Le moteur à flux axial et le moteur couple sans cadre sont les deux voies technologiques centrales actuelles pour la propulsion des articulations des robots humanoïdes ; ils diffèrent notablement par leur topologie, leurs performances et leur degré d'industrialisation, et s'adaptent respectivement à des besoins d'articulation et à des stades de développement différents.
Principe du circuit magnétique du moteur à flux axial Magnetic Circuit Principle of Axial-Flux Motor
Sur le plan de la topologie, dans le moteur à flux axial, la direction du flux est parallèle à l'arbre du moteur, le stator et le rotor étant disposés en double disque ou en plusieurs disques face à face, avec un champ magnétique d'entrefer réparti axialement ; par rapport au moteur radial traditionnel, la longueur du circuit magnétique est raccourcie et les pertes par réluctance réduites. Le moteur couple sans cadre supprime le carter, les roulements et l'arbre de sortie du moteur classique, ne conservant que l'ensemble stator-rotor, et peut être intégré directement à l'intérieur de l'articulation avec le réducteur ; son principe de fonctionnement est similaire à celui d'un moteur à entraînement direct, mais avec une densité de couple supérieure.
Comparaison visuelle des indicateurs de performance de deux types de moteurs Visual Comparison of Performance Indicators for Two Types of Motors
Sur le plan des performances, l'avantage central du moteur à flux axial réside dans sa très haute densité de puissance et sa structure plate. Sa densité de puissance peut atteindre 10 kW/kg et sa densité de couple 30 Nm/kg, avec une réduction de 50 % de la dimension axiale par rapport aux solutions traditionnelles et un rendement supérieur à 90 % dans la plage de charge de 20 % à 95 %, ce qui s'adapte aux démarrages et arrêts fréquents des robots humanoïdes et répond mieux aux exigences d'espace des articulations intégrées. Les avantages du moteur couple sans cadre se concentrent sur sa forte intégration et sa maturité industrielle : conçu solidairement avec la structure de l'articulation, il améliore l'utilisation de l'espace de plus de 40 %, permet une transmission sans jeu et atteint un couple de pointe supérieur à 500 Nm ; parallèlement, la chaîne d'approvisionnement est bien établie et les livraisons en série sont déjà réalisées, ce qui en fait la solution de déploiement dominante aujourd'hui.
Diagramme comparatif des avantages Advantage Comparison Chart
En comparant les indicateurs clés, le moteur à flux axial l'emporte sur la densité de puissance, la densité de couple et la dimension axiale, mais son coût est plus élevé et son refroidissement plus difficile, et son industrialisation en est encore à ses débuts ; le moteur couple sans cadre a un coût de production en série faible et une chaîne d'approvisionnement mature, mais sa dimension radiale est plus grande et sa densité de puissance relativement plus faible.
Diagramme de répartition du choix des articulations des robots humanoïdes Joint Selection Distribution Diagram of Humanoid Robots
Du point de vue du choix, les articulations des membres inférieurs qui supportent de lourdes charges, comme la hanche ou le genou, s'adaptent mieux à la densité de couple élevée du moteur à flux axial. À court terme, le moteur couple sans cadre reste la norme du marché ; à moyen et long terme, le flux axial devrait former une alternative différenciée dans les scénarios à couple élevé des membres inférieurs, et une solution de propulsion hybride des deux pourrait devenir l'aboutissement du secteur. Jiuju possède une technologie mature dans des opérations clés comme l'aimantation du stator et du rotor et l'assemblage de précision des deux types de moteurs, et peut soutenir la maîtrise de la précision et le déploiement en série des moteurs d'articulation, contribuant à l'avancement technologique du secteur.
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Sur l'aire d'expédition, à l'extérieur de l'atelier, l'activité est intense. Après plusieurs séries de mise au point de la machine complète, de validation de production simulée et de contrôle qualité en usine, une ligne d'assemblage automatisée de moteurs à courant continu de Jiuju a achevé tout le processus de sortie d'usine et a été chargée dans le camion à temps ; elle partira bientôt vers la base de production du client pour soutenir l'avancement du projet conformément au plan.
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