क्वाड्रुपेड रोबोट के लिए BLDC मोटर का चयन: टॉर्क, गति और तापीय सीमाएँ

एक पैर वह भुजा नहीं है जो संयोग से ज़मीन की ओर इशारा करती हो। रोबोट भुजा का आकार पेलोड और चक्र-समय के विरुद्ध तय होता है, और वह अधिकांश समय या तो चलती रहती है या प्रतीक्षा करती है; क्वाड्रुपेड रोबोट का पैर हर क़दम में मशीन का द्रव्यमान ढोता है, उस क़दम का बड़ा हिस्सा लगभग बिना घूमते हुए टॉर्क थामे बिताता है, और फिर बिना ठंडा हो पाए एक सेकंड में कई बार दिशा उलटनी पड़ती है। ये तीन तथ्य मोटर की आम छोटी सूची - टॉर्क, गति, आवरण, द्रव्यमान - को उलटकर फिर से क्रम दे देते हैं, क्योंकि यह तय करने वाली बाधा यह नहीं है कि जोड़ एक सेकंड के अंश भर के लिए कितना पीक टॉर्क पैदा कर सकता है, बल्कि यह है कि अगली क्षणिक स्थिति आने तक वाइंडिंग पहले ही कितनी ऊष्मा जमा कर चुकी होगी। इसलिए क्वाड्रुपेड रोबोट के जोड़ों के लिए BLDC मोटर चुनना चाल से शुरू होता है, फिर उन तीन तरह के टॉर्क से गुज़रता है जो पैर माँगता है, और तापीय सीमा पर सबसे आख़िर में पहुँचता है, क्योंकि ड्यूटी का असली फ़ैसला वहीं होता है।

संक्षिप्त उत्तर

क्वाड्रुपेड का पैर अपने जोड़ मोटर से तीन चीज़ें माँगता है जो पहियेदार या स्थिर-आधार वाली मशीन नहीं माँगती। स्टांस के दौरान जोड़ धीरे-धीरे घूमते हुए शरीर का भार सहारता है, जो सतत-टॉर्क वाली ड्यूटी है जिसमें शाफ़्ट से लगभग कोई यांत्रिक शक्ति बाहर नहीं जाती और इसलिए वाइंडिंग से ऊष्मा हटाने में वायुप्रवाह या गति से लगभग कोई मदद नहीं मिलती। टचडाउन और पुश-ऑफ़ के दौरान वही जोड़ खड़े भार से कई गुना आघात देखता है, जो रिड्यूसर से होकर आता है और हर क़दम के साथ दिशा उलटता है। और आम तौर पर एक ही शरीर के खोल के भीतर ऐसे बारह एक्चुएटर एक ही बैटरी से खींचते हैं, इसलिए प्रति-जोड़ संख्या को यह देखते हुए पढ़ना पड़ता है कि उसी क्षण बाक़ी ग्यारह क्या कर रहे हैं। इसलिए क्वाड्रुपेड का जोड़ मोटर रोबोटिक एक्चुएटर वर्ग से चुना जाता है - मोटर, प्लेनेटरी स्टेज, फ़ीडबैक युक्ति और ड्राइव, सब एक ही बोल्ट-ऑन आवरण में - क्योंकि विकल्प, यानी नंगी फ्रेमलेस किट, आघात भार, सीलिंग और ऊष्मा पथ को शून्य से हल करने का काम इंटीग्रेटर पर छोड़ देती है।

आगे की छोटी सूची क्वाड्रुपेड रोबोट अनुप्रयोग से जुड़े पाँच CubeMars एक्चुएटरों को एक ही विनिर्देश कुल की तरह पढ़ती है, जो 380 g की यूनिट से 960 g की यूनिट तक के क्रम में है। व्यवहार में उन्हें अलग करने वाली सीमा टॉर्क का स्तंभ नहीं बल्कि उसके बग़ल वाला रेटेड धारा है, क्योंकि रेटेड धारा ही वह चीज़ है जिसकी क़ीमत पैर लगातार चुकाता है, और रेटेड तथा पीक टॉर्क के बीच का अंतर तय करता है कि क्षणिक स्थिति के लिए कितना रिज़र्व बचा है, जब वह रिज़र्व पहले ही आंशिक रूप से खर्च हो चुका हो।

क्वाड्रुपेड का पैर जोड़ मोटर से क्या माँगता है

नीचे दी गई तीन बाध्यताएँ सामान्य मोटर विनिर्देश के ऊपर जोड़ी गई विशेषताएँ नहीं हैं। वे बाध्यकारी अड़चन को अधिकतम आउटपुट से हटाकर सतत आउटपुट पर ले आती हैं, और इसीलिए केवल पीक टॉर्क से बनी छोटी सूची ऐसी मशीन बनाने की ओर ले जाती है जो खड़ी हो सके, कुछ क़दम चल सके, और फिर भरभरा जाए।

चारों पैर भार बाँटते हैं, जब तक कोई एक न बाँटे

आराम की स्थिति में क्वाड्रुपेड अपना भार चारों पैरों में बाँटता है, इसलिए हर घुटने पर खड़े रहने का टॉर्क मोटे तौर पर मशीन के द्रव्यमान का चौथाई होता है जो पैर के मोमेंट आर्म से होकर काम करता है। यह आरामदायक तस्वीर मशीन के हिलते ही बदल जाती है। ट्रॉट में - वह चाल जो अधिकांश पैरों वाले प्लेटफ़ॉर्म गति में इस्तेमाल करते हैं - विकर्ण जोड़ियाँ साथ उठती और साथ उतरती हैं और ऐसे अंतराल आते हैं जिनमें केवल दो पैर ज़मीन पर होते हैं, और वॉक में तीन पैर वाले अंतराल भी आते हैं। खड़े हुए ट्रॉट में भी भार बराबर नहीं बँटता, क्योंकि द्रव्यमान केंद्र के सबसे क़रीब के पैर अधिक ढोते हैं और आगे-पीछे का बँटवारा इस पर निर्भर करता है कि पेलोड और बैटरी कहाँ बैठे हैं। मोटर के लिए इसका नतीजा यह है कि क़दम के दौरान काम करने वाला टॉर्क मशीन के भार का चौथाई नहीं होता; वह चाल और क्षण के हिसाब से मोटे तौर पर एक-तिहाई और आधे से अधिक के बीच झूलता है, और उस झूले का शिखर वही क्षणिक स्थिति है जिसे जोड़ को प्रति पैर प्रति क़दम दो बार झेलना पड़ता है। स्थिर चार-पैर वाले मामले पर बना बजट इतना रूढ़िवादी नहीं होता कि उपयोगी हो, और साझा तथा एकल सहारे के बीच का झूला ही क्वाड्रुपेड रोबोट के पैर की ड्यूटी को उस जोड़ की ड्यूटी से अलग करता है जिसे हमेशा केवल अपना हिस्सा थामना होता है।

स्टांस एक स्थिरावस्था है, और स्विंग एक त्वरण

पैर के हर जोड़ को चक्र के दो काफ़ी अलग-अलग हिस्से देखने पड़ते हैं। स्टांस में पैर ज़मीन पर होता है और शरीर उसके ऊपर से आगे बढ़ता है; घुटना थोड़ा मुड़ता और खुलता है, इसलिए जोड़ की कोणीय गति कम रहती है जबकि जोड़ का टॉर्क ऊँचा और सतत रहता है। स्विंग में पैर हवा में होता है और कुछ भी सहारा नहीं दिया जा रहा होता, इसलिए टॉर्क उतना ही रह जाता है जितना पैर का अपना जड़त्व माँगे, जबकि कोणीय गति उतनी बढ़ जाती है जितनी टचडाउन से पहले पैर रखने के लिए कैडेंस चाहता है। इन दो हिस्सों से बना विभाजक मोटर की दृष्टि से एक बुरा गुण रखता है: ऊँचे टॉर्क वाला आधा हिस्सा ही कम गति वाला हिस्सा है। यांत्रिक शक्ति टॉर्क गुणा गति होती है, इसलिए स्टांस के दौरान जोड़ बहुत कम उपयोगी यांत्रिक शक्ति देता है पर लगभग पूरी धारा खींचता है - और वाइंडिंग में धारा का वर्ग गुणा प्रतिरोध ऊष्मा बनता है, चाहे उसका कोई भी हिस्सा आउटपुट शाफ़्ट तक पहुँचे या न पहुँचे। इसलिए स्टांस ही तापीय मामला है, और स्विंग तापीय रूप से कोई ख़ास घटना ही नहीं है।

टचडाउन और छलाँग रिड्यूसर से होकर आघात के रूप में आते हैं

ट्रॉट करती मशीन हर क़दम का कुछ हिस्सा हवा में बिताती है, और हर लैंडिंग ऊर्ध्व गति-संवेग को पैर पर बल के स्पाइक में बदल देती है जो लिंकेज से ऊपर जोड़ तक पहुँचता है। पुश-ऑफ़ पर उल्टा वही होता है, और छलाँग या वापसी के क़दम में फिर से। ये स्पाइक खड़े भार से कई गुना होते हैं और तब आते हैं जब गियरबॉक्स पहले से भारित होता है, जिससे वे गियर के दाँतों से होकर गुज़रते हैं और मोटर तक अनुपात से भाग देकर तथा स्टेज की जो भी अनुरूपता है उससे और घटाकर पहुँचते हैं। इससे दो बातें निकलती हैं। पहली, मोटर का पीक टॉर्क स्तंभ यहाँ मायने रखने वाली सीमा नहीं है, क्योंकि बार-बार आने वाले आघात भार के लिए रेटेड प्लेनेटरी स्टेज एक अलग ख़रीद है, चिकने आउटपुट के लिए रेटेड स्टेज से। दूसरी, क्रम मायने रखता है: परीक्षण की शुरुआत में ठंडी मोटर के लिए प्रकाशित पीक आँकड़ा वही आँकड़ा नहीं होता जो ट्रॉट के दस मिनट बाद होता है, जब वही जोड़ हर पिछले स्टांस चरण से ऊष्मा जमा कर चुका होता है और पैर की संरचना से मिलने वाला अवमंदन पहले से अधिक गर्म और नरम होता है।

बारह मॉड्यूल एक ही शरीर के खोल के भीतर बैठते हैं

पारंपरिक क्वाड्रुपेड में प्रति पैर तीन चालित जोड़ होते हैं - कूल्हे पर एब्डक्शन या एडक्शन, कूल्हे पर फ़्लेक्शन या एक्सटेंशन, और घुटने पर फ़्लेक्शन या एक्सटेंशन - इसलिए बारह एक्चुएटर एक ही चेसिस, एक ही बैटरी और एक ही तापीय आयतन साझा करते हैं। यह बहुलता हर प्रति-यूनिट संख्या को पढ़ने का तरीक़ा बदल देती है। जो रेटेड धारा एक मॉड्यूल के लिए मामूली लगती है वह पैक पर बारह गुना बड़ी हो जाती है, और उस स्तर पर सतत खपत उतनी ही सहनशक्ति की संख्या है जितनी तापीय। सीलबंद शरीर के खोल में छोड़ी गई ऊष्मा जमा होती जाती है, क्योंकि बारह गर्म मॉड्यूल सबके लिए स्थानीय परिवेश तापमान बढ़ा देते हैं और हर आगे की यूनिट की रेटिंग चुपचाप उसी परिवेश को मान लेती है जिसमें उसके निर्माता ने परीक्षण किया था। और एक आम डिज़ाइन सरलीकरण - कूल्हे के फ़्लेक्शन और घुटने के लिए एक ही मॉड्यूल इस्तेमाल करना, क्योंकि इससे स्पेयर की गिनती आधी हो जाती है - प्रति-यूनिट जो भी फ़ैसला लिया गया था उसे बारह में से आठ अक्षों पर, अच्छे या बुरे के लिए, गुणा कर देता है।

टॉर्क: वे तीन संख्याएँ जो पैर को वास्तव में चाहिए

क्वाड्रुपेड जोड़ के विनिर्देश में तीन अलग-अलग टॉर्क राशियाँ दिखती हैं और उन्हें नियमित रूप से एक-दूसरे समझ लिया जाता है। उन्हें अलग-अलग रखना ही पैर का आकार तय करने का अधिकांश काम है।

स्टांस के दौरान होल्डिंग टॉर्क सतत आवश्यकता तय करता है

पहली संख्या वह है जो जोड़ को अधिकांश समय चाहिए: मशीन के अपने द्रव्यमान का हिस्सा स्टांस चरण में ढोने का टॉर्क, पेलोड जोड़कर और मोमेंट आर्म खड़ी मुद्रा के बजाय सबसे बुरी मुद्रा पर लेकर। इसकी तुलना प्रकाशित रेटेड टॉर्क से की जाती है, यानी वह टॉर्क जो मोटर अनिश्चित काल तक थाम सकती है जबकि वाइंडिंग अपने इन्सुलेशन वर्ग के भीतर रहती है। नीचे की पाँच यूनिटों में प्रकाशित रेटेड टॉर्क 3 Nm से 18 Nm तक चलता है, और चूँकि ये इंटीग्रेटेड मॉड्यूल हैं, यह संख्या रिड्यूसर के बाद की, यानी आउटपुट-पक्ष की संख्या है। इस पंक्ति का जाल यह है कि रेटेड टॉर्क को क़दम के औसत के बजाय उसके सबसे बुरे क्षण के विरुद्ध पढ़ा जाए; जो जोड़ अपने रेटेड आँकड़े पर स्टांस झूले का शिखर पूरा करता है, वह ड्यूटी के बाक़ी नब्बे प्रतिशत के लिए ज़रूरत से बड़ा और ज़रूरत से भारी है।

पीक टॉर्क एक रिज़र्व है जो पहले ही आंशिक रूप से खर्च हो चुका है

दूसरी संख्या क्षणिक स्थिति है: टचडाउन, पुश-ऑफ़, छलाँग, फिसलन से वापसी, या अचानक कर्ब पर क़दम रखना। इसकी तुलना प्रकाशित पीक टॉर्क से की जाती है, जो बताता है कि मोटर थोड़े अंतराल के लिए क्या पैदा कर सकती है, इससे पहले कि या तो ड्राइव अपनी धारा सीमा तक पहुँचे या चुंबक अपना कार्यबिंदु खोने लगें। इस कुल में दोनों के बीच का अंतर एक-सा है - पीक-से-रेटेड गुणक दोनों प्रकाशित स्तंभों के अंकगणित के अनुसार लगभग 2.4 से लगभग 3.0 के बीच बैठता है - इसलिए यूनिटों के बीच चुनाव केवल उस अंतर पर नहीं किया जा सकता। इससे अधिक मायने यह रखता है कि उस अंतर का कितना हिस्सा सतत संचालन में बचा रहता है। जो पैर बीस मिनट से ट्रॉट कर रहा है उसने अपनी अधिकांश तापीय गुंजाइश खर्च कर ली है, इसलिए अगली लैंडिंग के लिए उपलब्ध रिज़र्व पन्ने पर लिखे आँकड़े से छोटा होता है, और उस कमी का आकार उस ड्यूटी दायरे पर निर्भर करता है जिसे नीचे के अभिलेख प्रकाशित नहीं करते।

टॉर्क घनत्व का शुल्क घुटने पर दो बार लगता है

तीसरी संख्या वह है जिसे पढ़ने में कुछ नहीं लगता और ग़लत समझने में सब कुछ। इन पाँच यूनिटों में प्रति इकाई द्रव्यमान प्रकाशित पीक टॉर्क 380 g की यूनिट पर लगभग 23.7 Nm/kg से लेकर 960 g की यूनिट पर लगभग 50 Nm/kg तक चलता है, और प्रति इकाई द्रव्यमान रेटेड टॉर्क लगभग 7.9 Nm/kg से लगभग 18.8 Nm/kg तक - दोनों दर्ज स्तंभों से निकाला गया अंकगणित, और दोनों आकार के साथ लगातार बढ़ते हुए। बढ़ती आकृति लुभावनी है, क्योंकि वह यह सुझाव देती है कि बड़ी यूनिट ही बेहतर है। है नहीं, दो कारणों से। पहला, पीक आँकड़े अलग-अलग अनुपातों से होकर आते हैं, और अनुपात गति खर्च करके टॉर्क ख़रीदता है; क्वाज़ी डायरेक्ट ड्राइव एक्चुएटर: 8:1 अनुपात से क्या मिलता है उसी सौदे को दूसरी दिशा से दिखाता है। दूसरा, और पैर के लिए ख़ास, घुटने पर रखा द्रव्यमान उसके ऊपर का कूल्हा ढोता है और हर क़दम में उसे त्वरित करता है, इसलिए घुटने का मॉड्यूल अपने द्रव्यमान की क़ीमत दो बार चुकाता है: एक बार उस जड़त्व के रूप में जिसे कूल्हे को हिलाना है, और एक बार उस टॉर्क के रूप में जिसे कूल्हे को थामे रहना है। ऐसी मशीन पर जहाँ घुटना और कूल्हा पहले से एक ही मॉड्यूल इस्तेमाल करते हैं, दोनों में द्रव्यमान जोड़ना वह फ़ैसला है जो पेलोड बजट को सबसे जल्दी खा जाता है।

बैकलैश और यह कि आघात कहाँ जाता है

प्रकाशित बैकलैश वह आँकड़ा है जिसे पैर में सबसे अधिक बार छोड़ दिया जाता है, और पढ़ने के लिए सबसे ज़्यादा जानकारी देने वाला भी। प्लेटफ़ॉर्म इसे आउटपुट पर खोई हुई गति की डिग्रियों में दर्ज करता है, और इस कुल में यह 0.2° से 0.38° तक चलता है, तथा एक अभिलेख में कोई आँकड़ा ही नहीं है। वह संख्या तय करती है कि गियर ट्रेन के भरने से पहले जोड़ भार के नीचे कितना हिल सकता है, और लैंडिंग के दौरान यही अंतर नियंत्रक के इस अनुमान और असली स्थिति के बीच होता है कि पैर कहाँ है। कसा हुआ आँकड़ा कहीं और क़ीमत वसूलता है - आम तौर पर दक्षता और झटका सहनशीलता में - इसलिए उपयोगी पाठ "सबसे छोटा सबसे अच्छा" नहीं बल्कि "सबसे छोटा जो बार-बार आने वाला लैंडिंग आघात फिर भी झेल ले" है। इस कुल में सबसे कसा आँकड़ा AK70-10 KV100 के अभिलेख में 0.2° है; AK60-6 V3.0 KV80 के अभिलेख में कोई आँकड़ा नहीं है, और यह अंतराल किसी अनुमान के बजाय निर्माता को लिखित रूप से पूछे जाने वाले सवालों की सूची में जाना चाहिए।

गति: प्रकाशित आँकड़े को रिड्यूसर के सही पक्ष पर पढ़ना

गति वह जगह है जहाँ इंटीग्रेटेड मॉड्यूल को सबसे आसानी से ग़लत पढ़ा जा सकता है, क्योंकि वही स्तंभ इस पर दो अलग बातें बताता है कि उसे स्टेज के किस पक्ष पर मापा गया था, और अभिलेख आम तौर पर यह नहीं बताता कि कौन-सा। एक जाँच है जो यह तय कर देती है।

आँकड़ा स्टेज के किस पक्ष पर बैठता है, और जाँच कैसे करें

KV मोटर-पक्ष का स्थिरांक है: किसी भी रिडक्शन से पहले, बस के प्रति वोल्ट रोटर की गति। इसे रेटेड आपूर्ति वोल्टेज से गुणा करें, प्रकाशित रिडक्शन अनुपात से भाग दें, और परिणाम प्रकाशित नो-लोड गति पर या उसके क़रीब बैठना चाहिए। नीचे की सभी पाँच यूनिटों में यह बैठता है। AK60-6 V3.0 KV80 देता है 80 गुणा 24 V, भाग 6:1, यानी 320 rpm, जबकि प्रकाशित 320 rpm है, और वही गुणा 48 V पर 640 rpm देता है, जबकि प्रकाशित 640 rpm है। AK80-8 KV60 देता है 60 गुणा 48 V भाग 8:1, यानी 360 rpm, जबकि प्रकाशित 360 rpm है। AK10-9 V2.0 KV60 24 V और 48 V पर 160 rpm तथा 320 rpm देता है, जबकि प्रकाशित आँकड़े ठीक यही मान हैं, और AK70-10 KV100 तथा AK80-9 V3.0 KV100 अपने आँकड़ों के कुछ प्रतिशत के भीतर बैठते हैं। इसलिए इन मॉड्यूलों के प्रकाशित गति स्तंभ आउटपुट-पक्ष के आँकड़े हैं, जो पहले ही अनुपात से भाग दिए गए हैं, और उनके बग़ल वाली रेटेड गति के लिए भी यही सच है। डिग्री प्रति सेकंड में लिखी जोड़ की आवश्यकता की तुलना सीधे उनसे की जा सकती है, बस प्रति मिनट चक्कर को छह से गुणा करें।

चाल का कैडेंस जोड़ की गति में क्या माँगता है

किसी क़दम को जोड़ की आवश्यकता में बदलना अधिकतर इस बात का मामला है कि जोड़ कितनी दूर चलता है और उसे चलने के लिए कितना समय मिलता है। स्विंग की समय-सीमा अधिक कसी होती है: पैर टचडाउन से पहले रखना होता है, और मोटे तौर पर दो क़दम प्रति सेकंड से ऊपर के कैडेंस पर इसके लिए आधे सेकंड से भी बहुत कम समय बचता है। स्विंग के दौरान घुटने और कूल्हे का घुमाव आम तौर पर दसियों डिग्री का होता है, भुजा के तीन-अंकीय आँकड़ों जैसा नहीं, इसलिए परिणामी आवश्यकता अक्सर धीमी यूनिटें भी आराम से पूरी कर लेती हैं - AK10-9 V2.0 KV60 24 V पर 109 rpm रेटेड दर्ज करती है, जो लगभग 654 डिग्री प्रति सेकंड है, और वह आँकड़ा भी उससे अधिक है जो अधिकांश चलने वाली चालें घुटने से माँगती हैं। अपवाद वापसी है: कर्ब से फिसल जाना, ठोकर सँभालना, या छलाँग लगाना - सब कहीं तेज़ घुमाव माँगते हैं, और यही वह मामला है जो गति स्तंभ का ऊपरी सिरा तय करता है। पाँचों अभिलेखों के विरुद्ध पढ़ने पर, रेटेड पर आउटपुट गति 48 V पर 960 g की यूनिट पर लगभग 654 डिग्री प्रति सेकंड से लेकर 380 g की यूनिट पर लगभग 2940 डिग्री प्रति सेकंड तक चलती है, जो साढ़े चार गुना का गुणक है और लगभग पूरी तरह हर एक के अनुपात से समझाया जाता है।

तेज़ होने की क़ीमत टॉर्क क्यों होती है

रोटर और आउटपुट के बीच बैठा अनुपात ही दोनों आवश्यकताओं को जोड़ता है, और उन्हें उलटी दिशाओं में जोड़ता है: आउटपुट टॉर्क मोटर के टॉर्क को अनुपात से और स्टेज की दक्षता से गुणा करके मिलता है, जबकि आउटपुट गति मोटर की गति को अनुपात से भाग देकर। जिस जोड़ को किसी दिए हुए मॉड्यूल से अधिक टॉर्क और अधिक गति दोनों चाहिए, उसे वे उस मॉड्यूल से नहीं मिल सकते; उसे अलग अनुपात, अलग बस वोल्टेज, या अलग यूनिट चाहिए। नीचे की पाँचों इसे एक पैटर्न की तरह दिखाती हैं। 6:1 वाली यूनिट सबसे तेज़ और सबसे कम टॉर्क-घनत्व वाली है। 9:1 और 10:1 वाली यूनिटें दोनों अक्षों पर बीच में बैठती हैं। जो जोड़ी सबसे ऊँचा रेटेड टॉर्क छूती है वह उसे बहुत हल्की यूनिट जैसे ही 9:1 स्टेज से छूती है, यानी टॉर्क अधिक अनुपात से नहीं बल्कि बड़ी मोटर से आया - और इसीलिए 18 Nm बनाने के लिए उसका द्रव्यमान 960 g है और वह 10.6 A खींचती है, जबकि उसकी हल्की सहोदर 3 Nm बनाने के लिए 3.8 A खींचती है।

तापीय सीमाएँ: क्या तय करता है कि कोई चाल कितनी देर चल सकती है

तापीय व्यवहार वह बाधा है जो बेंच पर काम करने वाले जोड़ को पूरी पाली काम करने वाले जोड़ से अलग करती है, और क्वाड्रुपेड के विनिर्देश में यही वह हिस्सा है जो सबसे अधिक बार लिखा ही नहीं जाता। इसे पाँच अवलोकन उठाए रखते हैं।

शून्य यांत्रिक शक्ति का मतलब शून्य ऊष्मा नहीं है

स्टांस पर लौटें: जोड़ कम गति पर टॉर्क पैदा कर रहा है, इसलिए यांत्रिक आउटपुट छोटा है, और फिर भी फ़ेज़ों में धारा सतत सीमा के क़रीब है। ब्रशलेस वाइंडिंग में मायने रखने वाली हानि ताँबे की हानि है, और ताँबे की हानि धारा से तय होती है, इससे नहीं कि उस धारा का कितना हिस्सा उपयोगी काम कर रहा है। इसलिए स्टांस चरण ऐसा समय है जिसमें मोटर में प्रवेश करने वाली लगभग सारी विद्युत शक्ति ऊष्मा के रूप में बाहर जाती है, और दक्षता - उपयोगी आउटपुट बटा इनपुट - ठीक उसी क्षण शून्य की ओर गिर जाती है जब मशीन जोड़ पर सबसे अधिक झुकी होती है। इसलिए कोई भी तापीय मॉडल जो यांत्रिक काम से ऊष्मा का अनुमान लगाए, उसे बहुत कम आँकेगा, और तापीय प्रतिरोध का आँकड़ा न होने पर सही विकल्प अभिलेख में प्रकाशित सतत धारा है।

रेटेड धारा ही काम करने वाली तापीय संख्या है

इस तरह पढ़ने पर धारा के स्तंभ टॉर्क के किसी भी स्तंभ से अधिक जानकारी देते हैं। पाँच यूनिटों में प्रकाशित रेटेड धारा 3.8 A से 12 A तक चलती है, और हर एक को उसके अपने रेटेड टॉर्क से भाग देने पर सतत आउटपुट के प्रति न्यूटन-मीटर अम्पीयर में मोटी क़ीमत मिलती है - AK60-6 V3.0 KV80 पर लगभग 1.27 A/Nm, AK80-9 V3.0 KV100 पर लगभग 1.33 A/Nm, AK80-8 KV60 पर लगभग 0.69 A/Nm, AK70-10 KV100 पर लगभग 0.87 A/Nm और AK10-9 V2.0 KV60 पर लगभग 0.59 A/Nm। पाँचों आँकड़े दो प्रकाशित स्तंभों से निकाला गया अंकगणित हैं और पाँचों आउटपुट-पक्ष के हैं, इसलिए वे अपने भीतर हर स्टेज की दक्षता समेटे रहते हैं, उसे अलग नहीं करते। फिर भी, फैलाव लगभग दो गुना से कुछ अधिक के क़रीब है, और वह द्रव्यमान का अनुसरण नहीं करता: सबसे हल्की यूनिट के प्रति न्यूटन-मीटर धारा ख़र्च सबसे ऊँचे में से है, जो इस बात की पहचान है कि कम अनुपात मोटर से ही वह काम करा रहा है जो अधिक अनुपात अधिक लीवर के साथ कर देता। बैटरी से चलने वाली मशीन के लिए यह स्तंभ सीधे सहनशक्ति में बदल जाता है, और तार से जुड़ी मशीन के लिए इस बात में कि शरीर से कितनी ऊष्मा बाहर जानी है।

बारह जोड़ एक ही बजट से एक साथ खींचते हैं

रेटेड शक्ति के स्तंभ को बारह से गुणा करने पर वह परिमाण का दर्जा मिलता है जिसके इर्द-गिर्द मशीन को योजना बनानी होती है, और जवाब असहज है। सतत रेटेड आउटपुट पर खड़े सभी बारह अक्ष लगभग 888 W खींचेंगे यदि हर यूनिट 74 W वाली AK60-6 V3.0 KV80 हो, लगभग 2760 W यदि वे 230 W वाली यूनिटें हों, लगभग 4416 W यदि वे AK80-9 V3.0 KV100 हों, और लगभग 5160 W यदि वे AK10-9 V2.0 KV60 हों। कोई भी क्वाड्रुपेड इतना लगातार नहीं झेलता, और ये संख्याएँ भविष्यवाणियाँ नहीं हैं - ये वह पैमाना हैं जिसके विरुद्ध असली ड्यूटी साइकिल को पढ़ना चाहिए, और ये बताती हैं कि लगभग हर तैनात मशीन की काम करने वाली ड्यूटी सतत रेटिंग का एक छोटा अंश और थोड़ी-थोड़ी ऊँची उड़ानें होती है। वही अंकगणित द्रव्यमान पर लगाने से कम भयावह और अधिक उपयोगी निकलता है: 490 g के आँकड़े पर बारह यूनिटें केवल एक्चुएटर का 5.88 kg बनती हैं, संरचना, बैटरी और पेलोड से पहले, और इसीलिए इस तालिका का हल्का सिरा वजूद रखता है।

गर्म वाइंडिंग में पीक एक छोटी संख्या है

दोनों टॉर्क दायरों के बीच की परस्पर क्रिया ही वह जगह है जहाँ तापीय सीमा असल में काटती है। पीक टॉर्क का आँकड़ा उस मोटर के बारे में एक कथन है जो अपनी परिवेश सीमा के भीतर से शुरू हुई; ट्रॉट के तीस सेकंड बाद उसी जोड़ की वाइंडिंग अपनी इन्सुलेशन सीमा के अधिक क़रीब होती है, और उसके वर्तमान तापमान तथा उस सीमा के बीच का अंतर ही क्षणिक स्थिति के लिए बचता है। चूँकि स्टांस से होने वाली गर्मी सतत और हर क़दम पर दोहराई जाने वाली है, पैर क़दमों के बीच उबरने के बजाय एक स्थिर तापमान पठार पर पहुँच जाता है, और वह पठार एक घंटे में नहीं बल्कि कुछ मिनटों में पहुँच जाता है। क्वाड्रुपेड रोबोट के जोड़ों के लिए BLDC मोटर पर इसका व्यावहारिक नतीजा यह है कि पीक स्तंभ को स्थिर-अवस्था संचालन के लिए डी-रेट करना चाहिए, और कितना डी-रेट करना है यह ठीक वही है जो निर्माता से पूछना पड़ता है, क्योंकि इन पाँचों अभिलेखों में से कोई भी अपने तापीय आँकड़ों के लिए ड्यूटी दायरा, परिवेश संबंधी मान्यता या माउंटिंग की शर्त प्रकाशित नहीं करता।

ऊष्मा असल में कहाँ से निकलती है

इंटीग्रेटेड मॉड्यूल के पास एक ही ऊष्मा पथ उपलब्ध होता है: अपने ही आवरण से होकर उस चीज़ में चालन जिस पर वह बोल्ट किया गया है। सीलबंद पैर के भीतर न कोई पंखा है, न उल्लेख करने लायक़ वायुप्रवाह, और स्टांस के दौरान ऊष्मा बाँटने के लिए कोई स्व-प्रेरित गति भी नहीं। व्यावहारिक नतीजा यह है कि वही एक्चुएटर दो अलग उत्पादों जैसा व्यवहार करता है, इस पर निर्भर करते हुए कि वह पतले पॉलिमर खोल में बोल्ट किया गया है या हीटसिंक का काम करने वाले मशीन किए हुए एल्युमिनियम घुटना ब्लॉक में जकड़ा गया है, और यह अंतर इतना बड़ा है कि चुनाव पर हावी हो जाता है। इस मार्गदर्शिका में यह अकेली ऐसी आवश्यकता है जो पूरी तरह मोटर के बाहर पूरी होती है, और इसीलिए निर्माता के तापीय आँकड़े - जो परीक्षण रिग पर, स्थिर हवा में, ऐसी माउंटिंग व्यवस्था में लिए गए हैं जिसे इंटीग्रेटर दोहराएगा नहीं - बातचीत के बिना भविष्यवाणियों की तरह नहीं माने जा सकते।

पाँच CubeMars एक्चुएटर, एक ही विनिर्देश कुल के रूप में

नीचे की तालिका पाँच CubeMars रोबोटिक एक्चुएटरों को एक ही विनिर्देश कुल की तरह पढ़ती है, द्रव्यमान के क्रम में, क्योंकि द्रव्यमान वही अक्ष है जिसके साथ पैर अभियांत्रिक किया जाता है: घुटने पर जोड़ा गया हर ग्राम उसके ऊपर वाले कूल्हे पर चुकाया जाता है। हर आँकड़ा इस प्लेटफ़ॉर्म के उत्पाद अभिलेखों से लिया गया निर्माता का प्रकाशित मान है, और आसपास के पाठ में हर व्युत्पन्न आँकड़ा अंकगणित बताया गया है। ध्यान रहे कि पाँचों में से दो 24 V और 48 V दोनों के लिए कार्यबिंदु प्रकाशित करती हैं, और यह कि प्रकाशित गति आँकड़े आउटपुट-पक्ष के हैं - पहले ही रिडक्शन अनुपात से भाग दिए गए, जैसा ऊपर दिखाया गया है।

पाँच CubeMars रोबोटिक एक्चुएटरों के लिए, जो क्वाड्रुपेड रोबोट अनुप्रयोग से जुड़े हैं, प्रकाशित रिडक्शन अनुपात, रेटेड तथा पीक टॉर्क, रेटेड धारा, रेटेड टॉर्क पर आउटपुट गति और द्रव्यमान। रेटेड टॉर्क मोटर की तापीय सीमाओं के भीतर सतत आँकड़ा है; पीक टॉर्क अल्पकालिक आँकड़ा है। एक अकेला गति आँकड़ा 48 V यूनिट को दर्शाता है; जोड़ीदार आँकड़े पहले 24 V और फिर 48 V हैं। ड्यूटी दायरा, परिवेश संबंधी मान्यता, माउंटिंग की शर्त और किसी भी टॉर्क आँकड़े के पीछे का तापीय प्रतिरोध अभिलेख में नहीं बल्कि निर्माता की डेटाशीट में हैं, और AK60-6 V3.0 KV80 के बैकलैश आँकड़े के बारे में भी यही बात है।

पाँचों को एक साथ पढ़ने पर तीन बातें उभरती हैं। पहली यह कि टॉर्क का क्रम द्रव्यमान के क्रम का कितना कम अनुसरण करता है। 570 g की यूनिट 621 g की यूनिट से अधिक रेटेड टॉर्क और लगभग उतना ही पीक प्रकाशित करती है, क्योंकि उसका 8:1 स्टेज और उसकी 230 W रेटिंग पड़ोसी के 10:1 स्टेज और 230 W रेटिंग से अलग बैठते हैं; एक ही शक्ति वाली दो यूनिटें टॉर्क-गति वक्र पर अलग-अलग जगह बैठती हैं क्योंकि अनुपात अलग है। इसलिए अकेला द्रव्यमान इस परिवार में क्षमता का कमज़ोर प्रॉक्सी है, और अनुपात का स्तंभ ही इसे समझाता है।

दूसरी यह कि धारा का स्तंभ प्रति न्यूटन-मीटर क़ीमत के बारे में क्या कहता है। टॉर्क में सबसे सघन दो यूनिटें - 570 g और 960 g वाली - सतत टॉर्क के प्रति न्यूटन-मीटर सबसे सस्ती भी हैं, लगभग 0.69 A/Nm और लगभग 0.59 A/Nm पर, जबकि सबसे हल्की यूनिट लगभग 1.27 A/Nm पर सबसे महँगी में से है। पैटर्न आकार के बजाय अनुपात का अनुसरण करता है: ऊँचा अनुपात छोटी मोटर को कम धारा पर दिया हुआ टॉर्क थामने देता है, और यह बचत मुफ़्त नहीं है, क्योंकि इसकी क़ीमत आउटपुट गति में और इस बात में चुकाई जाती है कि हर लैंडिंग स्टेज से कितना भार गुज़ारती है।

तीसरी यह कि पाँचों में से दो के लिए शक्ति और गति का अंकगणित पूरी तरह मेल नहीं खाता। रेटेड टॉर्क को रेटेड गति से गुणा करके बदलने पर तीन यूनिटों के लिए प्रकाशित रेटेड शक्ति के लगभग एक प्रतिशत के भीतर आँकड़ा मिलता है - AK80-9 V3.0 KV100 पर 368 W, AK10-9 V2.0 KV60 पर 430 W, और AK60-6 V3.0 KV80 अपने 24 V कार्यबिंदु के विरुद्ध 74 W - पर AK80-8 KV60 के लिए प्रकाशित आँकड़े से लगभग 11 प्रतिशत ऊपर बैठता है और AK70-10 KV100 के लिए 48 V पर उससे लगभग 17 प्रतिशत ऊपर। ये आख़िरी दो अंतराल अंकगणित की ग़लतियाँ नहीं हैं; ये इस बात का संकेत हैं कि उन अभिलेखों में रेटेड शक्ति, रेटेड टॉर्क और रेटेड गति अलग-अलग शर्तों में ली गई थीं, और जोड़ का आकार उनके विरुद्ध तय करने से पहले यही वह चीज़ है जिसे निर्माता को लिखित रूप से बताना चाहिए।

पाँचों को एक ही पैर पर पढ़ना

क्वाड्रुपेड का पैर एक छोटी श्रृंखला है, और आवश्यकता उस पर बदलती रहती है: एब्डक्शन और एडक्शन कम टॉर्क के विरुद्ध थोड़ा चलते हैं पर श्रृंखला के ऊपरी सिरे पर बैठते हैं जहाँ उनका द्रव्यमान ढोया जाता है; कूल्हे का फ़्लेक्शन जोड़ शरीर का भार ढोता है और क़दम चलाता है; घुटना दोनों काम जोड़ता है और लैंडिंग झेलता है। पाँचों यूनिटें उसी श्रृंखला पर बँटती हैं।

380 g वाला सिरा: एब्डक्शन और एडक्शन

AK60-6 V3.0 KV80 यहाँ की सबसे छोटी यूनिट है, 380 g, 79 mm व्यास और 43 mm लंबे आवरण में, और यह 24 V या 48 V पर 6:1 स्टेज से 3 Nm रेटेड तथा 9 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करती है, साथ में 24 V पर 233 rpm रेटेड और 320 rpm नो-लोड आउटपुट या 48 V पर 490 rpm रेटेड और 640 rpm नो-लोड। इसकी रेटेड शक्ति 74 W और रेटेड धारा 3.8 A है, तथा पीक धाराएँ 24 V पर 10.3 A और 48 V पर 11.2 A प्रकाशित हैं। कूल्हे के रोल या यॉ अक्ष के रूप में यह काग़ज़ पर उस भूमिका में क़रीब से फ़िट बैठती है: यह यहाँ की सबसे हल्की यूनिट है, 48 V पर लगभग 2940 डिग्री प्रति सेकंड रेटेड आउटपुट के साथ बड़े अंतर से सबसे तेज़ है, और एब्डक्शन जोड़ मामूली भार के विरुद्ध दसियों डिग्री चलता है। आपत्तियाँ वही दो हैं जो पहले बताई गईं - इस कुल में प्रति न्यूटन-मीटर सबसे ऊँची धारा क़ीमत, लगभग 1.27 A/Nm, और प्रकाशित बैकलैश आँकड़े का अभाव। इनमें से कोई भी इसे अयोग्य नहीं ठहराती; दोनों ही ऑर्डर देने से पहले बंद किए जाने वाले सवाल हैं।

490 g की श्रेणी: हल्की मशीन पर घुटना और कूल्हे का फ़्लेक्शन

AK80-9 V3.0 KV100 का द्रव्यमान 490 g है, 98 mm व्यास के आवरण में जो केवल 38.5 mm लंबा है - इस कुल की सबसे छोटी लंबाई, जो वहाँ मायने रखती है जहाँ दो मॉड्यूल जाँघ की कड़ी के दोनों ओर बैठते हैं - और यह 48 V पर 9:1 स्टेज से 9 Nm रेटेड तथा 22 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करती है, साथ में 390 rpm रेटेड और 570 rpm नो-लोड आउटपुट, 368 W रेटेड शक्ति, 12 A रेटेड धारा और 0.25° बैकलैश। 98 mm पर इसका 490 g इसे बीस से चालीस किलोग्राम श्रेणी की मशीन पर कूल्हे के फ़्लेक्शन और घुटने की जोड़ी के लिए स्वाभाविक उम्मीदवार बनाता है, जहाँ स्टांस टॉर्क 9 Nm के भीतर रहता है और क़दम को तेज़ होने की ज़रूरत नहीं पड़ती। आपत्ति धारा है: 12 A रेटेड इस कुल में सबसे ऊँची है, और उनमें से बारह एक साथ काम करने पर सैद्धांतिक रूप से 4416 W खींचेंगी, इसलिए इस यूनिट पर बनी मशीन को ऐसा पैक और तापीय डिज़ाइन चाहिए जो विरासत में मिलने के बजाय साथ-साथ तय किए गए हों।

570 g की श्रेणी: जहाँ आवरण के बजाय ड्यूटी तय करती है

AK80-8 KV60 570 g पर बैठती है, 98 mm व्यास और 43.9 mm लंबे आवरण में, और 48 V पर 8:1 स्टेज से 10 Nm रेटेड तथा 25 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करती है, साथ में 243 rpm रेटेड और 360 rpm नो-लोड आउटपुट, 230 W रेटेड शक्ति, 6.9 A रेटेड धारा और 0.38° बैकलैश। अपने पड़ोसियों के बग़ल पढ़ने पर यह तालिका की सबसे संतुलित प्रविष्टि है और वही है जिसका चुनाव आवरण के बजाय ड्यूटी पर निर्भर करता है। यह अपने नीचे वाली 621 g की यूनिट से थोड़ा अधिक रेटेड टॉर्क प्रकाशित करती है जबकि थोड़ी कम धारा खींचती है, और वह टॉर्क छोटे अनुपात से पाती है, इसलिए अधिक आउटपुट गति रखती है - उसी बस पर 310 rpm के विरुद्ध 243 rpm, पर केवल 230 W से, जबकि दूसरी यूनिट भी 230 W की है, और यही वह जोड़ी है जो ऊपर बताया गया मेल-अंतर पैदा करती है। जहाँ कोई प्लेटफ़ॉर्म कूल्हे और घुटने पर एक ही पार्ट नंबर चाहता है और अपने माउंटिंग ब्लॉक ख़ुद मशीन करने को तैयार है, वहाँ पहले इसी यूनिट की लागत निकालनी चाहिए।

621 g की श्रेणी: कुल का सबसे कसा स्टेज

AK70-10 KV100 621 g की यूनिट है, 89 mm व्यास और 50.25 mm लंबे आवरण में, जो 24 V या 48 V पर 10:1 स्टेज से 8.3 Nm रेटेड तथा 24.8 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करती है, साथ में 24 V पर 148 rpm रेटेड और 240 rpm नो-लोड आउटपुट या 48 V पर 310 rpm रेटेड और 480 rpm नो-लोड। रेटेड शक्ति 230 W और रेटेड धारा 7.2 A है। इस कुल में इसकी पहचान 0.2° बैकलैश है, यहाँ का सबसे कसा आँकड़ा, और इसका 10:1 स्टेज सबसे ऊँचा है - जो साथ मिलकर ऐसी मशीन की ओर इशारा करते हैं जिसका नियंत्रक पैर को सीधे मापे बिना यह जानने पर निर्भर करता है कि वह कहाँ है। यह इस कुल में सबसे हल्की यूनिट के साथ-साथ पीक और रेटेड टॉर्क के बीच सबसे चौड़ा अनुपात भी रखती है, लगभग 3.0, इसलिए इसके पास सबसे बड़ा सांकेतिक क्षणिक रिज़र्व है; वह रिज़र्व सतत संचालन में बचता है या नहीं, यह उन सवालों में से है जिन्हें अभिलेख खुला छोड़ देता है। निर्माता इस यूनिट की गतिक रोबोटिक्स में एक प्रदर्शन रील प्रकाशित करता है, जो नीचे जोड़ी गई है।

960 g वाला सिरा: भारी मशीन, या भारी पेलोड

AK10-9 V2.0 KV60 यहाँ की सबसे बड़ी यूनिट है, 960 g, 98 mm व्यास और 61.7 mm लंबे आवरण में, जो 24 V या 48 V पर 9:1 स्टेज से 18 Nm रेटेड तथा 48 Nm पीक टॉर्क प्रकाशित करती है, साथ में 24 V पर 109 rpm रेटेड और 160 rpm नो-लोड आउटपुट या 48 V पर 228 rpm रेटेड और 320 rpm नो-लोड। रेटेड शक्ति 430 W, रेटेड धारा 10.6 A और पीक धारा 29.8 A है, साथ में 0.33° बैकलैश और दोहरे एन्कोडर, यानी वह व्यवस्था जिसमें एक चैनल रोटर पढ़ता है और दूसरा स्टेज से होकर आउटपुट। यह अपना टॉर्क बाक़ी चार से अलग तरीक़े से बनाती है: ऊँचे अनुपात के बजाय वह उसी 9:1 पर बड़ी मोटर इस्तेमाल करती है, और इसलिए समान टॉर्क वाली अधिक-अनुपात यूनिट से अधिक आउटपुट गति रखती है। यह संयोजन साठ किलोग्राम श्रेणी की मशीन, मैनिपुलेटर या संवेदक शीर्ष ढोने वाले प्लेटफ़ॉर्म, या ऐसे किसी पैर के लिए उपयुक्त है जिसके कूल्हे को भार के विरुद्ध तेज़ी से फैलना हो - पर 960 g पर बारह का एक सेट बाक़ी किसी भी चीज़ से पहले 11.52 kg एक्चुएटर बन जाता है, और यही वह संख्या है जो आम तौर पर डिज़ाइनर को इस तालिका के बीच में वापस भेज देती है।

ये पैर एक्चुएटर किन क्वाड्रुपेड प्लेटफ़ॉर्मों के लिए उपयुक्त हैं

सभी पाँच यूनिटें ToBMS पर क्वाड्रुपेड रोबोट अनुप्रयोग से जुड़ी हैं, जो दर्शाता है कि ड्यूटी कितनी संकरी है: क्वाड्रुपेड के पैर जोड़, जिनकी बाध्यकारी अड़चन पीक आउटपुट के बजाय बार-बार आने वाला स्टांस भार है।

निरीक्षण और सर्वेक्षण प्लेटफ़ॉर्म

आज तैनात क्वाड्रुपेडों का सबसे बड़ा एकल समूह औद्योगिक स्थलों - रिफ़ाइनरियों, सबस्टेशनों, निर्माण स्थलों, ऑफ़शोर डेकों - पर चलता है और कैमरे, तापीय इमेजर या गैस संवेदक ढोता है। ड्यूटी धीमी, सतत और लंबी होती है: मशीन एक बार में एक घंटे तक अपने पैरों पर रह सकती है, गेज पढ़ने के लिए बार-बार खड़ी होती है, और सीढ़ियाँ चढ़ती या केबल लाइनों के ऊपर से क़दम रखती है। यह ऊपर बताए गए स्टांस-स्थिरावस्था प्रोफ़ाइल से लगभग बिल्कुल मेल खाता है, जिससे पीक टॉर्क के बजाय रेटेड टॉर्क और रेटेड धारा आकार तय करने वाले आँकड़े बन जाते हैं, और इससे इस तालिका का मध्य - 490 g और 570 g वाली यूनिटें - वह सामान्य शुरुआती बिंदु बन जाता है जहाँ मशीन बीस से चालीस किलोग्राम के दायरे में बैठती है।

शोध और शैक्षणिक प्लेटफ़ॉर्म

पैरों वाली चाल के शोध को ऐसे जोड़ चाहिए जिन्हें एक क्षण कड़ा आदेश दिया जा सके और अगले क्षण बैकड्राइव किया जा सके, जिनका प्रकाशित फ़ीडबैक लूप बंद करने के लिए उपलब्ध हो, और वह जो अधिक विस्तार से प्रलेखित है उसे अधिक कसकर अनुकूलित चीज़ पर तरजीह देता है। सभी पाँच यूनिटें FOC ड्राइव, KV, Ke और पोल पेयर प्रकाशित करती हैं, और AK10-9 V2.0 KV60 अतिरिक्त रूप से दोहरे एन्कोडर रखती है, इसलिए उसके 9:1 स्टेज के दोनों पक्ष पढ़े जा सकते हैं। जहाँ कोई परियोजना उत्पाद बनाने के बजाय नियंत्रण बना रही हो, वहाँ वह प्रलेखन टॉर्क घनत्व के आख़िरी दस प्रतिशत से अधिक क़ीमती है।

कृषि और बाहरी पैरों वाली मशीनें

कृषि की ज़मीन यहाँ सबसे कठोर सेवा है: नरम मिट्टी, ढलानें, मलबा और नमी - ये सब स्टांस टॉर्क को अनुमान से बाहर धकेलते हैं और जोड़ पर सीलिंग माँगते हैं। ये हालात इस कुल की सबसे छोटी यूनिट के विरुद्ध जाते हैं, जिसका 3 Nm रेटेड आँकड़ा पैर धँसने पर बहुत कम गुंजाइश छोड़ता है, और 570 g तथा 621 g वाली यूनिटों के पक्ष में जाते हैं जिनका रेटेड टॉर्क तुलनीय धारा खपत पर ऊँचा बैठता है। यह वही ड्यूटी है जहाँ प्रकाशित बैकलैश अपनी जगह कमाता है, क्योंकि ऊबड़-खाबड़ ज़मीन पर क़दम रखने वाला पैर यह नहीं मान सकता कि उसका पाँव वहीं उतरा जहाँ नियंत्रक ने अपेक्षा की थी।

पहियेदार-पैरों वाले और संकर प्लेटफ़ॉर्म

एक बढ़ता वर्ग हर पैर के सिरे पर पहिया लगाता है, जो सपाट ज़मीन पर लुढ़कता है और बाधाओं के ऊपर से क़दम रखता है। ड्यूटी दो हिस्सों में बँट जाती है: लुढ़कते समय बहुत कम टॉर्क के लंबे दौर, जो बीच-बीच में मशीन के क़दम रखने पर छोटी, कड़ी क्षणिक स्थितियों से टूटते हैं। यह किसी एक सिरे के लिए अनुकूलित यूनिट के बजाय मज़बूत सतत आँकड़ों और उदार पीक-से-रेटेड दायरे वाली यूनिट के पक्ष में जाता है, और इस परिवार के पहियेदार पक्ष पर जमा अनुभव यहाँ अच्छी तरह काम आता है - व्हील रोबोट और AGV अनुप्रयोग ड्यूटी के उस सिरे को कवर करते हैं।

क्वाड्रुपेड के पैर के लिए आकार तय करने का क्रम

तीन चरण अधिकांश फ़ैसला उठाए रखते हैं, इसी क्रम में, क्योंकि हर एक संकरा कर देता है कि अगले को क्या देना है।

टॉर्क से पहले चाल की ड्यूटी तय करें

किसी भी मॉडल नंबर से पहले लिख लें: पेलोड समेत मशीन का द्रव्यमान, सबसे बुरी मुद्रा में पैर और उसका मोमेंट आर्म, चाल और कैडेंस, स्टांस अंश, और सबसे बुरे क्षण पर कितने पैर ज़मीन पर हैं। इनसे हर जोड़ पर सतत स्टांस टॉर्क, टचडाउन और पुश-ऑफ़ पर पीक क्षणिक स्थिति, और हर चरण की माँगी गई जोड़-यात्रा निकालें। इस तिकड़ी की - सतत, क्षणिक, यात्रा - तुलना इस तालिका के तीन स्तंभों से की जाती है, और बीच वाली को छोड़ देना ही वह रास्ता है जिससे मशीन के पैर मुद्रा तो थाम लेते हैं पर लैंडिंग पर चूक जाते हैं।

दूसरे, बस और बारह जोड़ों का योग तय करें

यूनिटों की तुलना करने से पहले बस वोल्टेज चुनें, क्योंकि कई यूनिटें 24 V और 48 V पर अलग-अलग आँकड़े प्रकाशित करती हैं और तुलना का आकार इस पर बदल जाता है कि कौन-सा लागू होता है: AK60-6 V3.0 KV80 दोनों के बीच अपनी आउटपुट गति लगभग दुगुनी कर देती है, और AK70-10 KV100 तथा AK10-9 V2.0 KV60 समान या छोटे गुणकों से बदलती हैं। फिर चुनी गई यूनिट की रेटेड धारा को सभी बारह अक्षों पर जोड़ें और उसकी तुलना पैक के सतत डिस्चार्ज से तथा शरीर की ऊष्मा निकालने की क्षमता से करें। जो यूनिट प्रति-जोड़ तुलना जीतती है वह अकेले इस चरण पर सिस्टम की तुलना हार सकती है।

रेटिंग का आधार लिखित रूप में लें

छोटी सूची में आई यूनिट के लिए निर्माता से पूछें: पीक टॉर्क का आँकड़ा कितनी देर थामा जा सकता है और कितनी बार दोहराया जा सकता है; रेटेड टॉर्क और रेटेड शक्ति किस परिवेश और किस माउंटिंग व्यवस्था को मान लेते हैं; ड्राइव में पीक धारा की सीमा किस पर तय है; प्रकाशित बैकलैश आँकड़ा अधिकतम है या सामान्य मान; और वाइंडिंग से आवरण तक तापीय प्रतिरोध कितना है। नीचे के पाँच अभिलेखों में से चार कोई ड्यूटी दायरा ही प्रकाशित नहीं करते, दो अपने ही शक्ति, टॉर्क और गति स्तंभों के बीच अपूर्ण रूप से मेल खाते हैं, और एक में कोई बैकलैश आँकड़ा नहीं है, इसलिए इनमें से कोई सवाल दिखावे का नहीं है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

आधिकारिक संसाधन

CubeMars प्लेटफ़ॉर्म के संसाधन अनुभाग के अंतर्गत एकत्र एक्चुएटर परासों के लिए उत्पाद दस्तावेज़ प्रकाशित करता है, और हर मॉडल का एक आधिकारिक पृष्ठ है जिस पर उसका पूरा विनिर्देश, प्रदर्शन वक्र और माउंटिंग चित्र होते हैं - प्रवेश बिंदु निर्माता की उत्पाद श्रृंखला है, और इस मार्गदर्शिका के पाँच एक्चुएटर अलग-अलग प्रलेखित हैं, जिनमें AK80-8 KV60 और AK10-9 V2.0 KV60 शामिल हैं। टॉर्क वक्रों, तापीय रेटिंगों, बैकलैश के आधार और ड्राइव विन्यास के लिए सत्य का स्रोत निर्माता ही रहता है; ToBMS खोज परत को खोजने योग्य और तुलनीय बनाए रखता है, और इस मार्गदर्शिका में इस्तेमाल आँकड़े प्लेटफ़ॉर्म के उत्पाद अभिलेखों में रखे प्रकाशित मान हैं।

आगे कहाँ जाएँ

इस मार्गदर्शिका का सबसे नज़दीकी साथी ह्यूमनॉइड रोबोट के लिए BLDC मोटर: टॉर्क, गति और आकार का मिलान है, जो उसी परिवार की आठ अलग यूनिटों को द्विपाद जोड़-श्रृंखला के विरुद्ध पढ़ती है - यहाँ का उपयोगी प्रतिबिंदु, क्योंकि ह्यूमनॉइड को भी संतुलन बनाना होता है और उसका भी स्टांस चरण होता है, और दोनों को साथ पढ़ने से उन बाध्यताओं को अलग किया जा सकता है जो सामान्य रूप से पैरों वाली मशीनों की हैं और उनसे जो ख़ास तौर पर चार पैरों की हैं। रोबोटिक एक्चुएटर: रोबोट जोड़ों के लिए एकीकृत एक्चुएटर का चयन उस वर्ग को कवर करती है जिससे यह चयन लिया गया, और जॉइंट मॉड्यूल कैसे चुनें: 190 g से 1.4 kg तक पाँच CubeMars एक्चुएटर उसी हार्डवेयर तक चाल के बजाय जुड़े हुए जोड़ से पहुँचती है।

जहाँ चर्चा ख़ास तौर पर अनुपात की ओर मुड़ती है, वहाँ क्वाज़ी डायरेक्ट ड्राइव एक्चुएटर: 8:1 अनुपात से क्या मिलता है बताती है कि कम-अनुपात स्टेज प्रतिबिंबित जड़त्व, पारदर्शिता और बैकड्राइव क्षमता में क्या बदलता है, और यही वह सौदा है जो यहाँ की हर तालिका के रिडक्शन स्तंभ के भीतर छिपा है। मोटर वर्गों के आपसी संबंध के व्यापक संदर्भ के लिए BLDC मोटर: brushless DC मोटर प्रकार, विनिर्देश और चयन की गाइड इंटीग्रेटेड एक्चुएटर को बाक़ी श्रेणियों के बीच रखती है।

शोध करने के बजाय छोटी सूची बनाने के लिए उम्मीदवारों को टॉर्क, वोल्टेज, द्रव्यमान और आवरण के आधार पर चयन में छानें और फिर उन्हें उत्पाद तुलना में एक-दूसरे के सामने रखें। संबंधित जोड़ वर्ग प्लेटफ़ॉर्म के क्वाड्रुपेड रोबोट, ह्यूमनॉइड रोबोट, व्हील रोबोट, जॉइंट मॉड्यूल और एक्सोस्केलेटन अनुप्रयोगों में समूहित हैं। रोबोटिक एक्चुएटर श्रेणी में यहाँ तुलना की गई सभी पाँच यूनिटें हैं, और CubeMars पृष्ठ बाक़ी परास को एकत्र करता है।