Ради предотвращения теплового троттлинга и спутывания внутренней проводки бескаркасные электромоторы TBM2G с полым валом для андроидов представила Kollmorgen

Источник: The Robot Report

Подробное инженерное руководство по компоновке суставных электроприводов для следующего поколения антропоморфных роботов представил глобальный руководитель направления робототехники компании Kollmorgen Йоши Умено (Yoshi Umeno) в аналитическом докладе для отраслевой конференции RoboBusiness 2026. Согласно публикациям авторитетных ресурсов The Robot Report, Humanoid Robots UK и M4S News, ведущий американский производитель раскрыл детальную матрицу подбора исполнительных механизмов на базе серийных бескорпусных бесколлекторных двигателей TBM2G и KBM.

Анализ охватывает аппаратные платформы ведущих мировых разработчиков двуногих машин, включая Apptronik Apollo, Fourier GR-2, Unitree H1, Tesla Optimus и Agility Digit. В фокусе внимания инженеров находится баланс между квазипрямым приводом (QDD) и редукторными схемами на базе волновых и планетарных передач.

Для тазобедренных и коленных сочленений критическим фактором выступает высокая удельная плотность непрерывного крутящего момента, достигающая двенадцати целых и восьми десятых Нм на килограмм собственной массы, и минимальная инерция ротора: при постановке ноги на твердый бетон мотор обязан мгновенно отрабатывать импульсные ударные нагрузки без повреждения подшипниковых узлов. Многополюсные роторы с магнитами NdFeB и кевларовым бандажом выдерживают экстремальные центробежные перегрузки, а низкоиндуктивные многожильные медные обмотки поддерживают высокую скорость вращения до пяти тысяч оборотов в минуту для динамической компенсации спотыканий.

В плечевых, локтевых и запястных шарнирах манипуляторов ключевым вызовом становится жесткое пространственное ограничение. Двигатели серии Kollmorgen TBM2G, выпускаемые в семи типоразмерах с различной длиной пакета статора, обладают ультрашироким сквозным центральным отверстием. Такая полая архитектура позволяет прокладывать силовые кабели питания напряжением 48–96 Вольт и оптические шины передачи данных непосредственно через ось вращения сустава. Это полностью исключает перекручивание и усталостный излом жгутов при многооборотных движениях рук.

Оптимизированная геометрия электромагнитной системы и термостойкая изоляция обмоток снизили джоулевы потери на тридцать процентов в сопоставлении с прежними сериями электроприводов. Модели развивают номинальный крутящий момент от 0,28 до 10,5 Нм с пиковыми всплесками свыше 35 Нм при прямом приводе. Это предотвращает тепловой троттлинг приводов внутри герметичных углепластиковых конечностей во время непрерывной восьмичасовой рабочей смены. Теплоотвод оптимизирован за счет прямой посадки статора в магниевые корпусные элементы робота, а встроенные термодатчики PT1000 обеспечивают надежный аппаратный термоконтроль в прошивке сервоусилителя.

Специальная скошенная укладка пазов статора снизила паразитный момент зубцового залипания (cogging torque) до значения менее восьми десятых процента от номинала. Плавное вращение на околонулевых скоростях обеспечивает безупречную стабильность при тонкой позиционной сборке мелких деталей и удержании равновесия корпуса. Интегрированные двухканальные абсолютные магнитные энкодеры протокола BiSS-C гарантируют угловую точность обратной связи до долей угловой секунды.

Прямая совместимость с волновыми редукторами с передаточными числами от 1:20 до 1:120 и полеориентированное векторное управление FOC с частотой токового контура 20 кГц на силовых платах с нитрид-галлиевыми транзисторами GaN устраняют пульсации момента. Защита по стандарту IP67 предохраняет механизмы от цеховой пыли и брызг смазочно-охлаждающих жидкостей, полностью отвечая жестким нормам промышленной безопасности ISO 13849. Серийное производство компонентов развернуто на роботизированных линиях на североамериканских и европейских фабриках бренда с готовыми прямыми отгрузками промышленным интеграторам на всех континентах.