tournent, mais les pôles magnétiques restent fixes. Le collecteur et les bobines tournent lorsque le moteur fonctionne, contrairement aux balais en carbone et aux aimants. Le contact entre les balais en carbone et le collecteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique. Le moteur sans noyau sans balais utilise une commutation électronique et ne possède pas de noyau de fer dans son stator. Les pôles magnétiques tournent, mais les bobines restent fixes. Pour garantir un fonctionnement sans étincelles, le collecteur électronique inverse automatiquement le sens du courant en fonction de la position du rotor.

2. Les différences entre les deux en termes de méthode de commutation, de méthode de contrôle, de structure du rotor, de présence d'un capteur à effet Hall et de durée de vie :

• Mode de commutation : Les moteurs à turbine à balais utilisent une commutation mécanique par balais. Le frottement relatif durant leur fonctionnement génère du bruit et des étincelles électriques, réduisant ainsi la durée de vie du moteur. Les moteurs sans balais utilisent une commutation électronique et se caractérisent par un rendement élevé, une faible fluctuation de couple, une longue durée de vie, une conception compacte et une maintenance aisée.

• Mode de contrôle : les moteurs à turbine à balais utilisent un contrôle de courant ; les moteurs à turbine sans balais doivent être associés à des variateurs de vitesse pour permettre le contrôle de l’entraînement.

• Structure du rotor : Les moteurs à turbine à cylindre creux à balais sont constitués de bobines, de collecteurs et de plaques de connexion qui tournent entre le boîtier et l’aimant permanent pour former le rotor ; les bobines des moteurs à turbine à cylindre creux sans balais sont fixes et les aimants tournent au centre, qui constitue également le rotor.

• Existe-t-il un capteur à effet Hall ? Les moteurs à turbine à balais ne sont pas équipés de capteurs à effet Hall ; les moteurs sans balais sont équipés de capteurs à effet Hall.
• Durée de vie : La durée de vie des moteurs à turbine à balais dépend du collecteur, et est généralement de 1 000 à 3 000 h ; les moteurs à turbine sans balais utilisent des roulements, qui ont une durée de vie plus longue, jusqu’à plus de 10 000 h.

(III) Moteur de couple sans cadre

1. Aperçu des caractéristiques des moteurs à couple sans cadre : Composé uniquement de deux éléments (le rotor et le stator), le moteur de couple sans carter est un moteur à aimant permanent dont le couple de sortie est l'unité de mesure. Grâce à sa petite taille, sa puissance élevée et son couple important à bas régime, il répond aux exigences des articulations des robots humanoïdes en matière de compacité, de couple élevé et de réactivité. Par exemple, un moteur de couple sans carter permet un entraînement direct, une vitesse de réaction rapide, une structure compacte, un gain de place, un rendement élevé et une intégration aisée avec les autres composants des articulations du robot. Il peut également produire un couple important dans un volume réduit.

2. Analysez ses barrières et son environnement concurrentiel.:

• Obstacles : La conception du circuit magnétique et du procédé de fabrication constitue le principal obstacle technique pour les moteurs de couple sans carter. Les fabricants étrangers, pionniers dans ce domaine, bénéficient d'un avantage concurrentiel en matière de technologie de procédé. Par exemple, le rotor sud-coréen de TM TECH utilise une technologie d'anneau magnétique à magnétisation intégrale, l'américain Kollmorgen recourt à des encoches fractionnaires distribuées et à une technologie de liaison par fibres de carbone, et l'allemand TQ Robodrive utilise des stators modulaires et une technologie d'encapsulation en résine époxy. Les entreprises nationales, arrivées plus tard sur ce marché, accusent un retard en termes de densité de couple par rapport aux moteurs de couple sans carter haut de gamme étrangers. De plus, les produits haut de gamme exigent des technologies de magnétisation et des procédés de fabrication particulièrement performants. Les moteurs de couple sans carter nécessitent généralement une fabrication sur mesure, en fonction de dimensions mécaniques spécifiques, ce qui impose des exigences particulières aux équipements de bobinage lors de la production. Par ailleurs, l'obtention d'une densité de puissance élevée requiert la maîtrise de l'échauffement du moteur, ce qui complexifie la conception de son système de dissipation thermique.
• Paysage concurrentiel : Kollmorgen est le leader mondial et ses moteurs offrent des performances de premier ordre. Parmi les entreprises chinoises en forte croissance, on peut citer Buke Co., Ltd. et Aerospace Electric. Cependant, comparés aux leaders internationaux, les moteurs sans carter chinois présentent un couple de sortie plus faible et accusent encore un retard en termes de performances. Avec l’expansion du marché, les fabricants de servomoteurs tels que Huichuan Technology, Hechuan Technology, Wuxi Xinjie et Leadshine sont également bien positionnés pour investir le marché des moteurs sans carter.

Fournisseur de moteurs pour robots humanoïdes

Buke Co., Ltd.: Spécialisée dans la fabrication de moteurs à couple sans carter, la société Buke Co., Ltd. se consacre activement au développement et à l'innovation dans le domaine des moteurs pour robots humanoïdes. Ses produits, compacts et puissants, répondent aux exigences strictes des articulations des robots humanoïdes. Buke Co., Ltd. axe sa recherche et développement sur l'innovation technologique en matière de moteurs, améliorant constamment les performances et la qualité de ses produits et assurant une alimentation électrique stable et fiable pour les mouvements des robots.

 L'électrique de Ming : Ming's Electric se distingue par ses performances exceptionnelles dans le domaine des moteurs à coupelles creuses et figure parmi les acteurs majeurs du marché mondial. Ses produits offrent des performances comparables à celles de ses concurrents internationaux et répondent aux exigences d'applications de pointe, notamment pour la robotique humanoïde. Ming's Electric investit continuellement dans la recherche et le développement afin d'améliorer la technologie de ses moteurs à coupelles creuses, ce qui lui confère des avantages significatifs en termes de rendement, de vitesse et de réactivité.

Dingzhi Technology (une filiale de Jiangsu Leili) : L'entreprise a mis en place une production automatisée d'enroulements pour moteurs à coupelles creuses. Le diamètre minimal de ces moteurs peut atteindre 8 mm et leur vitesse maximale 80 000 tr/min. Spécialisée dans les moteurs pour robots humanoïdes, Dingzhi Technology fournit des moteurs haute performance, notamment pour les mains articulées des robots, grâce à une technologie de pointe et un contrôle qualité rigoureux.

Repentance Co., Ltd. : Tuobang Co., Ltd. est l'une des premières entreprises chinoises à avoir franchi l'étape technique des moteurs à coupelles creuses. Spécialisée dans les moteurs pour robots humanoïdes, elle mise sur l'innovation et la recherche et développement, et améliore constamment les performances et la fiabilité de ses moteurs. Ses moteurs à coupelles creuses présentent des avantages certains en termes d'efficacité énergétique et de précision de contrôle, garantissant ainsi une commande optimale des mouvements des robots.

Tianqi Co., Ltd : Dans la filière des moteurs pour robots humanoïdes, Tianqi Co., Ltd. se concentre principalement sur le recyclage et la remise à neuf des moteurs. Grâce à des technologies et des procédés de recyclage avancés, Tianqi Co., Ltd. recycle et réutilise efficacement les moteurs usagés, réduit les coûts de production des robots humanoïdes et contribue à la protection de l'environnement.

Jiangsu Leili : Jiangsu Leili, qui possède des filiales telles que Dingzhi Technology, est un acteur majeur dans le domaine des moteurs à coupelle creuse. L'entreprise intègre les ressources et améliore constamment les performances et la qualité de ses moteurs, fournissant ainsi des solutions d'alimentation fiables pour le développement de robots humanoïdes.

WeiChuang Électrique : Ce système présente certains avantages pour la commande des moteurs de robots humanoïdes. Le contrôleur de moteur de WeiChuang Electric permet un contrôle précis du moteur et améliore son efficacité et sa stabilité de fonctionnement. Ses produits sont largement utilisés dans l'automatisation industrielle et d'autres domaines, fournissant un support technique pour la commande de mouvement des robots humanoïdes.

Haozhi électromécanique: En tant que fabricant d'encodeurs et de capteurs, Haozhi Electromechanical joue un rôle essentiel dans la chaîne de valeur de la robotique humanoïde. Ses produits fournissent un retour d'information en temps réel sur la position de chaque axe du robot, garantissant ainsi un contrôle précis. Ses encodeurs, reconnus pour leur haute précision et leur grande fiabilité, offrent de vastes perspectives d'application dans le domaine de la robotique humanoïde.

Technologie du Hechuan : Hechuan Technology détient une part de marché significative dans le domaine de la commande de moteurs pour robots humanoïdes. Ses contrôleurs de moteurs assurent un contrôle efficace du moteur et améliorent ses performances et sa stabilité. Ses produits offrent des avantages certains en termes de rapidité de réponse et de précision de contrôle, et constituent une solution fiable pour la commande de mouvement des robots humanoïdes.

Groupe de tête : Top Group possède une expertise reconnue dans le domaine des châssis pour robots humanoïdes. Ses produits offrent un support stable et des plateformes de mouvement adaptées, et l'entreprise bénéficie d'une solide expérience et d'atouts techniques considérables en matière de conception et de fabrication de châssis.