Una ficha técnica de un humanoide indica cuántos actuadores lleva y, a veces, qué reductores utiliza, pero casi nunca especifica los motores. Esta omisión oculta la diferencia más importante en el accionamiento de los humanoides: el cuerpo y las manos funcionan con dos tipos de máquinas eléctricas fundamentalmente distintos. Saber qué motor se utiliza en cada lugar explica mejor la masa, el comportamiento térmico y la respuesta de control de un robot que cualquier cifra de par máximo en el folleto.

Un robot, dos filosofías electromagnéticas

Un humanoide tiene entre 25 y 35 articulaciones motorizadas, y todas siguen el mismo esquema: un motor eléctrico, una transmisión que intercambia velocidad por par y sensores para cerrar el lazo de control. La batalla de las transmisiones —armónicas, planetarias o de husillo de rodillos— se libra abiertamente y con gran visibilidad. La batalla de los motores, no. Las fichas técnicas de robots completos casi nunca indican qué motor llevan, aunque su elección determina la masa de la articulación, su comportamiento térmico, su controlabilidad y una parte significativa de su coste.

Los desmontajes de la cadena industrial ofrecen la imagen pública más clara de cómo se materializa esta división. Un robot de segunda generación de una plataforma humanoide líder lleva aproximadamente cuarenta motores: 28 motores de par sin bastidor distribuidos entre sus 14 actuadores rotativos y 14 lineales, además de seis motores sin núcleo en cada mano para controlar cada dedo. Un robot, dos filosofías electromagnéticas; la división de tareas no es arbitraria. Las articulaciones del cuerpo mueven masas: caderas, rodillas, hombros y todo lo que levanta y transporta. Los dedos apenas se mueven a sí mismos, decenas de veces por segundo, siguiendo trayectorias que deben ser fluidas, no potentes. Tareas diferentes, máquinas diferentes.

Esta es la lógica de diseño que aplicamos a los propios actuadores para robots humanoides de Ti5ROBOT: elegir la máquina electromagnética adecuada para la función real de la articulación y, después, construir el módulo a su alrededor.

Qué aporta realmente un motor «sin bastidor»

Un motor de par sin bastidor es un motor síncrono sin escobillas de imanes permanentes que se suministra en dos anillos separados: un anillo de estator con devanados de cobre y un anillo de rotor con imanes. No incluye eje, rodamientos, carcasa, tapas ni encoder. El fabricante del robot aporta todos esos elementos: la propia estructura de la articulación hace de bastidor del motor, el rodamiento de la articulación sirve también como rodamiento del motor y el reductor se atornilla directamente al anillo del rotor.

El concepto es más antiguo de lo que cabría esperar: las primeras unidades sin bastidor se fabricaron en 1949 para cardanes de guiado de misiles. Lo novedoso es que ahora hay clientes que quieren casi treinta por robot y a volúmenes propios del sector automovilístico. La documentación de los proveedores suele volver a tres razones que justifican ese esfuerzo:

• Integración compacta. Al eliminar la carcasa y el eje se reduce la masa inerte, y el motor puede compartir los rodamientos de la articulación. Menos piezas, menor longitud axial y menos peso acumulado a lo largo de la cadena cinemática.
• El orificio pasante. Un gran orificio pasante permite que los cables y las líneas del encoder atraviesen el centro del motor. Así se canaliza el cableado del brazo humanoide por el interior de las articulaciones, en lugar de rodearlas. En un robot con treinta articulaciones, ese canal de paso puede marcar la diferencia entre un brazo que resiste un año de ciclos y otro cuyo arnés se desgasta por rozamiento hasta fallar.
• Par a baja velocidad. Los motores de par sin bastidor se bobinan con un número elevado de polos para proporcionar un par alto a las velocidades articulares propias de la marcha, con bajo rizado de par. Esto es fundamental cuando la transmisión es una etapa de accionamiento casi directo de solo 6:1 a 10:1 y apenas hay nada entre los devanados y la extremidad.

Hay un detalle que puede pasar desapercibido: la tensión. Históricamente, los motores industriales sin bastidor se bobinaban para servodrives de 300–600 V, mientras que un humanoide funciona con un bus de baterías de 48 V o menos. Los devanados para humanoides se rebobinan con conductores más gruesos y más cortos para generar par a baja tensión. Esta es una de las razones menos evidentes por las que los fabricantes de robots no pueden simplemente tomar un motor del catálogo de automatización industrial e instalarlo en una rodilla.

El motor no es el actuador

Este es el dato que suele sorprender: un motor sin bastidor para humanoides, sin otros componentes, ofrece una densidad de par de aproximadamente 2–5 Nm/kg, según cifras de estudios del sector. Un módulo actuador articular completo suele anunciar 80–160 Nm/kg. Ambas cifras son válidas. La diferencia se debe al reductor, que multiplica entre treinta y cien veces el par del motor y añade menos masa que la que se ahorra al poder prescindir de cobre e imanes.

Un producto comercial permite verlo con claridad: un módulo articular planetario de eje hueco con una relación de 48:1 pesa 1,4 kg y alcanza un par máximo de 222 Nm, es decir, unos 159 Nm/kg de par máximo para el conjunto. El motor sin otros componentes que incorpora nunca podría acercarse a esa cifra. La multiplicación del par la realiza el reductor.

El error más habitual al comparar la densidad de par en la selección de articulaciones es comparar los Nm/kg de un motor sin reductor con los de un módulo con reductor. Antes de dar por válida cualquier cifra, haga siempre dos preguntas: ¿corresponde solo al motor o al módulo completo?, ¿es un valor máximo o continuo?

Por tanto, al elegir un motor, la verdadera pregunta para un fabricante de robots es qué limitaciones puede tolerar la transmisión. Una articulación armónica con una relación de reducción alta puede utilizar un motor más modesto y disimular su rizado; una articulación de accionamiento casi directo con una etapa de 6:1 o 9:1 necesita un motor de par robusto y con muchos polos, porque casi no hay nada entre los devanados y el entorno. Es el mismo equilibrio que analizamos al comparar las opciones de accionamiento directo y con reductor para articulaciones de humanoides: el motor y el reductor forman un único problema de diseño, no son dos compras independientes.

El par de un motor sin reductor también aumenta considerablemente con el diámetro. El par crece aproximadamente con el cuadrado del brazo de palanca del entrehierro —los ingenieros de motores a veces lo llaman regla D²L, según la cual el diámetro influye más que la longitud—, por lo que un anillo más ancho supera a uno más largo. Este principio físico explica por sí solo por qué las articulaciones de los humanoides tienden a adoptar diseños de gran diámetro y perfil bajo, en forma de «panqueque», en lugar de carcasas largas y estrechas.

Flujo radial ahora, flujo axial después

Casi todos los motores sin bastidor que se instalan actualmente en humanoides son de flujo radial: el campo magnético atraviesa lateralmente el entrehierro, desde un anillo de imanes hasta un anillo de devanados. Mantienen el estándar de producción por una razón poco llamativa: un siglo de madurez en los procesos de fabricación.

La alternativa es el flujo axial. Al girar noventa grados la geometría —un rotor de disco plano frente a un estator de disco plano, con el campo a lo largo del eje—, el motor resulta entre un 20 % y un 40 % más corto para el mismo par. Los análisis del panorama de patentes sitúan la densidad de par de los motores de flujo axial en 15–25 Nm/kg, frente a aproximadamente 10 en máquinas radiales comparables, y sostienen que un motor de disco se acopla de forma natural a reductores armónicos o cicloidales de perfil bajo, con lo que el peso total del actuador se reduce un 40–50 %. Conviene considerar estas cifras como el escenario más optimista: proceden de proveedores y solicitudes de patentes, no del desmontaje de robots comercializados. Por ahora, la base instalada sigue siendo abrumadoramente radial.

La tendencia que conviene observar en ambos tipos es que las mejoras de densidad de par se deben menos a mejores imanes y más a la geometría: orificios más anchos, discos más planos y motores diseñados junto con sus reductores, en lugar de comprarse de catálogo.

Las manos utilizan otro tipo de motor

Ninguno de los mecanismos de las articulaciones del cuerpo cabe en un dedo. El accionamiento de la mano corresponde al motor sin núcleo, también llamado motor de «copa hueca» en la industria china. Sus devanados no están enrollados alrededor de un núcleo de hierro: forman una copa de cobre autoportante que gira alrededor de un núcleo fijo, sin dientes de hierro a los que puedan adherirse los imanes. Esto permite eliminar el par de cogging, reducir casi por completo la inercia del rotor y obtener un par suave a escalas muy pequeñas, justo lo que necesitan los dedos accionados por tendones. En una mano dexterosa típica, cada motor sin núcleo acciona un tendón o un microeslabonamiento mediante una pequeña etapa planetaria, convirtiendo su alta velocidad en fuerza de agarre a nivel de los dedos.

La bibliografía de ingeniería señala dos limitaciones reales. En primer lugar, un motor sin núcleo puede no arrancar si se produce un fallo en un devanado: al no existir par de cogging que impulse el rotor, un devanado dañado puede dejarlo inmovilizado en una posición de enclavamiento. En segundo lugar, la diferencia de calidad entre las unidades más económicas y las de mayor calidad se manifiesta en la vida útil, no en la ficha técnica.

La economía de esta categoría está cambiando en tiempo real. Empresas suizas y alemanas especializadas en precisión crearon esta categoría para herramientas quirúrgicas y aplicaciones aeroespaciales, y mantuvieron precios prémium durante décadas. Ahora, nuevos fabricantes chinos venden motores sin bastidor de nivel humanoide entre un 30 % y un 50 % por debajo de los valores de referencia occidentales, y han reducido en un orden de magnitud los costes de los motores para manos. Es el mismo desplome estructural de costes que ya se produjo en reductores y husillos de rodillos. Hemos seguido esa dinámica desde la perspectiva de los módulos en nuestra línea de módulos articulares ligeros: a medida que cambia la economía de los componentes, la calidad de integración —no el precio de los componentes— se convierte en el factor diferenciador.

Lista de comprobación para compradores del motor que nadie especifica

Como las fichas técnicas no lo indican, los compradores e integradores deberían hacer directamente estas cuatro preguntas:

1. ¿Qué tipo de motor lleva la rodilla y se diseñó conjuntamente con el reductor? La combinación de motor y reductor diseñada conjuntamente permite prever la resistencia térmica mucho mejor que la cifra de par máximo del folleto. Un módulo que gana en par máximo puede no soportar un turno completo. La diferencia entre los valores máximos y continuos puede determinar la vida útil de las articulaciones, como explicamos en el análisis térmico del diseño integrado de articulaciones.
2. ¿El orificio es realmente pasante? Si los cables rodean la articulación en lugar de pasar por ella, el módulo «integrado» obligará a rediseñar el arnés.
3. ¿Cuenta con doble realimentación? Los encoders en el lado de entrada y en el de salida son lo que convierte un motor potente en una articulación precisa. El límite de precisión de un módulo se establece en la salida, como explicamos en nuestro artículo sobre arquitectura de cálculo articular y encoders dobles.
4. ¿Los devanados están diseñados de origen para 48 V? Un motor adaptado de la gama de servomotores industriales rara vez ofrece el mismo par continuo con un bus de baterías que uno diseñado específicamente para ello.

Los módulos articulares integrados de Ti5ROBOT siguen exactamente esta fórmula: un motor de par de clase sin bastidor combinado con un reductor de precisión, doble realimentación, canalización hueca y márgenes térmicos dimensionados para el funcionamiento continuo, todo ello integrado en una única unidad lista para atornillar.

Dos motores, dos funciones

La conclusión es sencilla. Al evaluar el próximo humanoide —o el próximo módulo articular para su propia plataforma—, pregunte qué motor lleva la rodilla y si se diseñó junto con su reductor. La respuesta permite prever mejor lo que el robot puede hacer durante toda la jornada que cualquier cifra de la ficha técnica.

Fuente: humanoid.guide, «Frameless Torque Motors and Coreless Motors: The Electromagnetic Muscle Inside Humanoid Joints» (2026-10-12); datos de producto del CubeMars AKH70-48; análisis públicos de desmontajes de la cadena industrial, 2026. Las cifras de plataformas y productos de terceros se citan como referencias puntuales del sector.