По мере стремительного перехода производственных технологий к цифровизации и интеллектуализации, робототехническая отрасль продолжает развиваться, внедряя инновации, которые повышают уровень автоматизации в различных сферах. От роботов для уборки дома и промышленных манипуляторов до специализированных сварочных роботов и передовых шагающих роботов — эти машины становятся все более неотъемлемой частью повседневной жизни и производства. В основе робототехнических систем лежат такие ключевые компоненты, как моторы для суставов роботов, гармоничные редукторы и драйверы.

Интеграция мотора, управляющих схем и сенсорных модулей в единую систему повышает эффективность, гибкость и надежность. Исследования модулей моторов для суставов позволяют упростить конструкцию роботов, обеспечивая модульное повторное использование, упрощенную интеграцию систем и сокращение времени и затрат на разработку. Такой подход гарантирует лучшую адаптируемость и упрощает обслуживание.

В "теле" робота модуль сустава выполняет роль жизненно важного "сустава", а бесщеточный моментный мотор служит его ключевым "сердцем". Как правило, эти моторы являются бесщеточными (хотя могут использоваться также шаговые или сервомоторы), причем безрамные моментные моторы особенно примечательны высоким соотношением диаметра к длине и увеличенным количеством магнитных полюсов.

Почему бесщеточные моторы идеально подходят для модулей суставов

Бесщеточные моментные моторы работают с использованием датчиков положения ротора для определения ориентации магнитных полюсов, передавая сигналы контроллеру. Контроллер обрабатывает эти сигналы, активируя силовые ключи инвертора для подачи напряжения на обмотки статора, создавая необходимый крутящий момент. Эта сложная система управления обеспечивает множество функций:

• Точное управление мотором (вращение вперед/назад, торможение)

• Регулировка напряжения на основе ШИМ для управления скоростью в разомкнутом контуре

• Замкнутый контур регулировки скорости и тока для оптимизации динамических и статических характеристик

• Защита от неисправностей (например, от короткого замыкания и перегрузки по току) для стабильной работы

Бесщеточный моментный мотор постоянного тока с постоянными магнитами отличается безрамной конструкцией. В отличие от традиционных моторов, он не имеет вала, подшипников, корпуса и торцевых крышек, сохраняя только ротор и статор. Ротор — обычно внутреннее кольцо с постоянными магнитами — монтируется непосредственно на вал машины, а статор, состоящий из слоистой стали и медных обмоток, интегрируется в корпус машины. Такая компактная конструкция максимально эффективно использует пространство, что является ключевым преимуществом для ограниченных по габаритам суставов роботов.

Применение бесщеточных моментных моторов в робототехнике

Сегодня бесщеточные моментные моторы широко используются в суставах роботов, обеспечивая:

Возможность антропоморфным роботам выполнять естественные движения конечностей

Совместным роботам (коботам) выполнять высокоточные задачи, такие как сборка

Экзоскелетным роботам помогать пользователям с ограниченной подвижностью

Будучи основой модулей суставов роботов, бесщеточные моментные моторы способствуют технологическому прогрессу, позволяя роботам преуспевать в самых разных областях. Их уникальные преимущества — компактность, точность и надежность — продолжают расширять границы инноваций в робототехнике.