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机器人为什么用减速机?

2021年05月21日17:50 

机器人适用减速机的原因:

1.工业机器人的关节需要撑住后端机构由于重力产生的扭矩。

2.工业机器人关节转速不高。机器人关节角速度很低,可电机在极低的速度下转动是不平稳的,控制不易,需要一个机械让电机在较合理的转速下运动,保证运动的平顺。

3. 为保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工序任务,并确保工艺质量,对工业机器人的定位精度和重复定位精度要求很高。

为了解决以上问题需要在提升扭矩、保证电机转速和控制分辨率和闭环精度三方面找到有效的解决办法,而减速机就能轻松解决这些问题:

一、提扭矩

一个50:1的谐波减速机就能轻松将一个额定100mNm的电机的额定扭矩提升到5Nm,而如果是直驱的5Nm电机就需要更大的体积来保证其输出功率,想做的更小就要增加电机的电流,这样又会造成电机的严重发热,降低了电机的使用寿命和可靠性,而维持相同扭矩增加减速机的电机发热量只是原来的1/2500。

二、保证电机的转速

本来工业机器人的关节转速就不高,一般都是每秒一两转,额定100mNm的电机轻松跑6k转/min。要是嫌转的不够快?解决办法就是电压,但这要考虑的是轴承和转子是否撑得住。

三、控制分辨率和闭环精度

分辨率高的好处是转速控制可以更精确,由于量化造成的阶跃产生的高频分量变得很小,控制更加平滑。转子等效的转动惯量提高到了2500倍,使得控制环路的滞后环节受转子惯量占主导,而转子由于直接受电磁力的驱动从而没有由于刚度造成的扭矩滞后,比直驱要好控。