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武新章:机器人的核心技术——电机技术

导读: 机器人的核心零部件技术,核心零部件技术就是电机技术,也包括电机驱动。

  在美国高速电机一些尖端的高速电机我们常常会用一种材料,这个材料是铁箍的合金,欧洲也仿制出来了。如果要是在美国做这些电机的话,这些电机就可以做小20%,但是我们没有这个材料电机就大20%,这是一个差距。

  武新章:机器人是制造领域的皇冠,在机器人领域里面核心技术是关键,什么技术是核心技术?控制技术肯定是核心技术,我们知道机器人入门的门槛其实并不高。即使浙江的一个小企业卖几台电机装配起来,找几个老师弄套软件都可以做一个机器人。但是如果我们不能掌握核心技术,在竞争当中我们就没有办法取胜,

  核心技术一个就是控制技术,比如说我们现在要用机器人做一只手,这个时候就是很尖端前沿科研,因为手有这么多关节,这么多自由度。这个时候传统的四轴机器人才四五个自由度,这个时候要控制非常精密就很不容易。所以尖端控制技术,你有这么多自由度,计算量就很大,所以云计算所有一切都非常关键。

  第二,核心的零部件技术,核心零部件技术就是电机技术,也包括电机驱动。我的主要专长是电机,过去两年我也在做机器人研究。电机里面我们说机器人是制造业皇冠,电机技术里面皇冠是什么呢?高速电机技术,高速电机技术是电机技术里面最核心的。

  电机的体积跟这个相关的,这是一个常数,这项是速度,这个跟散热有关,散热技术越好,这项就越大,这一项是磁场的密度。就是说如果电机功率越大,这个电机就越大。如果散热越好,电机就会越小,如果我们要用好的材料饱和值比较高的话,电机就会做得比较小。

  在美国高速电机一些尖端的高速电机我们常常会用一种材料,这个材料是铁箍的合金,欧洲也仿制出来了。如果要是在美国做这些电机的话,这些电机就可以做小20%,但是我们没有这个材料电机就大20%,这是一个差距。

  这个公式,这一项是电机速度,电机速度越高,这个电机就越小。我们在看为什么要用高速电机,电机速度越高电机就越小。高速电机主要是两方面应用:第一是如果机械负载是高速负载,现在没有一只高速电机我怎么去驱动负载,我这么做,我用一只低速的电机然后用齿轮箱,这个齿轮箱是增速的,把速度增上去,然后进行机械负载。但是这个结构非常大,因为这个电机是低速的电机,所以我可以把整个这一块全部代替掉,用高速的电机。所以如果你一有只高速的电机共轴就没有问题了。

  另外你的负载如果是低速的负载,你原来有一个电机,你的电机直接驱动了低速的负载,但是你要用非常大的电机驱动这个负载。你要让它的尺寸降下来,怎么办?你现在用高速电机或者相对高速电机然后配一个减速器驱动这个负载。机器人里面就是在这样用。

  高速电机有一个很重要的观念,就是转幅外面的速度,这个速度必须比声速度要小,我们在设计高速电机的时候,要让它小于250米每秒。

  这是我的课题组做的工作,我们现在接到了美国宇航局项目,要设计一个高速的冰箱,这个冰箱是给氢气制冷的。这个电机需要2千瓦20万转完成这个任务。这部分电机,整个是完全共轴在一起的,这个时候时间一个高速电机完成这个任务。这是高速电机设计,是2千瓦,20万转。

  我们还设计过一只2千瓦,10万电机。为什么要这么高的电机,它真的有用吗?有用的。我们现在在做扫地机器人,扫地机器人有两个难点,第一个扫不干净,第二它控制不好,因为在家里面走,经常有些走不到,或者碰到障碍物不知道该怎么处理,虽然很多扫地机器人很多厂家在卖,但是核心技术并没有解决。

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