直驅(qū)電機賦能家用機器人, 打造全新智能動力體驗

文:文 / 東莞市本末科技有限公司2024年第二期

導(dǎo)語:近年來,國產(chǎn)家用機器人企業(yè)在全球市場上取得了極大的成功,面對更加激烈的競爭,直驅(qū)電機由一個較為冷門的領(lǐng)域, 迅速成為企業(yè)尋求產(chǎn)品突破性變革的焦點。尤其在中高端家用機器人上,為了打造更多與眾不同的新賣點,滿足消費者挑剔且 多樣化的產(chǎn)品需求,追求更加穩(wěn)定可靠的極致性能,通過愈發(fā)嚴(yán)苛的國家檢測標(biāo)準(zhǔn),直驅(qū)電機無疑成為最好的選擇。

  家用機器人的新選擇

  對于機器人等行業(yè)而言,直驅(qū)電機的確意味著一種標(biāo)準(zhǔn) 傳動裝置的技術(shù)進(jìn)步,這種基于材料學(xué)創(chuàng)新變革而誕生的最 終產(chǎn)品,在多方面都有著極大的進(jìn)步。

  就原理上而言, 直驅(qū)電機是直接將動力從電機傳遞到 機器人的運動部件,相較必然存在機械延遲的齒輪傳動執(zhí)行 器,省去了中間復(fù)雜的減速器冗余機構(gòu),不僅安全功能相對 更豐富且精確,而且還可以做到完全靜音,可維護(hù)性和可拓 展性也都具備明顯優(yōu)勢,使用壽命、續(xù)航能力都得到了大幅 提升。可以說直驅(qū)型精準(zhǔn)動力方案,真正為機器人創(chuàng)新帶來 了更多的可能性。

  當(dāng)前,在市場需求的拉動下,以本末科技為代表的國產(chǎn) 直驅(qū)電機廠商正借勢快速崛起。據(jù)悉,頭部企業(yè)“本末科技” 具備“自研、自產(chǎn)、自銷”的全棧能力,其工廠目前已經(jīng)完成 5條自建產(chǎn)線的搭建,其年產(chǎn)能可達(dá)百萬級別。前不久,本末 科技發(fā)布了新品M0603A電機,這款產(chǎn)品已經(jīng)具備更明顯的 靜音、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡便、運行穩(wěn)定、小體積、控制高度 集成化等特點,獨特驅(qū)動器控制算法和高精度傳感器幫助客 戶在產(chǎn)品的智能動力體驗上有了顛覆性的提升,目前已經(jīng)成 功應(yīng)用于追覓最新的智能洗地機產(chǎn)品H30上,其通過雙驅(qū)動 輪助力智能操控的“新體驗”,讓追覓產(chǎn)品成為家用產(chǎn)品市場 又一標(biāo)桿,得到消費者的一致好評。目前M0603A電機成為 家用機器人、小型AGV驅(qū)動輪玩具驅(qū)動輪、教育開發(fā)車載平 臺等產(chǎn)品的“動力執(zhí)行器”首選。

  此外,在追求高性能和極致體驗的同時,本末科技也做到了極致的性價比。其單臺M0603A電機的價格僅相當(dāng)于一串 葡萄價格,目前面向越來越多的家用機器人提供動力方案。可 以預(yù)見,在全球龐大的市場推動下,本末科技這一全新驅(qū)動結(jié) 構(gòu)持續(xù)研發(fā)落地的先行者未來會有著更多的銷量躍升。

  行業(yè)又一精品力作

  究其原因,對于家用機器人企業(yè)而言,市場核心一直是 提升消費者體驗和購買欲望,加速進(jìn)入各種應(yīng)用場景。因此 續(xù)航、防護(hù)等級、噪音、需求擴(kuò)展性、安全等幾個方面都是 核心影響因素,也是評測機構(gòu)和消費者重要的評估依據(jù)。

  毫無疑問,M0603A電機這種開創(chuàng)性的升級產(chǎn)品,在這 些方面都有著顯著優(yōu)勢,有著高效率、高精度、高速度、穩(wěn) 定、低維護(hù)成本并且具備強適應(yīng)性,使家用機器人的全新設(shè) 計成為可能。

  例如運行效率和耐用性是消費者關(guān)注的重點,這意味 著家用機器人一次充電可以運行多長時間,能夠用多久。而 M0603A電機成功使家用機器人更加實用且更具成本效益。因 為在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計上,M0603A通過專業(yè)的磁路設(shè)計,優(yōu)化電 機的磁場分布, 提高電機的扭矩密度和功率密度、降低電機 的能耗,提高電機的運行效率和性能。另外也可以降低電機 的溫升和噪音, 減少電機的故障率和維修次數(shù),從而延長電 機的使用壽命。

  當(dāng)然,極簡和緊湊的設(shè)計所帶來的另一效果則是防護(hù)等級 的提升。M0603A的防護(hù)等級達(dá)到了IP64,在基礎(chǔ)性能指標(biāo)上 提供了較大的集成冗余,幫助家用機器人進(jìn)入更多的場景。

直驅(qū)電機

  可以預(yù)見,由于直驅(qū)電機容易磨損或損壞部件較少,未 來隨著時間的推移,配備直驅(qū)電機的家用機器人的維護(hù)頻次 將大大降低,從而進(jìn)一步延長使用壽命并降低了綜合利用成 本,這對于產(chǎn)品持久可靠的性能至關(guān)重要,有助于提升企業(yè) 品牌和產(chǎn)品口碑。

  除此之外,噪音問題也是消費者一直關(guān)注的重點。市場 結(jié)果已經(jīng)證明,家用機器人的安靜操作體驗,對家中居住者 的干擾較小,更容易受消費者青睞。直驅(qū)電機相對于傳統(tǒng)的 “有刷電機+減速器”或者“無刷電機+減速器”的傳動方案會 更加安靜,其靜音效果遠(yuǎn)超行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)。

  靜電和產(chǎn)品可靠性是愈發(fā)嚴(yán)格的檢測下,家用機器人需 要關(guān)注的另一問題。M0603A在ESD指標(biāo)上達(dá)到正負(fù)15KV標(biāo) 準(zhǔn),這遠(yuǎn)超正負(fù)8kv的家用行業(yè)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。在EMC指標(biāo)上, M0603A表現(xiàn)同樣非常穩(wěn)定,這意味著其抗電磁干擾能力非 常不俗。

  如何給消費者帶來更深層次的體驗?那勢必需要產(chǎn)品 能夠有服務(wù)于機器人更廣泛的功能需求。從電機控制角度而 言,M0603A做到了驅(qū)控一體高度集成化,其內(nèi)置力矩環(huán)、 速度環(huán),這將為機器人企業(yè)提供更精確的控制和反饋機制, 幫助機器人實現(xiàn)快速加速和減速,實現(xiàn)精確的運動控制,助 力機器人企業(yè)整機上層控制更簡單。

  一方面,對于家用未來的產(chǎn)品拓展性而言,這種精度至 關(guān)重要。例如M0603A可以幫助家用機器人在處理精致的物體 或執(zhí)行需要精確定位的任務(wù)時更容易,實現(xiàn)路線導(dǎo)航、物體操 縱或角度微調(diào),減少重復(fù)運動軌跡,做到更聰明、更智能。

  另一方面,由于M0603A直驅(qū)電機比齒輪電機更緊湊, 從而還可以實現(xiàn)更小、更精簡的機器人設(shè)計,滿足更多的功 能開發(fā)要求。另外,通過集成單總線控制,且通信更簡單便 捷,成本更低,能更好助力整機功能聯(lián)動,創(chuàng)造更多應(yīng)用場 景。

  M0603A為了更加適用手持智能洗地機、掃地機器人等 輪式應(yīng)用的產(chǎn)品,在連接端加入了防纏繞結(jié)構(gòu)設(shè)計,用于阻 隔工作中的毛發(fā)進(jìn)入內(nèi)部纏繞,可對內(nèi)部結(jié)構(gòu)起到更好的防 護(hù)作用,進(jìn)一步降低故障率,提高了產(chǎn)品耐用性。

  “一串葡萄價格的背后”

  在這些極致的性能背后,本末卻也將M0603A直驅(qū)電機 打造成為性價比之王,相比同類型直驅(qū)電機,真正做到了用 更低成本實現(xiàn)高階性能。

  在客戶需求、市場調(diào)研到解決方案階段,本末科技核心 零部件部門擁有幾十人的研發(fā)和技術(shù)團(tuán)隊,根據(jù)客戶項目敏 捷快速響應(yīng),組建專門項目組深入客戶場景,對客戶需求進(jìn) 行市場、產(chǎn)品定義、技術(shù)等進(jìn)行全方位分析,結(jié)合本末科技 多年在核心直驅(qū)技術(shù)的沉淀和對機器人動力設(shè)計的經(jīng)驗,提 供科學(xué)和合理化的解決方案。

  在產(chǎn)品的實際測試和驗證階段,本末科技完善了開發(fā)和 測試設(shè)備,擁有產(chǎn)品全方面檢測設(shè)計方案及測試驗證能力, 其中包括配有9臺不同量程的電機性能的測試系統(tǒng),提供電機 電壓、電流、功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、效率的測量功能,還配有 先進(jìn)的示波器、電子負(fù)載、高壓差分探頭等設(shè)備,用于硬件 板級電源及信號完整性測試。不僅如此,本末還成立了專業(yè) 的測試驗證中心,招募了工作經(jīng)驗豐富的團(tuán)隊,幫助客戶真 正做到產(chǎn)品測試通過環(huán)境可靠性、電磁兼容、安全安規(guī)、硬 件白盒、軟件功能、硬件功能、場景等全方面覆蓋檢測,滿 足更多客戶的產(chǎn)品款型定制化開發(fā)需求。

  在產(chǎn)品批量交付階段,規(guī)模化是穩(wěn)定產(chǎn)品良品率,降低 單位公攤成本的基礎(chǔ)。本末科技不僅擁有精簡、完善的工藝 流程,產(chǎn)線半自動化程度高,而且產(chǎn)線可實現(xiàn)快速切換和復(fù) 制,這為其批量化交付提供了保障。據(jù)了解,目前本末科技 每條半自動化線產(chǎn)能達(dá)到5-10萬臺/月,已經(jīng)完全可以滿足客 戶訂單的批量和緊急交付要求。

  為了進(jìn)一步降本增效,在本末的生產(chǎn)體系上還加入了非 常多的數(shù)字化組成部分,提升了產(chǎn)線換產(chǎn)和維護(hù)的效率。

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