轴向磁通电机 在机器人领域的应用
2025-04-11
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核心提示:从机器人产业的发展历程来看,轴向磁通电机驱动机器人凭借反应速度快,维护更容易,更适合精细地控制动作,系统更节能,商业化速度更快等优势,成为当前最主流的技术发展路线。
从机器人产业的发展历程来看,液压驱动、气压驱动和电机驱动是应用最为普遍的三种驱动形式,其中,电机驱动机器人凭借反应速度快,维护更容易,更适合精细地控制动作,系统更节能,商业化速度更快等优势,成为当前最为主流的技术发展路线。
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电机驱动机器人采用电机作为核心驱动,通过电机控制器实现对电机的转动方向、速度和运动方式等进行多种模式的控制,目前,高精度工业机器人对关节驱动电机有以下要求: 1、快速性,指电动机从接收指令信号到完成指令所需的时间应尽可能短; 2、起动扭矩惯量比大,即在负载驱动时,机器人关节电机要求具有较大的起动转矩和较小的转动惯量; 3、体积小、质量轻、轴向尺寸短,以便在更有限的空间和载荷内达到更好的应用效果; 4、能够在苛刻的运行条件下工作,能够频繁进行正反向和加减速运动,并能够在短时间内承受过载。
基于此需求,轴向磁通电机比径向磁通电机在机器人领域具备更强的实用价值。首先,轴向磁通电机拥有更高的功率密度和扭矩密度,在同等功率下,轴向磁通电机的体积和重量仅为径向磁通电机的一半左右;而且,更短的轴向长度不仅实现了以前无法实现的轻巧紧凑机器人设计,还延长了机器人电池寿命,降低了能源成本;同时,轴向磁通电机在低转速时也可释放更大的扭矩,同时可以提供更大的推力和更高的响应速度。
目前,轴向磁通电机已经在国内外多个机器人项目中得到应用研究。Genesis Robotics通过轴向磁通电机的紧凑厚度(2cm)来减缓机器人脚与地面接触时关节受到的地面冲击力,取得了良好的效果;在服务机器人领域,日本NIDEC DRIVE TECHNOLOGY利用21mm厚度的轴向电机和高达170W的高输出,支持启动力辅助关节,防止使用者在通过狭窄通道时因关节过大而受伤。国内轴向磁通电机领域已经取得了显著进展,多家企业纷纷涉足并取得了一定成果。随着技术的不断进步和市场的不断拓展,相信轴向磁通电机将在更多领域实现广泛应用,推动我国制造业向更高水平迈进。