在機器人系統中,為什麼不能直接控制伺服電機轉子轉速控制關節運動,為何還需要減速器?

獨狼

首先,這裡面要說到幾個比較總要的概念。

1、機器人的關節處,到底是什麼樣的結構?有什麼作用?

機器人的關節處,經典的方式是一個伺服電機(在外部)配合減速機支撐起後部左右軸產生的力。

這個是基本作用。簡單的說,那就是提供一個在控制範圍的力,讓其餘的軸能夠運動。

這就是造成了,機器人關節處:一個需要大的扭矩,二個工業機器人的特性是,關節處轉速其實並不是非常高。另外一個,用減速機提供更高的分辨率,以及閉合精度。

來,我們看一下現在比較流行的兩種機器人關節的結構件。

第一個是經典款的,四大家族代表的,伺服電機在外面,RV減速機在裡面的。

這是一個協作機器人的關節結構,包含了:無框直流減速機,諧波減速機。

傳統的另外一個機器人關節結構。

1、扭矩問題:

這裡就有一個比較棘手的問題。如何獲得大力扭矩?是直接提高伺服電機的電流嗎?

那麼樣的電機沒用幾天就不行了。所以需要一個減速機,通過50:1的減速比,可以將一個100mNm,通過減速機獲得5Nm。

2、控制精度。

儘管我們說,伺服電機可以通過編碼器,進行控制位置,轉速,轉角,但當下普遍使用的22位的編碼器,也還是不如減速機細分的多。同時更為的穩定。


然後我們再來說一下,交流伺服的情況,以目前在工控領域做交流伺服最牛的幾家企業,科爾摩根,直流伺服的maxon 單獨的電機的控制精度都不如通過減速機來的好。

這也是為什麼會一直用減速機的原因。


機器人觀察員

首先,你理解減速機的作用。他是一個可以通過改變速度來改變力矩的東西。傳統的伺服電機100瓦的輸出有且只有0.318牛米。需要固定的扭矩比較大,如果直連的話,那電機的體積比較大,而在一個機器人的系統中,你最好是用做到最少的功率輸出,最大的扭矩。這裡就用到了減速機。用小的功率輸出,小的體積,,最大的扭矩


甜瓜52128657

我是從事自動化的,上面的問題在我的工作中也有涉及。

我們公司主要做的就是物流自動化設備,其中有個叫堆垛機,實現的功能就是

能夠在自動化立體倉庫巷道中來回行駛,將貨物存儲在立體貨架上,或將貨物從立體貨架上取出。

其中堆垛機行走,在電機和輪子之間就加了一個減速器,一般思維會認為只用電機帶動輪子轉動就達到了行走功能,實際情況是,電機轉的太快不滿足實際工作情況,所以需要在電機和輪子之間加一個減速器。

雖然兩者的應用場合不同,但是我認為兩者的原理是一樣的。

以上是我的經驗分享,有自動化相關的話題我們可以相互探討,歡迎交流。


淡水深流

有直驅電機,但是停機後通過剎車抱死關節所需要的扭矩也很巨大,這樣的剎車很難做。

另外伺服電機的功率密度應該比直驅電機高,可以實現小體積,大功率輸出,通過減速機後就可以實現很大的扭矩輸出。


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