Los motores de flujo axial de Wheatstone alimentan las articulaciones de robots humanoides

Cuando los robots humanoides comienzan a funcionar, los motores que impulsan sus articulaciones deben rediseñarse: cómo los motores de flujo axial de Wheatstone se convierten en los 'músculos centrales' de la robótica

En 2026, la industria de la robótica humanoide se encuentra en los albores de un crecimiento explosivo. Tesla Optimus, Xiaomi CyberOne, Unitree H1: docenas de robots humanoides están pasando de los laboratorios a las fábricas y los hogares. Cada caminata, salto y agarre realizado por estos robots depende del movimiento coordinado de docenas de articulaciones de precisión. El núcleo de potencia de cada articulación es un motor.

Las articulaciones de robots convencionales suelen utilizar motores de flujo radial combinados con cajas de cambios. Sin embargo, el factor de forma cilíndrico de los motores de flujo radial tiene limitaciones inherentes: gran longitud axial, alto momento de inercia y densidad de potencia limitada. En articulaciones como las rodillas y las caderas, que exigen movimientos de alta frecuencia y operaciones con cargas elevadas, estas deficiencias se amplifican: retraso en la respuesta motora, articulaciones voluminosas y alto consumo de energía.

¿Qué tipo de motor necesitan las articulaciones de los robots humanoides?

La respuesta: motores de flujo axial.

Motores de flujo axial: el socio natural para las articulaciones de robots

El diseño de disco plano de los motores de flujo axial proporciona una longitud axial extremadamente corta, lo que permite montar el motor al ras contra la superficie de montaje de la articulación incrustada dentro de la extremidad del robot. Esta estructura satisface naturalmente los tres requisitos de las articulaciones de los robots: longitud axial corta, par elevado y construcción ligera.

En los módulos de articulación de robot, el motor de flujo axial sirve como el 'corazón' del módulo, entregando alta potencia en un formato compacto, con una densidad de potencia de hasta el doble que la de los motores convencionales. En los módulos de articulación del robot, el diseño del disco plano reduce el momento de inercia, lo que permite un soporte preciso para movimientos de alta frecuencia y operaciones de alta carga en articulaciones como rodillas y caderas.

Los motores de imanes permanentes de flujo axial han sido objeto de investigaciones continuas en aplicaciones de articulaciones de robots. Los estudios indican que los motores de imán permanente de flujo axial de doble rotor (DRAFPM) ofrecen ventajas para reducir la pérdida de hierro y minimizar el volumen al eliminar el yugo del estator. Los motores de flujo axial presentan una longitud axial corta, una alta densidad de par y una estructura compacta, lo que muestra un importante potencial de aplicación en robots de alta carga.

Del laboratorio a la producción: avance nacional en articulaciones robóticas

En el Instituto de Investigación Chongqing de la Universidad de Jilin, su empresa de cartera Xinghan Power Technology Co., Ltd. ha logrado una producción en masa estable de motores de flujo axial y módulos de juntas de flujo axial. El módulo de articulación de flujo axial integra el motor, la caja de cambios, el codificador y los componentes de accionamiento en un conjunto completo de 'tejido muscular' responsable de la multiplicación del par, el control preciso y la actuación inteligente.

En un pedido comercial, un módulo de articulación de flujo axial personalizado se convirtió en el 'músculo' central del robot humanoide de próxima generación, permitiendo la ejecución precisa de movimientos complejos en múltiples escenarios. Del laboratorio a la producción en masa, la empresa logró esta transición en sólo un año, estableciendo un nuevo punto de referencia en cuanto a velocidad de industrialización.

En el campo de la robótica humanoide, los motores de flujo axial pueden reducir el peso del actuador conjunto entre un 40 y un 50 %. Con una densidad de potencia de 3-5 kW/kg y una densidad de torsión de 15-25 N·m/kg con una eficiencia del 92-95 % bajo carga nominal, los motores de imanes permanentes de flujo axial se han convertido en la topología de motor preferida para los actuadores de articulaciones de robots humanoides de peso crítico.

Motores de flujo axial personalizados de Wheatstone: 'Músculos de potencia' diseñados para articulaciones de robots

Jiangsu Wheatstone, con más de 20 años de experiencia especializada en motores para propósitos especiales, ofrece soluciones de motores de flujo axial personalizadas para módulos de juntas de robots.

Personalización 1: Factor de forma plano: montaje empotrado, uso eficiente del espacio

El diseño de disco plano de los motores de flujo axial de Wheatstone comprime la longitud axial a un tercio de la de los motores convencionales, con un momento de inercia reducido entre un 40 y un 60 %. El motor se puede integrar directamente dentro de la articulación del robot sin ocupar espacio adicional para las extremidades.

Personalización 2: Alta densidad de par: hacer que los robots funcionen más rápido y se eleven más alto

A través de un diseño electromagnético optimizado e imanes permanentes de alto rendimiento, los motores de flujo axial de Wheatstone ofrecen una mayor salida de torque dentro del mismo volumen. Cuando se combinan con soluciones de transmisión de baja relación o accionamiento directo, permiten un control de fuerza de gran ancho de banda y una baja inercia reflejada, lo que hace que los movimientos del robot sean más ágiles y precisos.

Personalización 3: Codificador y variador integrados: control preciso de cada grado de rotación

Wheatstone puede integrar codificadores de alta resolución y soluciones de accionamiento personalizadas de acuerdo con los requisitos de diseño del módulo de articulación, logrando un control preciso de bucle cerrado de posición, velocidad y torsión, lo que garantiza que cada movimiento de la articulación sea preciso y receptivo.

Personalización 4: Soluciones de gestión térmica: abordar la generación de calor a partir del movimiento de alta frecuencia

Los movimientos articulares de alta frecuencia generan un calor significativo. Wheatstone ofrece soluciones personalizadas de refrigeración por aire forzado, refrigeración líquida o convección natural para garantizar un aumento de temperatura controlable en condiciones de funcionamiento sostenido de alta carga.

Normas Aplicables

Norma de Referencia	Alcance
CEI 60034-1:2022	Máquinas eléctricas rotativas – Parte 1: Clasificación y rendimiento
CEI 60034-2-1	Métodos estándar para determinar pérdidas y eficiencia a partir de pruebas.
ISO 12100	Seguridad de la maquinaria – Principios generales de diseño – Evaluación de riesgos y reducción de riesgos
ISO 10218	Robots y dispositivos robóticos: requisitos de seguridad para robots industriales

Cuando un robot humanoide realiza un montaje de precisión en una fábrica; cuando un perro robot corre con flexibilidad por terrenos complejos; cuando un brazo biónico brinda asistencia precisa en rehabilitación médica: dentro de cada módulo de articulación del robot, los motores de flujo axial personalizados de Wheatstone respaldan la evolución de los robots desde 'capaces de caminar' a 'capaces de moverse con agilidad', con un factor de forma plano y una salida potente.

Acerca de Wheatstone

Con más de 20 años de experiencia especializada en motores para propósitos especiales, Wheatstone ofrece una cartera completa que incluye motores de flujo axial, servomotores a prueba de llamas, motores para aguas profundas y motores de alta temperatura. La empresa cuenta con la certificación ISO 9001 e IATF 16949 y ofrece soluciones personalizadas de motores de flujo axial de 50 W a 200 kW para articulaciones de robots, manos diestras y brazos mecánicos ligeros.