ह्यूमनॉइड रोबोट में मोटरों की भूमिका: प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ और अनुप्रयोग

कोरलेस डीसी मोटर्स

कोरलेस डीसी मोटर्स में आयरनलेस रोटर डिज़ाइन होता है, जो उच्च दक्षता, उच्च गति, लंबी जीवन अवधि और कम घर्षण प्रदान करता है। एड़ी करंट और हिस्टैरेसिस हानियों को समाप्त करके, ये मोटर्स उच्च दक्षता, उच्च गति, लंबी जीवन अवधि और कम घर्षण प्रदान करती हैं। रोबोटिक्स में मोटर्स अधिक सुचारू रूप से कार्य करते हैं और बेहतर ताप अपव्यय प्रदान करते हैं।

प्रमुख विशेषताऐं:

आयरनलेस रोटर: यह कप के आकार की वाइंडिंग संरचना का उपयोग करता है, जिससे एड़ी करंट और हिस्टैरेसिस हानि समाप्त हो जाती है और 80% से अधिक दक्षता प्राप्त होती है।

उच्च गति और कम जड़त्व: 10,000 आरपीएम से अधिक की गति प्राप्त करने में सक्षम, पारंपरिक मोटरों की तुलना में 3-5 गुना तेजी से प्रतिक्रिया करता है।

उच्च शक्ति घनत्व: कॉम्पैक्ट आकार (व्यास में केवल 6 मिमी जितना छोटा) और हल्का डिज़ाइन उन्हें सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

आवेदन:

कुशल हाथ: टेस्ला के ऑप्टिमस ह्यूमनॉइड रोबोट में ह्यूमनॉइड रोबोटों में इस्तेमाल होने वाले कोरलेस मोटर्स प्रत्येक उंगली के जोड़ में लगे होते हैं, जिससे समन्वित मल्टी-मोटर नियंत्रण के माध्यम से सटीक पकड़ संभव हो पाती है। अंगूठे में मोड़ने और पार्श्व गति दोनों के लिए ड्यूल-मोटर ड्राइव का उपयोग किया गया है, जबकि अन्य चार उंगलियों में से प्रत्येक में एक अलग मोटर है, जिससे अंडे जैसी नाजुक वस्तुओं को आसानी से संभाला जा सकता है।

फ्रेमलेस टॉर्क मोटर्स

फ्रेमलेस टॉर्क मोटर्स कॉम्पैक्ट, हल्के और कम जड़त्व वाले होते हैं, जो उन्हें सीमित स्थानों में उच्च टॉर्क की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाते हैं। रोटर सीधे रोबोट के यांत्रिक शाफ्ट पर लगा होता है, और स्टेटर रोबोट की संरचना में एकीकृत होता है।

प्रमुख विशेषताऐं:

कॉम्पैक्ट संरचना: फ्रेमलेस डिजाइन से मोटर का आकार 40% और वजन 30% तक कम हो जाता है।

उच्च टॉर्क आउटपुट: पीक टॉर्क 3,500 N·m तक पहुंच सकता है, जिसमें हार्मोनिक रिड्यूसर 1:1000 से अधिक के रिडक्शन अनुपात को प्राप्त करते हैं।

उच्च तापमान प्रतिरोध: इसमें उच्च तापमान इन्सुलेशन सामग्री का उपयोग किया गया है, जो 180°C तक के तापमान पर निरंतर संचालन को सक्षम बनाता है।

आवेदन:

रोटरी एक्चुएटर्स: टेस्ला के ऑप्टिमस रोबोट में इसके कंधों और कलाई में 14 फ्रेमलेस टॉर्क मोटर्स का उपयोग किया गया है, जो 30 किलोग्राम मीटर के अत्यधिक टॉर्क का सामना करने के लिए हार्मोनिक रिड्यूसर के साथ जोड़े गए हैं।

सर्वो मोटर्स

सर्वो मोटर उच्च परिशुद्धता वाला गति नियंत्रण प्रदान करते हैं, जिससे वे कंधों और कोहनियों जैसे गतिशील जोड़ों के लिए आदर्श बन जाते हैं।

आवेदन:

बोस्टन डायनेमिक्स एटलस: यह हाइड्रोलिक सिस्टम के साथ 28 सर्वो मोटर्स का उपयोग करता है, जिससे बैकफ्लिप जैसे जटिल करतब करना संभव हो पाता है।

UBTECH Walker X: इसमें 80 N·m टॉर्क वाला एक उन्नत ह्यूमनॉइड रोबोट सर्वो मोटर लगा है, जो इसे असमान भूभाग पर भी स्थिर रूप से चलने में सक्षम बनाता है।

स्टेपर मोटर्स

स्टेपर मोटर्स का उपयोग आमतौर पर कम लोड और कम गतिशील अनुप्रयोगों में किया जाता है।

आवेदन:

सिर का घुमाव: पेप्पर रोबोट जैसे हल्के मानवाकार रोबोट, सिर को सुचारू रूप से क्षैतिज रूप से घुमाने के लिए स्टेपर मोटर्स का उपयोग करते हैं।

विज़न मॉड्यूल एडजस्टमेंट: सटीक सूक्ष्म समायोजन के लिए प्रायोगिक कैमरा गिम्बल में उपयोग किया जाता है।

बीएलडीसी मोटरें उच्च गति (10,000-20,000 आरपीएम) और कम रखरखाव की आवश्यकता प्रदान करती हैं, लेकिन इनकी टॉर्क घनत्व (30-50 एन·एम/किग्रा) सीमित होती है और गति नियंत्रण की सटीकता कम होती है।

आवेदन:

पहिएदार रोबोट: Xiaomi CyberDog पहिए के हब ड्राइव के लिए BLDC मोटर्स का उपयोग करता है।

सहायक शक्ति: कुछ मानवाकार रोबोट कमर घुमाने और भुजाओं को झुलाने के लिए बीएलडीसी मोटरों का उपयोग करते हैं।

रेखीय मोटर

लीनियर मोटर्स उच्च गति और उच्च त्वरण की क्षमता प्रदान करती हैं, लेकिन इसके लिए सटीक मार्गदर्शक तंत्र की आवश्यकता होती है और ये महंगी होती हैं।

आवेदन:

एमआईटी चीता: यह अपने पिछले पैरों में लगे लीनियर मोटर्स का उपयोग करके 30 किमी/घंटा की गति प्राप्त कर सकता है, जिसमें त्वरण 2.5 मीटर/सेकंड² तक पहुंचता है और प्रतिक्रिया में 1 मिलीसेकंड से भी कम का विलंब होता है।

एक्सियल फ्लक्स मोटर्स में फ्लक्स पथ रोटर अक्ष के समानांतर होता है, जिससे रोटर की जड़ता 50% तक कम हो जाती है, जबकि 150 किलोवाट/किलोग्राम तक की शक्ति घनत्व प्राप्त होती है।

आवेदन:

ईटीएच ज्यूरिख: 200 एन·एम/किलोग्राम के टॉर्क घनत्व वाले अक्षीय फ्लक्स मोटर्स द्वारा संचालित बायोमिमेटिक पैर विकसित किए गए।

एजिलिटी रोबोटिक्स कैस्सी: गतिशील चलने के लिए अक्षीय प्रवाह मोटरों का उपयोग करता है।

ह्यूमनॉइड रोबोट की बढ़ती मांग के साथ, घरेलू निर्माता प्रगति कर रहे हैं। मानवाकार रोबोट मोटर वैश्विक नेताओं से प्रतिस्पर्धा करने के लिए प्रौद्योगिकी।

ग्रीन हार्मोनिक: टेस्ला के ऑप्टिमस के लिए हार्मोनिक रिड्यूसर की आपूर्ति करता है, जो 1 आर्क-मिनट की सटीकता और 20,000 घंटे से अधिक का जीवनकाल प्राप्त करता है।

मून्स इलेक्ट्रिक: मैक्सन के समान टॉर्क घनत्व वाले 16 मिमी कोरलेस मोटर्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन करती है, जो मेडिकल रोबोट में व्यापक रूप से अपनाई जाती हैं।

लीडशाइन टेक्नोलॉजी: एनकैप्सुलेशन तकनीक के साथ तीसरी पीढ़ी के फ्रेमलेस टॉर्क मोटर्स विकसित किए गए हैं, जो IP67-रेटेड धूल और पानी प्रतिरोध हासिल करते हैं।

मानव जैसे दिखने वाले रोबोटों के विकास में मोटर तकनीक एक महत्वपूर्ण कारक है, जो उनकी चपलता, सटीकता और कार्यक्षमता को सीधे प्रभावित करती है। उच्च गति वाले कोरलेस मोटरों से लेकर उच्च टॉर्क वाले फ्रेमलेस मोटरों तक, प्रत्येक प्रकार की मोटर मानव जैसी गति प्राप्त करने में एक विशेष भूमिका निभाती है। जैसे-जैसे तकनीकी प्रगति जारी है, घरेलू निर्माता वैश्विक प्रतिस्पर्धियों के साथ अंतर को कम कर रहे हैं और मानव जैसे दिखने वाले रोबोटों की सीमाओं को और आगे बढ़ा रहे हैं।