如今国产新能源汽车电机技术日趋成熟,整机性能稳居全球第一梯队。不少人提出疑问:能否直接将成熟的车用电机方案平移至人形机器人?既能压缩巨额研发成本,也能加速人形机器人商业化落地。但行业实际研发结果给出答案:车用电机无法通用,人形机器人电机必须针对性定制设计,二者工况需求天差地别。
工况差异极大:通用电机无法适配全身复杂关节
人形机器人全身关节繁多,膝盖、脚踝、手指、腰椎等部位受力模式、运动工况完全不同,单一通用电机无法兼顾全部使用场景。以特斯拉Optimus为例,整机20余个关节,分别搭载空心杯电机与无框力矩电机,各司其职、互不通用。腰胯关节需要强承重能力,支撑整机自重;脚踝、膝盖等下肢关节,既要保障行走平稳性,还要具备极强抗冲击能力,应对摔倒磕碰;手指、手腕微型关节,则需要超高控制精度,满足精细抓取、柔性操作需求。机器人电机面临多重参数矛盾:既要大扭矩、高负载,又要高响应速度、极小体积。而新能源汽车电机工况统一,只需无脑堆功率、堆扭矩即可满足整车需求,二者设计逻辑完全相悖。
人形机器人拼的是整体适配能力
人形机器人电机不能只比拼硬件参数,脱离整机系统的高性能电机毫无意义。下肢电机转速过高无法发挥作用,手部电机扭矩过大,不仅会损伤操作物件,还存在人身安全隐患。电机必须联动机身结构、控制系统、安全防护模块一体化开发。目前行业三大主流传动方案均存在固有短板:高减速比柔性传动出力足但精度差、易抖动;加装弹性元件的弹性传动抗冲击性提升,但响应速度大幅下降;低减速比准直驱传动精度拉满,却会大幅抬高整机成本。

由此可见,仅优化传动结构治标不治本。唯有分关节定制电机:手指搭载微型空心杯电机、肩髋使用内转子电机、下肢重载部位匹配外转子电机,因地制宜针对性设计,才是人形机器人电机研发的唯一正道。
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