DD-двигатель и гармонический редуктор: 10 ключевых факторов выбора подходящего поворотного привода

Введение

Выбор приводного механизма для шарнира робота, поворотного стола ЧПУ, системы обработки полупроводников или прецизионного автоматизированного станка — это не просто вопрос выбора двигателя с наибольшим крутящим моментом или редуктора с наименьшим люфтом.

Обычно рассматриваются два принципиально разных подхода: двигатель с прямым приводом (DD Motor) , который подключается непосредственно к нагрузке, и редуктор гармоник в сочетании с серводвигателем.

Двигатель прямого привода (DD) исключает механическую ступень редукции и генерирует крутящий момент непосредственно на выходном валу. Редуктор с гармоническими колебаниями, также известный как гармонический редуктор или редуктор с волновым усилием, использует генератор волн, гибкий шлицевой вал и круговой шлицевой вал для достижения высокого передаточного отношения в компактном корпусе.

Обе технологии обеспечивают высокую точность позиционирования, низкий люфт и превосходное управление движением, но достигают этих результатов совершенно разными способами.

Поэтому для инженеров, выбирающих роторный привод, более полезным вопросом является не просто «Что лучше, двигатель прямого привода или редуктор крутильных колебаний?».

Более уместный вопрос:

Какая технология соответствует требованиям к крутящему моменту, скорости, точности, инерции, монтажному пространству, рабочему циклу, жесткости и управляемости, предъявляемым к данному применению?

В этой статье проводится сравнение двигателя с прямым приводом и гармонического редуктора по 10 ключевым параметрам и объясняется, в чем заключается практическое преимущество каждой технологии.

1. Двигатель прямого привода против редуктора: как работают эти две системы вращательного привода?

Как работает двигатель прямого привода?

В двигателе с прямым приводом ротор двигателя соединяется непосредственно с приводимой в движение нагрузкой без промежуточного редуктора, ремня, шкива или другого механического механизма передачи.

Большинство роторных двигателей прямого привода, используемых в промышленном оборудовании, основаны на конструкциях с большим количеством полюсов и постоянными магнитами. Относительно большой диаметр ротора позволяет двигателю создавать значительный крутящий момент при низких скоростях вращения.

Поскольку отсутствует механический редуктор, выходной вал двигателя также является выходным валом системы привода.

Это приводит к созданию очень короткой механической цепи передачи.

Между двигателем и нагрузкой отсутствует зубчатое зацепление, гибкие шлицы и механическое передаточное отношение.

В число основных компонентов обычно входят статор, ротор, постоянные магниты, обмотки, подшипники и высокоточный энкодер.

Энкодер приобретает особое значение, поскольку положение двигателя напрямую связано с положением нагрузки.

Как работает понижающий преобразователь гармоник?

Гармонический редуктор использует другой подход.

Типичная система гармонического переноса состоит из трех основных элементов: генератора волн, гибкого шлицевого соединения и кругового шлицевого соединения.

Сервомотор вращает генератор волн с высокой скоростью. Контролируемая деформация гибкого шлица создает относительное движение между гибким и круговым шлицами, обеспечивая большое передаточное отношение.

Обычно коэффициенты редукции значительно выше, чем те, которые используются в планетных системах с низким коэффициентом редукции.

Это позволяет относительно небольшому высокоскоростному сервомотору создавать гораздо больший крутящий момент при более низкой скорости.

Таким образом, редуктор гармоник обеспечивает важное механическое преимущество:

Высокий крутящий момент и высокое передаточное число в компактном корпусе.

Это одна из главных причин широкого применения гармонических редукторов в шарнирах роботов, прецизионных вращающихся осях и компактном автоматизированном оборудовании.

2. Двигатель прямого привода против гармонического редуктора: передаточное число и выходной крутящий момент

Одно из главных различий между этими двумя технологиями заключается в способе формирования выходного крутящего момента.

В двигателе с прямым приводом не используется передаточное число для увеличения крутящего момента.

Сам двигатель должен создавать требуемый выходной крутящий момент.

По этой причине увеличение требуемого крутящего момента часто означает увеличение диаметра двигателя, активного магнитного объема, мощности обмоток или возможностей охлаждения.

Редуктор крутильных колебаний обеспечивает усиление крутящего момента за счет увеличения передаточного отношения.

Например, серводвигатель, работающий на высоких скоростях, может быть объединен с редуктором с передаточным отношением 50:1 или 100:1.

Теоретическое соотношение можно упростить следующим образом:

Выходной крутящий момент ≈ Крутящий момент двигателя × Передаточное число × КПД трансмиссии

Фактический выходной крутящий момент должен также учитывать КПД редуктора, температурные условия, требования к ускорению и рабочий цикл.

Это дает редукторам крутильных колебаний значительное преимущество в тех случаях, когда требуется высокий крутящий момент от относительно небольшого двигателя.

Двигатель с прямым приводом становится более привлекательным, когда требуемая выходная скорость относительно низкая, а область применения выигрывает от прямого создания крутящего момента.

Технические аспекты

Если приложение этого требует:

• очень высокий крутящий момент

• ограниченное радиальное пространство

• высокий коэффициент снижения

• компактные габариты двигателя

Интегрировать понижающий коэффициент гармоник зачастую проще.

Если приложение этого требует:

• низкоскоростное непрерывное вращение

• прямое управление крутящим моментом

• высокая динамическая реакция

• нулевой механический люфт в трансмиссии

• Более подходящим вариантом может быть двигатель с прямым приводом.

3. Обратная связь и точность позиционирования

Люфт — одно из наиболее часто обсуждаемых различий между двигателем с прямым приводом и редуктором крутильных колебаний.

В двигателе с прямым приводом отсутствует механическая передача между двигателем и нагрузкой.

Следовательно, в традиционном понимании люфта в зубчатой передаче нет.

Это особенно ценно в тех случаях, когда направление вращения часто меняется, а нагрузка должна мгновенно реагировать на небольшие изменения команд.

В качестве примеров можно привести прецизионные контрольно-измерительные платформы, полупроводниковое оборудование, высокоскоростные системы индексации и некоторые шарниры роботов.

Однако утверждать, что двигатель прямого привода автоматически обеспечивает идеальную точность позиционирования, было бы неверно.

Окончательная точность позиционирования системы DD по-прежнему зависит от:

• точность энкодера

• Настройка сервоприводов

• биение подшипника

• механическая жесткость

• термическая деформация

• точность установки

• нарушение нагрузки

С другой стороны, редуктор крутильных колебаний представляет собой механическую систему передачи.

Высококачественные редукторы крутильных колебаний обеспечивают чрезвычайно малый люфт, что делает их пригодными для применения в высокоточной робототехнике и автоматизации.

Важно отметить, что малый люфт не то же самое, что нулевая механическая передача.

Во многих промышленных приложениях люфт прецизионного гармонического редуктора уже достаточно мал, так что оставшаяся погрешность в основном обусловлена другими элементами машины.

Поэтому инженерам не следует выбирать двигатель с прямым приводом только потому, что в технической спецификации указано «высокая точность».

Фактические требования к позиционированию и повторяемости должны оцениваться на уровне всей машины.

4. Динамический отклик: двигатель прямого привода против редуктора с гармоническим крутильным ходом

Динамический отклик — еще одна область, где двигатели с прямым приводом обладают существенным преимуществом.

Двигатель прямого привода напрямую передает электромагнитный момент на нагрузку.

Между двигателем и нагрузкой отсутствует редуктор, вносящий механические податливости, погрешности передачи или дополнительные вращающиеся элементы.

Это может упростить динамическое поведение системы.

Результатом может быть:

• быстрое ускорение

• резкое замедление

• плавное реверсирование

• высокая пропускная способность сервопривода

• превосходная реакция на крутящий момент

Это делает двигатели прямого привода особенно привлекательными для высокоскоростного индексирования и точного перемещения.

Однако, устройство для снижения гармоник не обязательно является «медленным».

Правильно спроектированная система гармонического привода также может обеспечить превосходные динамические характеристики, особенно если редуктор имеет правильные размеры, а система сервоуправления должным образом настроена.

Главное отличие заключается в том, что гармоническая передача вносит механическую жесткость и податливость в цепь привода.

Для применений, требующих чрезвычайно быстрых изменений крутящего момента или высокоточного управления усилием, это различие приобретает все большее значение.

5. Плотность крутящего момента и монтажное пространство.

Это одна из областей, где редукторы часто превосходят двигатели с прямым приводом.

Для непосредственного создания крутящего момента двигателю с прямым приводом необходим достаточный электромагнитный радиус и активный магнитный объем.

По мере увеличения крутящего момента выходной крутящий момент диаметр двигателя может стать относительно большим.

Это может быть приемлемо для поворотных столов и другого оборудования, где имеется радиальное пространство.

В случае роботизированных суставов это становится еще сложнее.

Шарнир робота может иметь очень ограниченный диаметр, одновременно требуя:

• высокий выходной крутящий момент

• высокий коэффициент снижения

• низкий вес

• высокая жесткость

• компактная упаковка

Именно здесь гармонический редуктор становится привлекательным.

Небольшой серводвигатель в сочетании с редуктором крутильных колебаний может создавать значительный выходной крутящий момент без необходимости использования двигателя чрезвычайно большого диаметра.

Для компактных шарниров роботов это может стать решающим преимуществом.

Практическое сравнение

На поворотном столе большого формата может быть достаточно места для мощного двигателя прямого привода.

Шарнир шестиосевого робота может этого не сделать.

Поэтому перед выбором приводной технологии следует учитывать физическую архитектуру оборудования.

6. Эффективность, тепловыделение и рабочий цикл

Понятие эффективности сложнее, чем простое сравнение количества механических компонентов.

Двигатель с прямым приводом устраняет механические потери при передаче, связанные с редуктором.

Это может обеспечить очень эффективный путь передачи механической энергии.

Однако двигатели прямого привода могут работать на относительно низких скоростях, развивая при этом высокий крутящий момент.

При непрерывной работе на низких скоростях и с высоким крутящим моментом двигатель может потреблять значительный ток.

Таким образом, потери меди могут стать важным фактором, влияющим на тепловые характеристики.

Понижающий преобразователь вносит потери при передаче энергии за счет механической деформации и трения.

Его эффективность, как правило, ниже, чем у прямого механического соединения, и фактическое значение сильно зависит от передаточного отношения, скорости, нагрузки, смазки, температуры и условий эксплуатации.

Следовательно, инженерам следует оценивать эффективность в течение фактического рабочего цикла, а не использовать единое номинальное значение эффективности.

Например, двигатель прямого привода может быть особенно привлекателен для прецизионного поворотного стола с непрерывным вращением.

Для шарнира робота, работающего в прерывистом режиме, но требующего очень высокого пикового крутящего момента в компактных размерах, редуктор крутящего момента может быть лучшим выбором.

7. Жесткость и механическая податливость

При сравнении двигателя с прямым приводом и редуктора часто упускается из виду жесткость системы.

Двигатель с прямым приводом исключает наличие редуктора и, следовательно, устраняет один из основных источников механической податливости.

Нагрузка напрямую соединена с двигателем.

Это может упростить механическую систему и повысить прозрачность передачи крутящего момента.

Однако общая жесткость системы прямого привода по-прежнему зависит от корпуса двигателя, подшипников, вала, монтажной конструкции и рамы машины.

Понижающий редуктор обладает собственными характеристиками жесткости на кручение.

Конструкция гибкого шлицевого соединения специально разработана таким образом, чтобы он упруго деформировался во время работы.

Это обеспечивает принцип гармонической передачи, но также вносит определенную степень податливости при кручении.

Для обычных движений робота это не обязательно является недостатком.

Фактически, механические характеристики гармонического редуктора могут хорошо сочетаться с сервоуправлением и способствовать плавному движению робота.

Однако в приложениях, использующих управление силой с чрезвычайно высокой пропускной способностью, механическая податливость должна быть включена в модель управления.

8. Требования к кодировщику

Выбор энкодера особенно важен при сравнении двигателей с прямым приводом и редукторов крутильных колебаний.

В случае двигателя с прямым приводом энкодер напрямую связан с положением выходного вала.

Таким образом, любая ошибка энкодера напрямую отражается на результатах измерений.

Это предъявляет высокие требования к:

• разрешение кодировщика

• точность энкодера

• концентричность установки

• термическая стабильность

• Настройка сервоприводов

Высокоточные абсолютные энкодеры обычно используются в приложениях с прецизионным цифровым детектированием.

Регулятор крутильных колебаний обеспечивает механическое снижение передаточного отношения между двигателем и выходным валом.

Это означает, что разрешение энкодера со стороны двигателя фактически умножается на коэффициент механического передаточного отношения, если рассматривать его с точки зрения выходного сигнала.

Однако инженерам не следует интерпретировать это как утверждение о том, что редуктор автоматически устраняет все ошибки позиционирования.

Редуктор вносит свои собственные погрешки передачи, деформацию при кручении, изменения, связанные с температурой, и механические допуски.

Поэтому:

Высокое разрешение энкодера не означает автоматически высокую точность системы.

Необходимо учитывать энкодер, механизм передачи, подшипники, механическую конструкцию и алгоритм управления в комплексе.

9. Надежность, техническое обслуживание и срок службы

Двигатель прямого привода имеет относительно простую механическую конструкцию трансмиссии.

В коробке передач нет необходимости в смазке, а также отсутствуют шлицы и зубья шестерен, подвергающиеся механическим циклам передачи.

Это может снизить потребность в техническом обслуживании.

Для полупроводникового оборудования или машин, требующих обслуживания в чистых помещениях и имеющих затрудненный доступ для технического обслуживания, это может быть очень полезно.

Однако двигатель с прямым приводом не является абсолютно необслуживаемым.

Для подшипников, энкодерных систем, систем охлаждения и электрических компонентов по-прежнему важны вопросы срока службы.

Для работы гармонического редуктора также необходима надлежащая смазка, и он должен эксплуатироваться в пределах номинальной нагрузки, скорости, температуры и рабочего цикла.

Гибкий шлицевой вал является критически важным компонентом и подвергается многократным упругим деформациям во время работы.

Следовательно, при выборе редуктора следует учитывать ожидаемый срок службы, а не просто предполагать, что все редукторы гармоник имеют одинаковый срок службы.

Для высокоцикличного роботизированного шарнира, работающего непрерывно, ресурс редуктора по усталости может стать важным фактором при выборе.

Для вращающейся платформы в чистых помещениях, работающей в контролируемых условиях, преимущества двигателя прямого привода в плане технического обслуживания могут стать более важными.

10. Двигатель прямого привода против редуктора: что лучше подходит для вашего применения?

Единого победителя не существует.

Правильный выбор зависит от технических требований к оборудованию.

Двигатель прямого привода для прецизионных поворотных столов

Двигатели прямого привода особенно подходят для таких применений, как:

Этапы контроля полупроводниковых компонентов, оборудование для контроля пластин, прецизионные индексирующие столы, оптические системы контроля, лазерные обрабатывающие станки и высокоскоростные системы поворотного позиционирования.

В таких приложениях могут быть полезны прямой привод, низкий механический люфт, быстрая реакция и плавное вращение.

Например, в поворотном столике для контроля полупроводниковых изделий приоритетными могут быть точность углового позиционирования, повторяемость, контроль вибрации и быстрая индексация.

В этой ситуации преимущества двигателя прямого привода могут перевесить его больший диаметр и более высокую первоначальную стоимость.

Регулятор гармоник для шарниров роботов

Гармонопонижающие устройства особенно привлекательны в следующих случаях:

Шарниры промышленных роботов, коллаборативные роботы, шарниры человекоподобных роботов, карданные подвесы для камер, механизмы рулевого управления автоматизированных транспортных средств и компактные поворотные приводы.

Главная причина заключается не только в точности.

Это сочетание следующих факторов:

Высокое передаточное число + высокая плотность крутящего момента + компактные размеры + малый люфт.

Для установки плечевого или запястного сустава робота необходимо ограниченное пространство.

Использование мощного двигателя прямого привода может увеличить диаметр и вес шарнира.

Регулятор крутильных колебаний позволяет конструктору использовать более компактный высокоскоростной серводвигатель, обеспечивая при этом высокий крутящий момент.

Это одно из важнейших практических преимуществ гармонической передачи.

ДВЧ-двигатель против гармонического редуктора для коллаборативных роботов

Коллаборативные роботы заслуживают особого внимания, поскольку они требуют как точности, так и взаимодействия с людьми.

Двигатель с прямым приводом обеспечивает прямую передачу крутящего момента и отличается превосходной отзывчивостью на крутящий момент.

Это может быть полезно для контроля силы.

Однако, при необходимости достижения высокого крутящего момента двигатель может стать относительно большим.

Редуктор гармонических колебаний может обеспечить более компактную конструкцию соединения.

Благодаря низкому люфту и высокой плотности крутящего момента он широко применяется в шарнирах коллаборативных роботов.

Компромисс заключается в том, что механическая передача вносит податливость и определяющие характеристики передачи, которые необходимо учитывать при разработке алгоритмов управления усилием.

Поэтому в приложениях для совместной работы роботов вопрос заключается не просто в том, какой тип сигнала — DD или гармонический — «лучше».

Дизайнер должен оценить:

Крутящий момент в шарнирах, скорость вращения шарниров, полезная нагрузка робота, требования к внешним силам, диаметр шарнира, вес, возможность обратного хода, жесткость, полоса пропускания системы управления и стратегия безопасности.

ДВЧ-двигатель против гармонического редуктора для поворотных столов ЧПУ

Поворотные столы с ЧПУ предоставляют еще один полезный инструмент для сравнения.

Для работы с прецизионным поворотным столом с ЧПУ может потребоваться:

• высокая точность углового позиционирования

• высокая воспроизводимость

• плавная интерполяция

• быстрая индексация

• высокая жесткость

• непрерывная работа

• низкая вибрация

Двигатели прямого привода могут быть весьма привлекательными для высокоскоростных поворотных столов с прямым приводом, поскольку двигатель напрямую приводит стол в движение.

Это устраняет люфт в коробке передач и может упростить конструкцию трансмиссии.

Однако редуктор крутильных колебаний может быть полезен, когда поворотный стол требует высокого крутящего момента в относительно компактном корпусе.

Правильный выбор во многом зависит от диаметра стола, инерции заготовки, требуемой скорости, силы резания, ускорения и точности позиционирования.

При обработке тяжелых грузов механическая жесткость и несущая способность всей вращательной оси могут быть важнее, чем простое устранение люфта.

Когда следует выбирать двигатель с прямым приводом?

Электродвигатель с прямым приводом стоит рассмотреть в тех случаях, когда в применении особое внимание уделяется прямому управлению крутящим моментом и динамическому отклику.

Типичные условия включают:

• низкая или умеренная скорость вывода

• высокая точность позиционирования

• частое ускорение и замедление

• частые изменения направления

• непрерывное вращательное движение

• минимальная механическая передача

• низкие требования к техническому обслуживанию

• достаточный диаметр установки

Типичные области применения включают полупроводниковое оборудование, системы контроля качества, прецизионные поворотные столы, оптическое оборудование, высокоскоростные индексирующие станки и некоторые шарниры роботов.

В каких случаях использование гармонического редуктора является более предпочтительным решением?

Как правило, редуктор крутильных колебаний более привлекателен в тех случаях, когда основными конструктивными ограничениями являются компактность и плотность крутящего момента.

Типичные условия включают:

• высокий выходной крутящий момент

• ограниченное пространство для установки

• высокий коэффициент снижения

• низкий люфт

• компактные роботизированные шарниры

• высокие требования к соотношению нагрузки и веса

• умеренная или высокая точность позиционирования

• Скорость сервомотора доступна на входе.

Типичные области применения включают промышленных роботов, коллаборативных роботов, человекоподобных роботов, роботизированные поворотные приводы, системы видеонаблюдения, механизмы рулевого управления автоматизированных транспортных средств и компактное оборудование для автоматизации.

Двигатели прямого привода и гармонические редукторы не всегда являются конкурентами.

Важно отметить, что двигатели с прямым приводом и редукторы крутильных колебаний не обязательно конкурируют друг с другом во всех областях применения.

Они решают различные механические задачи.

В двигателе с прямым приводом отсутствует механический редуктор.

Редуктор крутильных колебаний позволяет создать компактную механическую трансмиссию с высоким передаточным отношением.

В некоторых системах оптимальное решение может даже включать в себя различные технологии по разным направлениям.

Например, в прецизионном автоматизированном станке на высокоскоростных осях поворотного позиционирования могут использоваться двигатели прямого привода, а на компактных вспомогательных осях поворота — редукторы крутильных колебаний.

В одном роботе может использоваться гармоническая передача на шарнирах с высоким крутящим моментом, в другом — прямой привод, где более важны низкая инерция и прозрачность крутящего момента.

Таким образом, наилучшим инженерным подходом является выбор архитектуры трансмиссии в соответствии с требованиями каждой оси.

Электродвигатель прямого привода против редуктора гармоник: краткое руководство по выбору

Двигатель прямого привода против гармонического редуктора: окончательное решение.

Выбор между двигателем постоянного тока и редуктором не должен основываться на одной-единственной характеристике, такой как люфт, крутящий момент или цена.

Двигатель с прямым приводом привлекателен, когда машина выигрывает от прямой передачи крутящего момента, высокой динамической отдачи, плавного движения и минимальной механической передачи.

Редуктор с гармоническими колебаниями привлекателен в тех случаях, когда машине требуется высокая плотность крутящего момента, компактные размеры, высокие передаточные числа и малый люфт.

Для прецизионных поворотных столов, полупроводникового оборудования, оптических систем и высокоскоростных механизмов индексации поворотный двигатель с прямым приводом может обеспечить значительные преимущества.

Для шарниров роботов, коллаборативных роботов, человекоподобных роботов и компактных поворотных приводов гармонический редуктор или гармонический редуктор часто обеспечивают лучший баланс между крутящим моментом, размером, точностью и стоимостью.

Таким образом, важнейший инженерный принцип прост:

Не выбирайте сначала двигатель или редуктор. Сначала выберите архитектуру движения.

После определения требуемого крутящего момента, скорости, инерции, точности позиционирования, рабочего цикла, монтажного пространства, жесткости, тепловых условий и требований к техническому обслуживанию, выбор подходящей технологии роторного привода становится намного проще.

Для производителей оборудования такой подход также позволяет оценивать двигатели прямого привода, редукторы крутильных колебаний, планетарные редукторы и интегрированные поворотные приводы на основе единого подхода, специфичного для конкретного применения, а не сравнивать отдельные изделия только по техническим характеристикам, указанным в каталоге.

Часто задаваемые вопросы: ДВЧ-двигатель против гармонического редуктора

Действительно ли двигатель с прямым приводом точнее, чем редуктор крутильных колебаний?

Не обязательно.

Двигатель прямого привода устраняет механический люфт в зубчатой передаче, что является существенным преимуществом для точного управления движением. Однако конечная точность системы также зависит от точности энкодера, биения подшипников, механической жесткости, термической деформации, настройки сервопривода и установки.

Высококачественный редуктор крутильных колебаний позволяет добиться очень малого люфта и обеспечить превосходную точность позиционирования в правильно спроектированной сервосистеме.

Лучше ли использовать двигатель прямого привода для шарниров робота?

Не всегда.

Двигатели с прямым приводом обеспечивают превосходную реакцию на крутящий момент и прямую передачу усилия, однако для высокомоментных двигателей с прямым приводом могут потребоваться относительно большие диаметры.

Для компактных шарниров роботов гармонические редукторы часто обеспечивают лучшее сочетание плотности крутящего момента, передаточного отношения, размеров и малого люфта.

Почему двигатели прямого привода обычно имеют большие размеры?

В двигателе с прямым приводом отсутствует редуктор для увеличения крутящего момента.

Сам двигатель должен создавать требуемый выходной крутящий момент. Увеличение эффективного радиуса двигателя и активного магнитного объема — один из способов увеличения крутящего момента, что может привести к увеличению диаметра двигателя.

Может ли гармонический редуктор обеспечить нулевой люфт?

Прецизионный гармонический редуктор может обеспечить чрезвычайно малый люфт, но его не следует рассматривать как эквивалент полностью безредукторной системы прямого привода.

Механическая трансмиссия по-прежнему обладает собственной жесткостью, упругой деформацией, производственными допусками и характеристиками передачи.

Что лучше подходит для поворотных столов станков с ЧПУ?

Оба варианта могут подойти.

Двигатели с прямым приводом особенно привлекательны для высокоскоростных прецизионных поворотных столов, где важны прямой привод, плавное движение и быстрое индексирование.

Гармонические редукторы могут быть привлекательными в тех случаях, когда важны высокий крутящий момент и компактные размеры.

При окончательном выборе следует учитывать инерцию заготовки, силу резания, диаметр стола, скорость, ускорение, точность позиционирования и жесткость.

Что лучше подходит для полупроводникового оборудования?

Двигатели прямого привода часто привлекательны для высокоточного поворотного позиционирования и контрольно-измерительного оборудования, поскольку они обеспечивают прямой привод, низкий механический люфт и быструю реакцию.

Однако окончательный выбор зависит от конкретной архитектуры оборудования, полезной нагрузки, требований к чистым помещениям, скорости, точности и температурных ограничений.

Заключение

Сравнение двигателя с прямым приводом и гармонического редуктора, по сути, сводится к сравнению двух различных подходов к вращательному движению.

В двигателе DD отсутствует механический редуктор, и основное внимание уделяется непосредственному созданию крутящего момента, высокой динамической отдаче и минимальной механической передаче.

В редукторе с гармоническими колебаниями используется высокопередаточный волновой зубчатый механизм, обеспечивающий высокую плотность крутящего момента и компактную механическую интеграцию.

Ни одна из технологий не является универсально превосходящей другую.

Правильное решение зависит от того, что на самом деле нужно машине.

Для прецизионных поворотных столов, систем контроля полупроводников, оптического оборудования и высокоскоростного индексирования двигатели прямого привода могут обеспечить существенные преимущества.

Для шарниров роботов, коллаборативных роботов, человекоподобных роботов, компактных поворотных приводов и других механизмов с ограниченным пространством редукторы крутильных колебаний могут предложить более практичное сочетание крутящего момента, размера, точности и механической интеграции.

Поэтому для инженеров, проектирующих следующее поколение автоматизированного и роботизированного оборудования, настоящий вопрос заключается не в том, «двигатель с постоянными магнитами или редуктор крутильных колебаний?».

Это:

«Какая архитектура роторного привода обеспечивает требуемую производительность в рамках имеющихся механических, тепловых, управляющих и стоимостных ограничений?»