直驱电机赋能家用机器人, 打造全新智能动力体验

文:文 / 东莞市本末科技有限公司2024年第二期

  家用机器人的新选择

  对于机器人等行业而言,直驱电机的确意味着一种标准 传动装置的技术进步,这种基于材料学创新变革而诞生的最 终产品,在多方面都有着极大的进步。

  就原理上而言, 直驱电机是直接将动力从电机传递到 机器人的运动部件,相较必然存在机械延迟的齿轮传动执行 器,省去了中间复杂的减速器冗余机构,不仅安全功能相对 更丰富且精确,而且还可以做到完全静音,可维护性和可拓 展性也都具备明显优势,使用寿命、续航能力都得到了大幅 提升。可以说直驱型精准动力方案,真正为机器人创新带来 了更多的可能性。

  当前,在市场需求的拉动下,以本末科技为代表的国产 直驱电机厂商正借势快速崛起。据悉,头部企业“本末科技” 具备“自研、自产、自销”的全栈能力,其工厂目前已经完成 5条自建产线的搭建,其年产能可达百万级别。前不久,本末 科技发布了新品M0603A电机,这款产品已经具备更明显的 静音、结构紧凑、安装简便、运行稳定、小体积、控制高度 集成化等特点,独特驱动器控制算法和高精度传感器帮助客 户在产品的智能动力体验上有了颠覆性的提升,目前已经成 功应用于追觅最新的智能洗地机产品H30上,其通过双驱动 轮助力智能操控的“新体验”,让追觅产品成为家用产品市场 又一标杆,得到消费者的一致好评。目前M0603A电机成为 家用机器人、小型AGV驱动轮玩具驱动轮、教育开发车载平 台等产品的“动力执行器”首选。

  此外,在追求高性能和极致体验的同时,本末科技也做到了极致的性价比。其单台M0603A电机的价格仅相当于一串 葡萄价格,目前面向越来越多的家用机器人提供动力方案。可 以预见,在全球庞大的市场推动下,本末科技这一全新驱动结 构持续研发落地的先行者未来会有着更多的销量跃升。

  行业又一精品力作

  究其原因,对于家用机器人企业而言,市场核心一直是 提升消费者体验和购买欲望,加速进入各种应用场景。因此 续航、防护等级、噪音、需求扩展性、安全等几个方面都是 核心影响因素,也是评测机构和消费者重要的评估依据。

  毫无疑问,M0603A电机这种开创性的升级产品,在这 些方面都有着显著优势,有着高效率、高精度、高速度、稳 定、低维护成本并且具备强适应性,使家用机器人的全新设 计成为可能。

  例如运行效率和耐用性是消费者关注的重点,这意味 着家用机器人一次充电可以运行多长时间,能够用多久。而 M0603A电机成功使家用机器人更加实用且更具成本效益。因 为在产品结构设计上,M0603A通过专业的磁路设计,优化电 机的磁场分布, 提高电机的扭矩密度和功率密度、降低电机 的能耗,提高电机的运行效率和性能。另外也可以降低电机 的温升和噪音, 减少电机的故障率和维修次数,从而延长电 机的使用寿命。

  当然,极简和紧凑的设计所带来的另一效果则是防护等级 的提升。M0603A的防护等级达到了IP64,在基础性能指标上 提供了较大的集成冗余,帮助家用机器人进入更多的场景。

直驱电机

  可以预见,由于直驱电机容易磨损或损坏部件较少,未 来随着时间的推移,配备直驱电机的家用机器人的维护频次 将大大降低,从而进一步延长使用寿命并降低了综合利用成 本,这对于产品持久可靠的性能至关重要,有助于提升企业 品牌和产品口碑。

  除此之外,噪音问题也是消费者一直关注的重点。市场 结果已经证明,家用机器人的安静操作体验,对家中居住者 的干扰较小,更容易受消费者青睐。直驱电机相对于传统的 “有刷电机+减速器”或者“无刷电机+减速器”的传动方案会 更加安静,其静音效果远超行业检测标准。

  静电和产品可靠性是愈发严格的检测下,家用机器人需 要关注的另一问题。M0603A在ESD指标上达到正负15KV标 准,这远超正负8kv的家用行业国标标准。在EMC指标上, M0603A表现同样非常稳定,这意味着其抗电磁干扰能力非 常不俗。

  如何给消费者带来更深层次的体验?那势必需要产品 能够有服务于机器人更广泛的功能需求。从电机控制角度而 言,M0603A做到了驱控一体高度集成化,其内置力矩环、 速度环,这将为机器人企业提供更精确的控制和反馈机制, 帮助机器人实现快速加速和减速,实现精确的运动控制,助 力机器人企业整机上层控制更简单。

  一方面,对于家用未来的产品拓展性而言,这种精度至 关重要。例如M0603A可以帮助家用机器人在处理精致的物体 或执行需要精确定位的任务时更容易,实现路线导航、物体操 纵或角度微调,减少重复运动轨迹,做到更聪明、更智能。

  另一方面,由于M0603A直驱电机比齿轮电机更紧凑, 从而还可以实现更小、更精简的机器人设计,满足更多的功 能开发要求。另外,通过集成单总线控制,且通信更简单便 捷,成本更低,能更好助力整机功能联动,创造更多应用场 景。

  M0603A为了更加适用手持智能洗地机、扫地机器人等 轮式应用的产品,在连接端加入了防缠绕结构设计,用于阻 隔工作中的毛发进入内部缠绕,可对内部结构起到更好的防 护作用,进一步降低故障率,提高了产品耐用性。

  “一串葡萄价格的背后”

  在这些极致的性能背后,本末却也将M0603A直驱电机 打造成为性价比之王,相比同类型直驱电机,真正做到了用 更低成本实现高阶性能。

  在客户需求、市场调研到解决方案阶段,本末科技核心 零部件部门拥有几十人的研发和技术团队,根据客户项目敏 捷快速响应,组建专门项目组深入客户场景,对客户需求进 行市场、产品定义、技术等进行全方位分析,结合本末科技 多年在核心直驱技术的沉淀和对机器人动力设计的经验,提 供科学和合理化的解决方案。

  在产品的实际测试和验证阶段,本末科技完善了开发和 测试设备,拥有产品全方面检测设计方案及测试验证能力, 其中包括配有9台不同量程的电机性能的测试系统,提供电机 电压、电流、功率、扭矩、转速、效率的测量功能,还配有 先进的示波器、电子负载、高压差分探头等设备,用于硬件 板级电源及信号完整性测试。不仅如此,本末还成立了专业 的测试验证中心,招募了工作经验丰富的团队,帮助客户真 正做到产品测试通过环境可靠性、电磁兼容、安全安规、硬 件白盒、软件功能、硬件功能、场景等全方面覆盖检测,满 足更多客户的产品款型定制化开发需求。

  在产品批量交付阶段,规模化是稳定产品良品率,降低 单位公摊成本的基础。本末科技不仅拥有精简、完善的工艺 流程,产线半自动化程度高,而且产线可实现快速切换和复 制,这为其批量化交付提供了保障。据了解,目前本末科技 每条半自动化线产能达到5-10万台/月,已经完全可以满足客 户订单的批量和紧急交付要求。

  为了进一步降本增效,在本末的生产体系上还加入了非 常多的数字化组成部分,提升了产线换产和维护的效率。

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