उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर एक एकीकृत मॉड्यूल है - एक ही हाउसिंग में एक ब्रशलेस मोटर, एक न्यूनीकरण चरण, फ़ीडबैक और एक ड्राइव - जिसे किसी विनिर्देश पैनल के सबसे बड़े आंकड़े के बजाय उस टॉर्क के लिए चुना जाता है जिसे किसी रोबोट जोड़ को थामना होता है। यह पद एक ऐसी सीमा अपने साथ रखता है जो अकेला मोटर विनिर्देश नहीं रखता: मशीन के उसी वर्ग में बेची जाने वाली फ्रेमलेस किट कुछ न्यूटन मीटर का पीक टॉर्क प्रकाशित कर सकती है और बेयरिंग, एन्कोडर तथा ड्राइव को एकीकरण करने वाले पर छोड़ देती है, जबकि कूल्हे, घुटने अथवा कंधे के लिए एक एकीकृत उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर 100 Nm से ऊपर प्रकाशित होता है। यहाँ तुलना किए गए दो अभिलेख - CubeMars AK80-64 KV80 तथा AKH70-48 V1.0 KV41 - 850 g और 1396 g के हाउसिंगों में क्रमशः 120 और 222 Nm पीक टॉर्क पर बैठते हैं, और उनके बीच का फैलाव दो गुणवत्ता स्तरों के बजाय तीन निर्णयों से निकलता है। फ्रेमलेस किट और एकीकृत मॉड्यूल के बीच की सीमा उच्च टॉर्क फ्रेमलेस टॉर्क मोटर: टॉर्क कहाँ से आता है में खोली गई है, और वही कार्यभार रोबोटिक एक्चुएटर श्रेणी पर वर्णित है।
संक्षिप्त उत्तर
पहला निर्णय पीक नहीं, होल्ड है। एक रोबोट जोड़ एक्चुएटर अपना अधिकांश जीवन किसी स्थिर भार के निकट बिताता है - कोई आर्म किसी औज़ार को थामे हुए, कोई घुटना शरीर के द्रव्यमान का एक हिस्सा ढोता हुआ, कोई पैर स्टांस में - और उस स्थिति को बताने वाला आंकड़ा सतत, अथवा रेटेड, टॉर्क है। पीक टॉर्क वह छोटा उछाल बताता है जिसे मॉड्यूल बिना तत्काल क्षति के दे सकता है, और वह कार्यबिंदु के बजाय एक गुंजाइश है। इसलिए किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को पहले स्थिर भार के विरुद्ध छाँटा जाता है, और पीक आंकड़े को त्वरण, टचडाउन तथा संतुलन-पुनर्प्राप्ति के लिए शीर्ष-गुंजाइश की तरह पढ़ा जाता है।
दूसरा निर्णय न्यूनीकरण चरण है, क्योंकि अनुपात ही छोटी मोटर को जोड़ में बदलता है। यहाँ के दो मॉड्यूल 64:1 और 48:1 चरणों का उपयोग करते हैं, और अनुपात आउटपुट गति तथा आउटपुट टॉर्क को उसी समय विपरीत दिशाओं में खिसकाता है जब वह यह भी बदलता है कि जोड़ गियरिंग के माध्यम से भार का कितना हिस्सा महसूस कर सकता है। उच्च न्यूनीकरण अनुपात आउटपुट टॉर्क को गुणा करता है और आउटपुट गति घटाता है। यह जोड़ को बैकड्राइव करना कठिन भी बना सकता है, क्योंकि मोटर-पक्ष का जड़त्व तथा संचरण हानियाँ आउटपुट पर महसूस होने वाली गति को प्रभावित करती हैं। वास्तविक बैकड्राइवेबिलिटी गियरबॉक्स डिज़ाइन, घर्षण, संचरण दक्षता, मोटर विशेषताओं तथा नियंत्रण स्थिति पर निर्भर करती है, इसलिए अकेला न्यूनीकरण अनुपात यह तय नहीं करता कि कोई बाहरी बल जोड़ को कितनी आसानी से हिला सकता है। इसलिए कोई अनुपात किसी लक्ष्य संख्या के बजाय किसी कार्यभार के विरुद्ध चुना जाता है। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को पढ़ने का अर्थ अनुपात और वाइंडिंग को साथ पढ़ना है, क्योंकि इनमें से कोई अकेला जोड़ को अपरिभाषित छोड़ देता है। गलत अनुपात पर बनाए गए रोबोट जोड़ एक्चुएटर को बाद में वाइंडिंग बदलकर ठीक नहीं किया जा सकता।
तीसरा निर्णय तापीय है, और यही सबसे आसानी से छूट जाता है। रेटेड टॉर्क एक तापीय कथन है, और यह निर्माता द्वारा बताई गई परिचालन तथा तापीय शर्तों के अधीन निर्दिष्ट आउटपुट टॉर्क है। क्या इसे किसी विशिष्ट रोबोट में सतत बनाए रखा जा सकता है, यह परिवेश तापमान, माउंटिंग, ऊष्मा-अपव्यय, ड्राइव सेटिंगों तथा कार्यचक्र जैसे कारकों पर निर्भर करता है, इसलिए सतत भार के लिए जोड़ नापने से पहले प्रकाशित रेटिंग के पीछे की शर्तों की पुष्टि निर्माता से की जानी चाहिए। बस वोल्टेज तय करता है कि किसी दिए गए आउटपुट शक्ति के लिए कितनी धारा चाहिए, वाइंडिंग प्रतिरोध उस धारा को ताँबे की हानि में बदल देता है, और फिर मॉड्यूल वह ऊष्मा अपने हाउसिंग से बाहर निकालता है। यहाँ के दो अभिलेखों पर रेटेड टॉर्क 48 Nm और 74 Nm है, और उनमें से प्रत्येक आंकड़ा उसके साथ प्रकाशित रेटेड धारा से बँधा है - 7 A और 6 A। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का चयन टॉर्क और धारा के उस युग्म को चुनना है जिसके भीतर कोई कार्यभार रह सके, और किसी रोबोट जोड़ एक्चुएटर पर यह युग्म वही है जो अभिलेख प्रकाशित करता है, अकेला टॉर्क आंकड़ा नहीं।
रोबोटिक एक्चुएटर को उच्च टॉर्क क्या बनाता है
उच्च टॉर्क एक आउटपुट आंकड़े और उन शर्तों के बीच का संबंध है जिनके अधीन वह प्राप्त हुआ, और यह कोई श्रेणी नहीं है जो किसी मॉड्यूल में हो अथवा न हो। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर के लिए वह संबंध अकेले आंकड़ों में नहीं, बल्कि टॉर्क आंकड़ों के साथ छपी शर्तों में बताया जाता है। तीन राशियाँ इसका अधिकांश भार उठाती हैं: वह टॉर्क जिसे मॉड्यूल सतत थामता है, वह टॉर्क जिस तक वह क्षण भर के लिए पहुँच सकता है, और ड्राइव ट्रेन में वह स्थान जहाँ गुणन होता है। नीचे के तीन अनुभाग इन्हें इसी क्रम में लेते हैं।
रेटेड टॉर्क वह आंकड़ा है जिसे जोड़ सतत थामे रहता है
रेटेड टॉर्क किसी बताए गए बस वोल्टेज तथा बताई गई तापीय शर्त के लिए प्रकाशित होता है, और यह वह आउटपुट टॉर्क है जिसे अभिलेख उसके साथ नामित शर्तों के लिए निर्दिष्ट करता है। उस आंकड़े पर उतनी देर बैठे रहना जितनी देर कार्यभार माँगता है, उस मशीन का प्रश्न है जिस पर मॉड्यूल लगा है - परिवेश तापमान, माउंटिंग, ऊष्मा-अपव्यय, ड्राइव सेटिंगें तथा कार्यचक्र - न कि वह गुण जो आंकड़ा अपने आप में रखता है। यह चुंबकों के बजाय वाइंडिंग से ऊपर से सीमित होता है: जो धारा कोई वाइंडिंग अनिश्चितकाल तक ढो सकती है, वह इससे तय होती है कि उससे उत्पन्न ऊष्मा कितनी तेज़ी से मॉड्यूल से बाहर निकल सकती है, और मॉड्यूल का अपना कोई सक्रिय शीतलन नहीं होता। यहाँ के अभिलेखों पर रेटेड टॉर्क AK80-64 KV80 पर 7 A पर 48 Nm तथा AKH70-48 V1.0 KV41 पर 6 A पर 74 Nm है। इन युग्मों के बीच के अनुपात टॉर्क आंकड़ों से अधिक भिन्न हैं, जो पहला संकेत है कि किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का चयन युग्म पर होता है, अकेले टॉर्क पर नहीं।
एक ऐसी शर्त भी है जिसे रेटेड टॉर्क अकेला कवर नहीं करता: शून्य गति पर कोई मुद्रा थामे जोड़ तब भी धारा खींचता है, और इसलिए तब भी वाइंडिंग में ऊष्मा बनाता है। ठहराव पर यांत्रिक आउटपुट शक्ति शून्य होती है, इसलिए शक्ति रेटिंग के रूप में उद्धृत कोई आंकड़ा होल्ड की स्थिति को सीमित नहीं करता। इसलिए दिन भर कोई मुद्रा थामने वाला रोबोट जोड़ एक्चुएटर रेटेड टॉर्क जितना ही रेटेड धारा पर नापा जाता है। उस अवस्था में वाइंडिंग जो धारा ढो सकती है, वह तब भी रेटिंग जैसी ही तापीय शर्तों से तय होती है - परिवेश तापमान, माउंटिंग, ऊष्मा-अपव्यय तथा कार्यचक्र - और वह इससे भी सीमित होती है कि ड्राइव कितना दे सकती है तथा भार कितना माँगता है। इसलिए किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर के लिए होल्ड की स्थिति धारा का प्रश्न है, पर उत्तर किसी बताई गई शर्तों के समूह के लिए एक आंकड़ा है, न कि वह स्तर जो हर स्थापना में टिकता हो, और धारा ही वह है जो ड्राइव को नापती है।
पीक टॉर्क एक छोटा उछाल है, कार्यबिंदु नहीं
पीक टॉर्क किसी पीक धारा तथा किसी समय-खिड़की के साथ प्रकाशित होता है जिसे अभिलेख सामान्यतः अलग बताता है, और यह वह टॉर्क है जिस तक कोई जोड़ किसी त्वरण, किसी टचडाउन अथवा किसी सुधार के दौरान पहुँच सकता है। यहाँ के दो अभिलेख 19 A पर 120 Nm तथा 18 A पर 222 Nm प्रकाशित करते हैं। पीक टॉर्क का मूल्यांकन पीक धारा, उछाल की अनुमत अवधि तथा निर्माता की परिचालन शर्तों के साथ मिलाकर किया जाना चाहिए। जो रोबोट जोड़ एक्चुएटर बहुत बड़ी धारा के माध्यम से उच्च पीक टॉर्क तक पहुँचता है, वह वाइंडिंग पर उसी अनुपात में बड़ा तापीय भार डालता है और ड्राइव तथा पैक से उसी अनुपात में बड़ी धारा खींचता है, पर कम प्रकाशित पीक धारा अपने आप में उच्च दक्षता अथवा कम ऊर्जा-खपत सिद्ध नहीं करती, विशेषकर तब जब तुलना किए गए मॉड्यूल मोटर डिज़ाइन, न्यूनीकरण अनुपात तथा रेटेड कार्यबिंदु में भिन्न हों। जिस उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का अभिलेख न पीक धारा बताता हो न समय-खिड़की, वह उछाल को अपरिभाषित छोड़ देता है। इसलिए उस जोड़ के लिए उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर, जो बार-बार अपने पीक तक पहुँचता है, पीक धारा पर तथा इस पर चुना जाता है कि उछाल कितनी देर टिकता है, अकेले पीक टॉर्क आंकड़े पर नहीं।
जहाँ न्यूनीकरण चरण वाइंडिंग की जगह लेता है
जोड़ पर टॉर्क रोटर पर टॉर्क नहीं होता। एक न्यूनीकरण चरण रोटर टॉर्क को अपने अनुपात से गुणा करता है और रोटर गति को उसी अनुपात से भाग देता है, इसलिए कोई मामूली मोटर बड़े अनुपात के माध्यम से बड़ा जोड़-टॉर्क उत्पन्न कर सकती है, आउटपुट गति की क़ीमत पर। यही उन दो रास्तों के बीच का बँटवारा है जो कोई मशीन-निर्माता ले सकता है। किसी मोटर का अपना टॉर्क बढ़ाने का अर्थ है उसका व्यास, उसकी स्टैक लंबाई और इसलिए उसका द्रव्यमान बढ़ाना; न्यूनीकरण जोड़ने का अर्थ है मोटर वही रखना और गति, बैकलैश तथा बैकड्राइवेबिलिटी में चुकाना। जिस रोबोट जोड़ एक्चुएटर को किसी व्यक्ति द्वारा बैकड्राइव होना होता है और जिसे भारी भार थामना होता है, वे उस चुनाव के विपरीत पक्षों पर बैठते हैं। उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर उन रास्तों में से दूसरा है, जिसे एक इकाई के रूप में पैक किया गया है, और उसके साथ प्रकाशित अनुपात - यहाँ के अभिलेखों पर 64:1 तथा 48:1 - बताता है कि मॉड्यूल को उस रास्ते पर कितना आगे ले जाया गया है। वह सिद्धांत के बारे में एक कथन है, एक-दूसरे के विरुद्ध रखे गए दो अभिलेखों के बारे में नहीं, क्योंकि उनमें से प्रत्येक जो आउटपुट टॉर्क और धारा प्रकाशित करता है, वह उसकी अपनी मोटर टॉर्क-क्षमता तथा उस रेटेड कार्यबिंदु पर भी निर्भर करता है जिसे उसके निर्माता ने बताना चुना।
उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का निर्णय करने वाले विनिर्देश
किसी एकीकृत मॉड्यूल का प्रकाशित पैनल चयन की आवश्यकता से अधिक पंक्तियाँ ढोता है। उनमें से पाँच, साथ लेने पर, उस जोड़ का वर्णन करती हैं जिसकी मॉड्यूल सेवा कर सकता है: दो टॉर्क आंकड़े, अनुपात, बस और उसकी धारा, यांत्रिक लिफ़ाफ़ा, तथा सतत रेटिंग के पीछे का तापीय कथन। किसी रोबोट जोड़ एक्चुएटर के लिए उपयोगी अनुशासन इन पाँचों को एक समूह की तरह पढ़ना है, क्योंकि जो उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर इनमें से चार को पूरा करके पाँचवें पर विफल होता है, वह तब भी गलत मॉड्यूल है। नीचे के अनुभाग प्रत्येक को बारी-बारी लेते हैं।
रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क
रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क अलग-अलग प्रश्नों का उत्तर देते हैं, और उनके बीच का अनुपात किसी रोबोट जोड़ एक्चुएटर के लिए कोई गुणवत्ता-अंक नहीं है। AK80-64 KV80 रेटेड में 48 Nm के विरुद्ध पीक में 120 Nm प्रकाशित करता है, 2.5 गुना, और AKH70-48 V1.0 KV41 74 Nm के विरुद्ध 222 Nm प्रकाशित करता है, 3.0 गुना। वे गुणक स्थिर भार के ऊपर प्रकाशित गुंजाइश का आकार बताते हैं, और यह दो विनिर्देश आंकड़ों के बीच का अनुपात है, न कि उपयोगी नियंत्रण-मार्जिन या अनुमत गतिक प्रदर्शन का माप। जिस जोड़ का कार्यभार मुख्यतः थामना हो, वह भार के सापेक्ष रेटेड आंकड़ा ऊँचा चाहता है; जो जोड़ बार-बार किसी दूरस्थ द्रव्यमान को त्वरित करता है, वह गुंजाइश चाहता है, और उसके साथ वह पीक धारा भी जिससे गुंजाइश ख़रीदी जाती है। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को यह पूछकर छाँटा जाता है कि कार्यभार इन दोनों में से किसे खर्च करता है।
न्यूनीकरण अनुपात और आउटपुट गति
अनुपात जोड़ की गति को उतना ही सीधे तय करता है जितना उसका टॉर्क। आउटपुट गति मोटर गति को अनुपात से भाग देकर मिलती है, इसलिए 48:1 तथा 64:1 मॉड्यूल अपने रेटेड बिंदुओं पर 28 rpm तथा 23/48 rpm तक और नो-लोड पर 35 rpm तथा 37/75 rpm तक पहुँचते हैं। AK80-64 KV80 के दो आंकड़े उसी मॉड्यूल का उन दो बस वोल्टेजों पर वर्णन हैं जिन्हें उसका अभिलेख कवर करता है। वे आउटपुट गतियाँ जोड़ की गतियाँ हैं, रोटर की नहीं, और जिस रोबोट जोड़ एक्चुएटर को तेज़ दूरस्थ अक्ष चाहिए तथा जिसे भारी होल्ड चाहिए, वे उस स्तंभ के विपरीत सिरों की ओर देखेंगे। अनुपात ही वह अकेला स्तंभ भी है जो रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क को एक साथ खिसकाता है, क्योंकि वह बाहर की ओर जाते हुए दोनों को गुणा करता है।
बस वोल्टेज और सतत धारा
बस वोल्टेज मॉड्यूल के बाहर चुना जाता है, और यह टॉर्क तय करने से अधिक यह तय करता है कि किसी दिए गए आउटपुट शक्ति के लिए मॉड्यूल कितनी धारा खींचता है। शाफ़्ट शक्ति के किसी दिए गए स्तर पर अधिक बस सामान्यतः कम आपूर्ति धारा और इसलिए कम ताँबे की हानि का अर्थ रखती है, भारी पैक तथा उच्च-रेटेड ड्राइव की क़ीमत पर। यहाँ के दो अभिलेखों में से एक केवल 48 V के लिए प्रकाशित है, और दूसरा 24/48 V अभिलेख ढोता है जिसके विरुद्ध दो गतियाँ तथा दो नो-लोड गतियाँ सूचीबद्ध हैं। रेटेड टॉर्क के साथ प्रकाशित सतत धारा वह आंकड़ा है जो दोनों को जोड़ता है, और किसी रोबोट जोड़ एक्चुएटर के लिए यह वही आंकड़ा है जो ड्राइव चरण तथा हार्नेस को नापता है। कोई उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर अपनी बस के साथ प्रकाशित होता है, और दोनों को साथ पढ़ा जाता है। इन मॉड्यूलों को 48 V बस पर चलाने का व्यापक विषय 48 V रोबोटिक एक्चुएटर: मॉडल, प्रदर्शन लाभ और तंत्र बाध्यताएँ में खोला गया है।
द्रव्यमान, लिफ़ाफ़ा और बोर
पैरों वाली मशीन पर किसी जोड़ का द्रव्यमान दो बार चुकाया जाता है, क्योंकि जिस खंड में वह बैठता है, उसे उसके ऊपर के जोड़ों को ढोना और त्वरित करना पड़ता है। यहाँ के दो अभिलेख 850 g और 1396 g तक फैले हैं, 98 × 61.9 mm तथा 90 × 81.5 mm के लिफ़ाफ़ों में, और आकार के अंतर उतने ही मायने रखते हैं जितने द्रव्यमान के: 61.9 mm की अक्षीय लंबाई और 81.5 mm की अक्षीय लंबाई अलग यांत्रिक लिफ़ाफ़े हैं, और उनमें से कौन किसी दिए गए जोड़ में फिट होगा, यह अकेली अक्षीय लंबाई के बजाय माउंटिंग पैटर्न, उपलब्ध जगह तथा भार-पथ पर निर्भर करता है। किसी मौजूदा अंग में फिट किए जा रहे रोबोट जोड़ एक्चुएटर पर उस आकार की उतनी ही बाध्यता होती है जितनी उसके द्रव्यमान की। बोर उसी स्तंभ के भीतर तीसरा निर्णय है - यहाँ का एक अभिलेख जोड़ के भीतर से गुज़ारे जाने वाले केबलों के लिए 7 mm का खोखला बोर प्रकाशित करता है, जो किसी चलते अंग से एक हार्नेस-लूप हटा देता है। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर की तुलना अकेले व्यास पर नहीं की जा सकती।
तापीय कार्यभार और सतत रेटिंग क्या कवर करती है
सतत रेटिंग किसी तापमान के बारे में एक कथन है, और यह जानना उपयोगी है कि किस तापमान के। रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क, दोनों वाइंडिंग के तापमान के बारे में कथन हैं, और इनमें से कोई भी वह आंकड़ा नहीं है जिसे मॉड्यूल मनमाने समय तक थाम सके। इन्सुलेशन श्रेणी वह तापमान तय करती है जिस तक वाइंडिंग पहुँच सकती है, और मॉड्यूल के साथ प्रकाशित परिवेश परास उस अंतर का दूसरा सिरा तय करता है। यहाँ के दोनों अभिलेख इन्सुलेशन श्रेणी H, तथा -20 to 50 degrees के परिचालन परिवेश परास प्रकाशित करते हैं। इस तरह का अभिलेख सामान्यतः जो प्रकाशित नहीं करता, वह है मान लिया गया तापमान-वृद्धि, वह माउंटिंग शर्त जिसमें इसे मापा गया, और यह कि जब मॉड्यूल किसी धातु संरचना पर बोल्ट कर दिया जाए जो ऊष्मा को उससे दूर ले जाती है, ठहरी हवा में बैठने के बजाय, तो आंकड़ा कैसे बदलता है। ये निर्माता के दस्तावेज़ के प्रश्न हैं, और जिस उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का कार्यभार उसके सतत आंकड़े के निकट चलता है, उसे जोड़ सौंपने से पहले वहीं पुष्ट कर लेना उचित है।
100 Nm पीक से ऊपर के उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर मॉड्यूलों की तुलना
यहाँ तुलना किए गए दो अभिलेख एकीकृत CubeMars मॉड्यूल हैं जिनका प्रकाशित पीक टॉर्क 100 Nm से ऊपर बैठता है, जिन्हें एक ही विनिर्देश समूह के रूप में रखा गया है और प्रकाशित पीक टॉर्क के क्रम में लगाया गया है ताकि हल्के जोड़ से भारी की ओर का क़दम स्तंभ में ही दिख जाए। हर मान वही आंकड़ा है जो निर्माता उस मॉड्यूल के लिए प्रकाशित करता है, और कोई भी कोष्ठ अनुमानित या परिवर्तित नहीं है। जहाँ किसी अभिलेख में कोई फ़ील्ड नहीं है, वहाँ तालिका अंतराल भरने के बजाय यह बता देती है। दोनों जोड़ों के एक ही परिवार के लिए उम्मीदवार हैं, और प्रत्येक कार्यभार में किसी भिन्न बिंदु के लिए उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर है।
| मॉडल | न्यूनीकरण अनुपात | रेटेड टॉर्क | पीक टॉर्क | रेटेड वोल्टेज | रेटेड धारा | पीक धारा | रेटेड गति | नो-लोड गति | वज़न | लिफ़ाफ़ा |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AK80-64 KV80 | 64:1 | 48 Nm | 120 Nm | 24/48 V | 7 A | 19 A | 23/48 rpm | 37/75 rpm | 850 g | 98 × 61.9 mm |
| AKH70-48 V1.0 KV41 | 48:1 | 74 Nm | 222 Nm | 48 V | 6 A | 18 A | 28 rpm | 35 rpm | 1396 g | 90 × 81.5 mm |
मॉडल, न्यूनीकरण अनुपात, रेटेड टॉर्क, पीक टॉर्क, रेटेड वोल्टेज, रेटेड धारा, पीक धारा, रेटेड गति, नो-लोड गति, वज़न तथा लिफ़ाफ़ा, जैसा निर्माता द्वारा यहाँ तुलना किए गए दो एकीकृत मॉड्यूलों के लिए प्रकाशित है, प्रकाशित पीक टॉर्क के क्रम में। रेटेड टॉर्क और रेटेड धारा वह युग्म है जो सतत कार्यभार के लिए साथ प्रकाशित होता है; पीक टॉर्क और पीक धारा वह युग्म है जो छोटे उछाल के लिए प्रकाशित होता है, और उस उछाल की अवधि एक अलग शर्त है जिसे यह तालिका नहीं ढोती। गति और लिफ़ाफ़ा जोड़ के आउटपुट-पक्ष के आंकड़े हैं, रोटर-पक्ष के नहीं। जहाँ किसी एक मॉडल के विरुद्ध दो गतियाँ दिखाई गई हैं, वहाँ अभिलेख दो रेटेड वोल्टेज कवर करता है और हर एक के लिए एक गति प्रकाशित करता है, 24 V तथा फिर 48 V के क्रम में। वज़न मॉड्यूल के लिए उसके केबलों सहित एक ही आंकड़े के रूप में प्रकाशित है। कोई अलग स्तंभ KV आंकड़ा नहीं दोहराता, क्योंकि तालिका में हर मॉडल नाम अपना आंकड़ा स्वयं ढोता है।
जब दोनों एक ही पृष्ठ पर आ जाते हैं तो दो बातें उभरती हैं, और उनमें से कोई भी टॉर्क स्तंभ नहीं है। पहली यह कि बड़ा पीक टॉर्क बड़ी धारा की क़ीमत नहीं माँगता। AKH70-48 V1.0 KV41 18 A पर 222 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करता है, जबकि AK80-64 KV80 19 A पर 120 Nm प्रकाशित करता है, इसलिए लगभग दुगुने पीक टॉर्क वाला मॉड्यूल थोड़ी-सी छोटी धारा माँगता है। यह दक्षता-क्रमण के बजाय एक विनिर्देश-अवलोकन है: दोनों अभिलेख मोटर डिज़ाइन, KV, पैकेज तथा नियंत्रण में भी भिन्न हैं, केवल अनुपात में नहीं, और प्रत्येक पीक आंकड़ा उसके निर्माता द्वारा प्रकाशित एक रेटिंग बिंदु है, न कि एक ही जोड़-टॉर्क और गति पर किए गए किसी नियंत्रित परीक्षण का परिणाम। 48:1 अथवा 64:1 चरण रोटर टॉर्क को अनुपात से गुणा अवश्य करता है, इसलिए वाइंडिंग से माँगी गई धारा जोड़-टॉर्क के बजाय रोटर टॉर्क से तय होती है, पर अनुपात उन कारणों में से केवल एक है जिनसे दोनों अभिलेख अलग होते हैं। जिस जोड़ का कार्यभार तेज़ झूले के बजाय भारी होल्ड हो, उस पर यही वह अंतर है जो मॉड्यूल तय करता है, और वह अकेले पीक टॉर्क स्तंभ में दिखता नहीं। इसलिए किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर के लिए धारा स्तंभ टॉर्क स्तंभ के बाद नहीं, उसके विरुद्ध पढ़ा जाता है।
दूसरी बात यह है कि दोनों अभिलेख द्रव्यमान के बजाय अनुपात पर अलग होते हैं। AK80-64 KV80 तथा AKH70-48 V1.0 KV41 98 × 61.9 mm तथा 90 × 81.5 mm के लिफ़ाफ़ों में 850 g और 1396 g प्रकाशित करते हैं, एक 64:1 चरण पर और दूसरा 48:1 चरण पर। भिन्न द्रव्यमानों पर दोनों भिन्न लिफ़ाफ़ा-वर्ग घेरते हैं, भिन्न आउटपुट गतियाँ देते हैं और भिन्न धाराएँ खींचते हैं। तालिका में यह सबसे साफ़ स्मरण है कि द्रव्यमान कार्यभार का वर्णन नहीं बल्कि पैकेजिंग का परिणाम है, और यह कि दो उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर अभिलेखों के बीच चयन वज़न पर नहीं बल्कि जोड़ के अंकगणित पर निर्भर करता है।
तीसरी बात सतत युग्म से संबंधित है। रेटेड टॉर्क के साथ प्रकाशित रेटेड धारा हल्के मॉड्यूल पर 7 A तथा भारी मॉड्यूल पर 6 A है, और बड़े अनुपात वाला मॉड्यूल ही वह है जो छोटी धारा माँगता है। इस द्वि-मॉडल डेटासेट में AKH70-48 V1.0 KV41, AK80-64 KV80 की तुलना में अधिक रेटेड आउटपुट टॉर्क तथा कम रेटेड धारा प्रकाशित करता है, और ये आंकड़े निर्माताओं के अपने-अपने रेटिंग बिंदुओं का वर्णन करते हैं, एक ही जोड़-टॉर्क और गति पर किसी नियंत्रित तुलना का नहीं। धारा-खपत, ताँबे की हानि अथवा समग्र दक्षता की निष्पक्ष तुलना के लिए तुलनीय भार, गति तथा तापीय शर्तों के अधीन परिचालन डेटा चाहिए होगा। प्रकाशित युग्म तब भी ड्राइव तथा पैक नापने के लिए उपयोगी है, और यह वही बिंदु भी है जहाँ जोड़ के तापीय कार्यभार को पढ़ने के बजाय अनुमानित करना पड़ता है, क्योंकि रेटेड धारा किसी बताई गई शर्त के लिए एक आंकड़ा है और कोई विशिष्ट मशीन जो शर्त बनाती है, वह निर्माता के दस्तावेज़ का प्रश्न है। उस तरह के कार्यभार के लिए उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर उस युग्म पर चुना जाता है जिसे अभिलेख प्रकाशित करता है, अकेले टॉर्क आंकड़े पर नहीं।
CubeMars AK80-64 KV80: 64:1 पर 48 Nm रेटेड
CubeMars AK80-64 KV80 रोबोटिक एक्चुएटर 850 g और 98 × 61.9 mm पर इस समूह की शुरुआत करता है, 64:1 चरण पर 24/48 V अभिलेख से 48 Nm रेटेड तथा 120 Nm पीक के साथ। इसकी रेटेड धारा 7 A है, पीक धारा 19 A के विरुद्ध, और इसकी गतियाँ इसके दोनों रेटेड वोल्टेजों में से प्रत्येक के लिए प्रकाशित हैं। इसका अभिलेख 0.18 degree का बैकलैश आंकड़ा, 141.2 Nm/kg का अधिकतम टॉर्क-से-वज़न अनुपात, 4.7 Nm का बैक ड्राइव टॉर्क तथा 14-bit इनर रिज़ॉल्यूशन वाला एक ही मैग्नेटिक एन्कोडर भी ढोता है। इसकी वोल्टेज खिड़की का 24 V वाला आधा हिस्सा इस समूह में असामान्य है, और यह अभिलेख को वहाँ उम्मीदवार बनाता है जहाँ बस तय न हो। रेटेड टॉर्क, रेटेड गति तथा नो-लोड गति, सब दोनों वोल्टेजों के बीच बदल जाते हैं, इसलिए मॉड्यूल चुनने से पहले 24 V तथा 48 V आंकड़ों को उस ड्राइव तथा पैक के विरुद्ध पढ़ना होता है जिसे जोड़ वास्तव में उपयोग करेगा। इसका प्रकाशित द्रव्यमान और लिफ़ाफ़ा उस जोड़ के लिए शुरुआती बिंदु हैं जिसका लिफ़ाफ़ा तंग हो, और वे मॉड्यूल को वहाँ रखते हैं जहाँ उसे किसी छोटे जोड़ के भीतर फिट होना है, उसके बग़ल में नहीं।
CubeMars AKH70-48 V1.0 KV41: 48:1 पर 74 Nm रेटेड
CubeMars AKH70-48 V1.0 KV41 hollow-shaft planetary एक्चुएटर यहाँ दिखाए गए परास का शीर्ष है, 222 Nm पीक टॉर्क तथा 74 Nm रेटेड के साथ, 48 V अभिलेख पर 48:1 चरण से। इसकी रेटेड धारा 6 A तथा पीक धारा 18 A है, जो इस समूह में सबसे बड़े पीक टॉर्क के लिए सबसे छोटी पीक धारा है। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर के लिए 6 A पर 74 Nm का युग्म वह आंकड़ा है जो किसी अंग को क्षण भर के बजाय घंटों तक अपनी जगह थामे रखने वाले जोड़ का वर्णन करता है। यह यहाँ का एकमात्र खोखले बोर वाला अभिलेख भी है, जो 7 mm पर प्रकाशित है, और दो एन्कोडरों वाला एकमात्र अभिलेख भी - मोटर पक्ष पर एक मैग्नेटिक एन्कोडर तथा आउटपुट पक्ष पर दूसरा, दोनों 21-bit रिज़ॉल्यूशन पर। इसका टॉर्क घनत्व 159 Nm/kg पर, बैकलैश 12 arcmin पर तथा बैक ड्राइव टॉर्क 2.22 Nm पर प्रकाशित है। कम बैक ड्राइव टॉर्क एक प्रकाशित विनिर्देश-विशेषता है, और यह उस जोड़ के लिए उपयोगी है जिसका आशय बाहरी गति का विरोध करना हो, पर अकेले में यह मॉड्यूल के डिज़ाइन-आशय अथवा भार को सुरक्षित रूप से थामने की उसकी क्षमता सिद्ध नहीं करता। 48:1 अनुपात और 74 Nm रेटेड टॉर्क वे आंकड़े हैं जो अभिलेख के उस पक्ष का वर्णन करते हैं, और उन्हें सतत रेटिंग के पीछे की तापीय शर्तों के साथ मिलाकर पढ़ना होता है। बोर ही वह चीज़ है जो इसे किसी चलते अंग के भीतर के रोबोट जोड़ एक्चुएटर के लिए दूसरे अभिलेख से अलग करती है, और यह मॉड्यूल को पैरों वाली मशीन अथवा भारी मैनिपुलेटर अक्ष के लिए उम्मीदवार के रूप में आगे रखती है, चुनाव तय नहीं करती।
100 Nm जोड़ के लिए क्वाज़ी डायरेक्ट ड्राइव चरण या प्लैनेटरी चरण
जिस जोड़ को लगभग 100 Nm उत्पन्न करना हो, उसे एक से अधिक व्यवस्थाओं से बनाया जा सकता है, और उनके बीच चुनाव यह प्रश्न नहीं है कि कौन बेहतर है। यहाँ तुलना किए गए दो अभिलेख रोबोटिक एक्चुएटर श्रेणी के हैं, और दोनों एक प्लैनेटरी चरण का उपयोग करते हैं। कम-अनुपात वाला रास्ता एक अलग परिवार है: QDD एक्चुएटर श्रेणी में एक ही कम न्यूनीकरण चरण पर बने मॉड्यूल रहते हैं, और उस रास्ते का सौदा क्वाज़ी डायरेक्ट ड्राइव एक्चुएटर: 8:1 अनुपात से क्या मिलता है में खोला गया है। दो रास्तों को जो अलग करता है वह यह है कि गुणन कहाँ होता है, उसकी धारा में क्या क़ीमत पड़ती है, और किसी रोबोट जोड़ एक्चुएटर को भार का कितना हिस्सा महसूस करने दिया जाता है।
उच्च-अनुपात प्लैनेटरी चरण कहाँ जीतता है
उच्च-अनुपात चरण तब जीतता है जब जोड़ को लंबे समय तक भारी भार थामना हो और जब उस होल्ड पर खींची गई धारा छोटी रहनी हो। यहाँ का 48:1 अभिलेख 6 A पर 74 Nm रेटेड तथा 18 A पर 222 Nm पीक प्रकाशित करता है; 64:1 अभिलेख 7 A पर 48 Nm रेटेड तथा 19 A पर 120 Nm पीक प्रकाशित करता है। रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क को उनके साथ प्रकाशित धाराओं के विरुद्ध पढ़ना ही वह तरीक़ा है जिससे दोनों अभिलेख अपने प्रकाशित आंकड़ों पर अलग होते हैं, और उस युग्म के दोनों आधे मायने रखते हैं: रेटेड आंकड़ा होल्ड है, पीक आंकड़ा गुंजाइश है, और प्रत्येक के बग़ल की धारा वह है जो वाइंडिंग उस रेटिंग बिंदु पर चुकाती है। किसी दिए गए जोड़-टॉर्क के लिए अधिक न्यूनीकरण अनुपात आवश्यक मोटर टॉर्क घटा सकता है, पर उससे निकलने वाली धारा मोटर के टॉर्क स्थिरांक, संचरण दक्षता तथा परिचालन शर्तों पर निर्भर करती है। इन दो भिन्न मॉड्यूलों की धारा रेटिंगों को एक ही जोड़-टॉर्क के लिए आवश्यक धारा की नियंत्रित तुलना नहीं माना जाना चाहिए। वाइंडिंग में कम धारा का अर्थ कम ताँबे की हानि तथा उस हाउसिंग से हटाने के लिए कम ऊष्मा होगा जिसमें कोई पंखा नहीं है, और इसीलिए थामने वाले कार्यभार पर अनुपात मायने रखता है, पर प्रभाव का आकार यहाँ तुलना किए गए दो रेटिंग बिंदुओं से पढ़ा नहीं जा सकता। यह जो छोड़ता है वह आउटपुट गति है, और यह जोड़ की बाहरी बल से हिल पाने की क्षमता भी छोड़ता है - 48:1 अभिलेख 2.22 Nm का बैक ड्राइव टॉर्क प्रकाशित करता है, 64:1 अभिलेख के 4.7 Nm के विरुद्ध, दोनों छोटे अंक जो बताते हैं कि मोटर अब भी भार का कितना हिस्सा महसूस कर सकती है।
अनुपात आउटपुट गति और ऊष्मा के साथ क्या करता है
अनुपात गति और टॉर्क को विपरीत दिशाओं में खिसकाता है, और यह ऊष्मा को धारा के माध्यम से परोक्ष रूप से खिसकाता है। चूँकि आउटपुट गति मोटर गति को अनुपात से भाग देकर मिलती है, इसलिए उच्च-अनुपात जोड़ वही जोड़-गति कहीं अधिक मोटर गति पर पाता है, जो किसी दिए गए बैक EMF और बस वोल्टेज के लिए सीमित कर देता है कि जोड़ कितनी तेज़ चल सकता है। चूँकि आउटपुट टॉर्क मोटर टॉर्क को अनुपात से गुणा करके मिलता है, इसलिए उच्च-अनुपात जोड़ वही जोड़-टॉर्क कहीं कम मोटर टॉर्क पर, और इसलिए कहीं कम मोटर धारा पर पाता है। प्रकाशित गति आंकड़े इन मॉड्यूलों के बीच के आउटपुट-गति अंतर दिखाते हैं: AKH70-48 V1.0 KV41 28 rpm की रेटेड गति तथा 35 rpm की नो-लोड गति सूचीबद्ध करता है, जबकि AK80-64 KV80 अपने 24/48 V रेटिंगों के लिए रेटेड में 23/48 rpm तथा नो-लोड पर 37/75 rpm सूचीबद्ध करता है। इन गति आंकड़ों को प्रकाशित पीक-धारा रेटिंगों से अलग पढ़ा जाना चाहिए, जब तक निर्माता उन्हें किसी विशिष्ट परिचालन बिंदु से जोड़ने वाला परीक्षण डेटा न दे। ये एक ही कार्यभार की भिन्न श्रेणियों के बजाय भिन्न रोबोट जोड़ एक्चुएटर कार्यभारों का वर्णन करते हैं। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का चयन यह पूछकर नहीं होता कि कौन-सी व्यवस्था श्रेष्ठ है, बल्कि यह पूछकर होता है कि जोड़ का कार्यभार वास्तव में उन दो संयोजनों में से किसमें अपना समय बिताता है।
उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को जोड़ के कार्यभार से मिलाना
नीचे के तीन चरण स्तंभों को उसी क्रम में लागू करते हैं जो किसी जोड़ के कार्यभार को एक छोटी सूची में बदल देता है। ये वही स्तंभ हैं जिन पर किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को परखा जाता है, उसी क्रम में लिए गए जिसमें कोई कार्यभार उन्हें बाध्य करता है। यहाँ के अभिलेखों पर वे जॉइंट मॉड्यूल अनुप्रयोग पृष्ठ तक भी ले जाते हैं, जहाँ वही कार्यभार अपने स्वयं के फ़िल्टर गुणों के साथ वर्णित है।
सबसे ख़राब स्थिति के होल्ड से शुरू करें, क्रूज़ से नहीं
सबसे ख़राब स्थिति का होल्ड वह स्थिर भार है जिसे जोड़ को सबसे लंबे अटूट समय तक अपनी जगह बनाए रखना होता है, और यही सतत आवश्यकता तय करता है। किसी घुटने के लिए यह शरीर के द्रव्यमान का वह हिस्सा है जिसे जोड़ एकल सहारे के दौरान ढोता है; किसी कंधे के लिए यह पूरी तरह फैले आर्म के सिरे पर थामा हुआ औज़ार है; किसी कूल्हे के लिए यह दोनों में से भारी है। ये स्थिर आवश्यकताओं के बजाय शुरुआती मान हैं, क्योंकि द्रव्यमान-केंद्र, आघूर्ण भुजा, जिस मुद्रा में जोड़ काम करता है, तथा जो गतिक भार वह खंड ढोता है, सब उस टॉर्क को बदल देते हैं जो जोड़ को उत्पन्न करना होता है। उस आंकड़े की तुलना प्रकाशित रेटेड टॉर्क से की जाती है, पीक से नहीं, और उसके साथ प्रकाशित धारा की तुलना इससे की जाती है कि ड्राइव तथा पैक उसी अवधि के लिए कितना दे सकते हैं। प्रकाशित रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क का युग्म यहाँ रेटेड सिरे पर पढ़ा जाता है, और अपने पीक आंकड़े पर मिलाया गया रोबोट जोड़ एक्चुएटर इस तरह के होल्ड पर गर्म चलेगा। यहाँ के अभिलेखों पर रेटेड आंकड़े 48 Nm और 74 Nm हैं, और जिस जोड़ का सबसे ख़राब स्थिति का होल्ड उस आंकड़े से ऊपर बैठता है जिस पर उसे मिलाया गया था, उसे किसी बाद के चरण से बचाया नहीं जा सकता।
फिर उस टॉर्क पर गति
गति और टॉर्क एक ही सौदे के विपरीत पक्षों पर प्रकाशित होते हैं, इसलिए दूसरा चरण वह जोड़-गति तय करता है जिसकी कार्यभार को आवश्यकता है और उस अनुपात को पढ़ता है जो उसे उत्पन्न करता है। आउटपुट टॉर्क, आउटपुट गति, बैकड्राइवेबिलिटी तथा तापीय कार्यभार किसी सख़्त एकतरफ़ा क्रम के बजाय साथ पढ़े जाते हैं, इसलिए पहला चरण जिस अनुपात को तय कर चुका लगता है, वह यहाँ कार्यभार की आवश्यक गति के विरुद्ध फिर से खोला जाता है। जिस दूरस्थ अक्ष को कोई तेज़ प्रक्षेपवक्र अनुसरण करना हो, वह कम अनुपात तथा उसके साथ आने वाली आउटपुट गति चाहता है; जिस निकट अक्ष को कोई भार धीरे-धीरे ढोना हो, वह उच्च अनुपात चाहता है और कम आउटपुट गति स्वीकार करता है। यहाँ के दो अभिलेख नो-लोड पर 35 rpm तथा 37/75 rpm तक पहुँचते हैं, जो इतना संकरा परास है कि तेज़ दूरस्थ अक्ष चाहने वाला जोड़ उससे बाहर पड़ेगा। जिस उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर का अनुपात गति की आवश्यकता तय होने से पहले चुन लिया गया हो, उसे सामान्यतः फिर से ट्यून करने के बजाय बदलना पड़ता है।
फिर तापीय कार्यचक्र
तीसरा चरण वही है जो उन दो मॉड्यूलों के बीच निर्णय करता है जो पहले दोनों में से गुज़र जाते हैं। जो कार्यभार किसी भार को सतत थामता है, वह चक्र के अधिकांश भाग में रेटेड धारा खर्च करता है; जो कार्यभार किसी दूरस्थ द्रव्यमान को बार-बार त्वरित करता है, वह औसत से अधिक बार पीक धारा खर्च करता है। यहाँ के दो अभिलेख 7 A और 6 A की रेटेड धाराएँ तथा 19 A और 18 A की पीक धाराएँ प्रकाशित करते हैं, और दोनों आंकड़ों के बीच का अंतराल वह जगह है जहाँ कोई कार्यचक्र फिट बैठता है या नहीं। कार्यचक्र अंतिम स्तंभ है, और किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर के लिए यह अक्सर वही होता है जो उन दो मॉड्यूलों के बीच निर्णय करता है जो पहले दो चरणों से गुज़र चुके हों। अभिलेख जो प्रकाशित नहीं करते, वह है सतत आंकड़े के पीछे की तापमान-वृद्धि, वह माउंटिंग शर्त जिसके अधीन इसे मापा गया, और वह परिवेश जो जोड़ वास्तव में देखेगा। ये निर्माता के दस्तावेज़ के प्रश्न हैं, और ईमानदार क़दम यह है कि उन्हें वहीं रखा जाए, न कि किसी पड़ोसी अभिलेख से उत्तर निकाला जाए।
इस समूह पर लागू तीन चरण उत्तर के बजाय एक छोटी सूची देते हैं:
- तंग लिफ़ाफ़े वाला तथा ऐसी बस वाला जोड़ जो तय न हो। AK80-64 KV80 64:1 पर 850 g का अभिलेख है, 24/48 V खिड़की तथा 120 Nm पीक के विरुद्ध 48 Nm रेटेड के साथ। यह वहाँ उम्मीदवार है जहाँ वे शर्तें मेल खाएँ, और विशिष्ट जोड़ के लिए परिचालन बिंदु तथा तापीय कार्यभार तब भी जाँचने पड़ते हैं।
- वह जोड़ जिसे लंबी अवधियों तक भारी भार थामना हो। AKH70-48 V1.0 KV41 1396 g पर 48:1 का अभिलेख है, 6 A पर 74 Nm रेटेड, 18 A पर 222 Nm पीक तथा केबल रूटिंग के लिए 7 mm बोर के साथ। यह उस कार्यभार पर उम्मीदवार है, और सतत रेटिंग के पीछे की तापीय शर्त वह बिंदु है जिसे जोड़ सौंपने से पहले निर्माता से पुष्ट करना है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
Qउच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर क्या है?
एक उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर एक पैक किया हुआ जॉइंट मॉड्यूल है जो एक ब्रशलेस मोटर, एक न्यूनीकरण चरण, तथा - एकीकृत रूप में - फ़ीडबैक और एक ड्राइव को एक ही हाउसिंग में समेकित करता है, और जो उस स्तर से ऊपर के आउटपुट टॉर्क के लिए प्रकाशित होता है जिस तक कोई छोटी फ्रेमलेस किट पहुँचती है। यह पद किसी सीमा के बजाय एक वर्ग का वर्णन करता है: इस मार्गदर्शिका में तुलना किए गए अभिलेख 120 Nm तथा 222 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करते हैं, जबकि उन्हीं मशीनों के लिए बेची जाने वाली फ्रेमलेस स्टेटर-और-रोटर किट अक्सर कुछ न्यूटन मीटर पर प्रकाशित होती है और बेयरिंग, एन्कोडर तथा ड्राइव को एकीकरण करने वाले पर छोड़ देती है। किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को चयन-योग्य क्या बनाता है, और इस वर्ग के रोबोट जोड़ एक्चुएटर को उपयोग-योग्य क्या बनाता है, वह अकेला पीक आंकड़ा नहीं बल्कि उसके नीचे बैठा रेटेड टॉर्क और रेटेड धारा का युग्म है।
Qकिसी रोबोट जोड़ एक्चुएटर पर रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क में क्या अंतर है?
रेटेड टॉर्क वह आउटपुट टॉर्क है जिसे निर्माता किसी बताए गए बस वोल्टेज तथा परिवेश के लिए निर्दिष्ट करता है, और यह उसके साथ जाने वाली रेटेड धारा के साथ प्रकाशित होता है। उस आंकड़े पर सतत थामना रेटिंग के पीछे की तापीय शर्तों पर निर्भर करता है - परिवेश, माउंटिंग, ऊष्मा-अपव्यय तथा कार्यचक्र - इसलिए आंकड़ा भार थामने की असीमित क्षमता के बजाय शर्तों के एक परिभाषित समूह का वर्णन करता है। पीक टॉर्क वह छोटा उछाल है जिस तक मॉड्यूल किसी त्वरण, किसी टचडाउन अथवा किसी संतुलन-सुधार के दौरान पहुँच सकता है, और यह बड़ी पीक धारा तथा, अधिकांश अभिलेखों में, एक समय-खिड़की के साथ प्रकाशित होता है। यहाँ के अभिलेखों पर दोनों युग्म 7 A पर 48 Nm के विरुद्ध 19 A पर 120 Nm, तथा 6 A पर 74 Nm के विरुद्ध 18 A पर 222 Nm हैं। पीक आंकड़ा कार्यबिंदु नहीं, एक गुंजाइश है, और पीक के विरुद्ध नापा गया जोड़ गर्म चलेगा।
Qएक्चुएटर का टॉर्क रोबोट जोड़ के कार्यभार से कैसे मिलाया जाता है?
तीन चरण, इसी क्रम में। पहला, वह सबसे ख़राब स्थिति का स्थिर भार जिसे जोड़ को सबसे लंबी अटूट अवधि तक थामना होता है, प्रकाशित रेटेड टॉर्क तथा उसके बग़ल की धारा के विरुद्ध तौला जाता है। दूसरा, कार्यभार की आवश्यक जोड़-गति की तुलना उस आउटपुट गति से की जाती है जो अनुपात उत्पन्न करता है, क्योंकि टॉर्क और गति एक ही अनुपात के विपरीत पक्षों पर बैठते हैं। तीसरा, कार्यचक्र - यानी जोड़ कितना समय थामने में और कितना त्वरित करने में बिताता है - की तुलना रेटेड धारा और पीक धारा के बीच के अंतराल से की जाती है। जो रोबोट जोड़ एक्चुएटर तीनों चरणों से गुज़र जाता है, वह उम्मीदवार है; सतत आंकड़े के पीछे की तापीय शर्त तथा वह माउंटिंग जिसके अधीन इसे मापा गया, निर्माता के दस्तावेज़ के अलग प्रश्न हैं।
Qन्यूनीकरण अनुपात उस टॉर्क को कैसे बदलता है जो कोई उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर देता है?
अनुपात जोड़ तक जाते हुए रोटर टॉर्क को गुणा करता है और रोटर गति को उसी गुणक से भाग देता है। इसलिए 48:1 चरण किसी मामूली मोटर टॉर्क को कम आउटपुट गति पर बड़े जोड़-टॉर्क में बदल देता है, जबकि 64:1 चरण उसी जैसी मोटर से कम जोड़-टॉर्क उत्पन्न करता है और थोड़ी अधिक आउटपुट गति तक पहुँचता है। यहाँ के अभिलेख यह अंकगणित टॉर्क के बजाय धारा में दिखाते हैं: 48:1 चरण पर 18 A पर 222 Nm पीक के विरुद्ध 64:1 चरण पर 19 A पर 120 Nm पीक। इसलिए किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर की तुलना अकेले अनुपात पर नहीं की जा सकती: एक ही मॉड्यूल के भीतर अनुपात एक साथ तीन राशियाँ खिसकाता है - आउटपुट टॉर्क ऊपर, आउटपुट गति नीचे, और जो भार जोड़ बाहर से महसूस कर सकता है वह भी उसके साथ नीचे - पर दो अभिलेखों के बीच का अंतर इस पर भी निर्भर करता है कि प्रत्येक मोटर की अपनी टॉर्क-क्षमता, उसकी संचरण दक्षता, उसे अनुमत धारा तथा उसके निर्माता द्वारा प्रकाशित रेटेड कार्यबिंदु क्या है।
Qक्या 48 V बस किसी रोबोटिक एक्चुएटर का टॉर्क बढ़ा देती है?
यह टॉर्क को सीधे नहीं बढ़ाती; यह उस गति को बदलती है जिस तक मॉड्यूल पहुँच सकता है तथा वह धारा जो वह किसी दिए गए आउटपुट शक्ति के लिए खींचता है। KV का अर्थ है प्रति वोल्ट rpm, इसलिए स्थिर KV पर अधिक बस गति की ऊपरी सीमा बढ़ा देती है, और किसी दिए गए शाफ़्ट शक्ति के लिए अधिक बस सामान्यतः कम आपूर्ति धारा और इसलिए वाइंडिंग में कम ताँबे की हानि का अर्थ रखती है। ऊपर की तालिका के गति स्तंभ किसी दोहरे-वोल्टेज अभिलेख का असर दिखाते हैं: AK80-64 KV80 अपनी 24/48 V खिड़की के लिए रेटेड में 23/48 rpm तथा नो-लोड पर 37/75 rpm प्रकाशित करता है। अधिक बस जो नहीं बदलती वह है न्यूनीकरण अनुपात, लिफ़ाफ़ा, अथवा वे रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क जिनके लिए मॉड्यूल स्वयं प्रकाशित है, और यह अपने साथ भारी पैक, उच्च-रेटेड ड्राइव तथा इन्सुलेशन और कनेक्टर के भिन्न प्रश्नों का समूह लाती है।
Qकौन-से रोबोटिक एक्चुएटर 100 Nm पीक टॉर्क अथवा अधिक तक पहुँचते हैं?
इस मार्गदर्शिका में तुलना किए गए अभिलेखों में, दो एकीकृत CubeMars मॉड्यूल 100 Nm प्रकाशित पीक टॉर्क से ऊपर बैठते हैं: AK80-64 KV80 120 Nm पर तथा AKH70-48 V1.0 KV41 222 Nm पर। प्रत्येक अपने स्वयं के रेटेड टॉर्क और पीक टॉर्क के युग्म, अपने धारा-युग्म, एक अनुपात तथा एक लिफ़ाफ़े के साथ प्रकाशित है, और दोनों एक ही जोड़ के दो क़दमों के बजाय भिन्न जोड़-कार्यभार घेरते हैं - 850 g पर एक 24/48 V मॉड्यूल तथा 74 Nm रेटेड पर एक 48:1 हॉलो-शाफ़्ट मॉड्यूल। जिस जोड़ का स्थिर भार उस परास के शीर्ष से ऊपर बैठता है, वह इन दो अभिलेखों के दायरे से बाहर है और उसे भिन्न व्यवस्था चाहिए।
आधिकारिक संसाधन
CubeMars हर मॉड्यूल के लिए उसके विनिर्देश पैनल सहित एक आधिकारिक उत्पाद पृष्ठ प्रकाशित करता है, और इस मार्गदर्शिका में उद्धृत हर आंकड़े के लिए वही पृष्ठ सत्य का स्रोत बने रहते हैं - उदाहरण के लिए AK80-64 KV80 उत्पाद पृष्ठ तथा AKH70-48 V1.0 KV41 उत्पाद पृष्ठ। ऊपर की तालिका के टॉर्क, धारा, गति, अनुपात, वज़न तथा लिफ़ाफ़े के आंकड़े वही मान हैं जो वे पृष्ठ प्रत्येक मॉड्यूल के लिए प्रकाशित करते हैं। किसी सतत रेटिंग के पीछे की तापमान-वृद्धि, वह माउंटिंग शर्त जिसके अधीन कोई आंकड़ा मापा गया, कोई ऐसा फ़ील्ड जो अभिलेख नहीं ढोता, अथवा किसी पीक उछाल की लंबाई, विनिर्देश पैनल से निकाली जा सकने वाली कोई मान नहीं बल्कि निर्माता के दस्तावेज़ का प्रश्न है।
आगे कहाँ जाएँ
पढ़ने के बजाय छोटी सूची बनाने के लिए, प्लेटफ़ॉर्म के तीन साधन क्रम से यह काम करते हैं। पूरी रोबोटिक एक्चुएटर श्रेणी देखें जहाँ इन मॉड्यूलों को उसी परास के हल्के जोड़ों के साथ देखा जा सकता है, अनुपात, रेटेड टॉर्क तथा प्रकाशित लिफ़ाफ़े के अनुसार संकरा करने के लिए चयन का उपयोग करें, और फिर उम्मीदवारों को उत्पाद तुलना में एक-दूसरे के विरुद्ध रखें। जॉइंट मॉड्यूल अनुप्रयोग पृष्ठ वही कार्यभार अपने स्वयं के फ़िल्टर गुणों के साथ रखता है, और QDD एक्चुएटर श्रेणी कम-अनुपात व्यवस्था को कवर करती है।
दो और लेख जोड़-चयन के वे हिस्से ढोते हैं जिन्हें मॉड्यूल की तुलना तय नहीं करती। रोबोटिक एक्चुएटर: रोबोट जोड़ों के लिए एकीकृत एक्चुएटर का चयन एकीकृत मॉड्यूल को भीतर से खोलता है - मोटर, न्यूनीकरण चरण, फ़ीडबैक तथा ड्राइव - और हाउसिंग के भीतर क्या आता है, उसके लिए संदर्भ है। 48 V रोबोटिक एक्चुएटर: मॉडल, प्रदर्शन लाभ और तंत्र बाध्यताएँ बस के निर्णय का ड्राइव, पैक तथा कनेक्टरों के माध्यम से अनुसरण करता है, जो वह क़दम है जो किसी उच्च टॉर्क रोबोटिक एक्चुएटर को चुनने और उसे किसी मशीन में चलाने के बीच बैठता है।
संक्षिप्त रूप: पहले सबसे ख़राब स्थिति का स्थिर भार तय करें, क्योंकि यही वह अकेला आंकड़ा है जिसे जोड़ लंबे समय तक थामता है; दूसरे अनुपात तय करें, क्योंकि अनुपात आउटपुट टॉर्क और आउटपुट गति को एक साथ तय करता है और बाद में समायोजित नहीं किया जा सकता; तीसरे बस और रेटेड धारा को साथ पढ़ें, क्योंकि बस धारा बदलती है और धारा ही वह चीज़ है जिसके साथ वाइंडिंग को जीना होता है; और अंत में सतत आंकड़े के पीछे की तापीय शर्त निर्माता के साथ पुष्ट करें, क्योंकि वह वह अकेला स्तंभ है जिसे कोई विनिर्देश पैनल शायद ही ढोता है। इस समूह के भीतर वह क्रम 850 g के 64:1 अभिलेख को 48:1 हॉलो-शाफ़्ट मॉड्यूल से अलग कर देता है, इससे पहले कि किसी व्यक्तिगत जोड़ को दूसरे के विरुद्ध तौला जाए।
