Torsi Kontinu vs Torsi Puncak: Siklus Kerja, Batas Termal, Kurva Torsi-Kecepatan

Setiap lembar data motor BLDC pada akhirnya menyusut menjadi satu gambar: kurva torsi-kecepatan, sebuah garis yang turun ketika kecepatan naik. Gambar yang sama memuat dua angka yang sering kali tertukar - torsi kontinu, yaitu torsi yang dapat ditahan motor selama ia masih berada di dalam rating termalnya, dan torsi puncak, yaitu torsi yang dapat diberikannya selama satu jendela singkat dan tidak lebih dari itu. Memisahkan keduanya adalah soal membaca kurva torsi-kecepatan sebagaimana kurva itu digambar: sebagai batas elektrikal yang disertai sebuah pertanyaan termal. Tulisan ini mengikuti garis itu melalui enam modul CubeMars, dari aktuator sendi beroda gigi 64:1 hingga motor gimbal penggerak langsung, dan menguraikan apa yang dijanjikan kurva itu, apa yang tidak dinyatakannya, dan bagaimana angka-angka di baliknya diinterogasi.

Apa yang Ditunjukkan Kurva Torsi-Kecepatan

Kurva torsi-kecepatan memplot torsi keluaran terhadap kecepatan rotasi. Torsi berada pada sumbu vertikal, kecepatan pada sumbu horizontal, dan wilayah kerja motor terletak di bawah sebuah garis yang mulai tinggi di kiri - kecepatan rendah, torsi tinggi - lalu turun ke kanan sampai memotong sumbu kecepatan pada kecepatan tanpa beban. Setiap titik di bawah garis itu, pada prinsipnya, adalah kombinasi torsi dan kecepatan yang dapat dioperasikan motor. Garis itu sendiri adalah batasnya, dan semua yang dilakukan insinyur seleksi terhadap sebuah lembar data bermula dari membaca batas itu dengan benar - dan itulah yang dilatih bagian selanjutnya dari tulisan ini pada baris-baris kurva torsi-kecepatan enam modul nyata.

Dua sumbu dan dua batas

Dua batas yang terpisah membentuk gambar itu. Yang pertama bersifat elektrikal. Ketika rotor berputar semakin cepat, back EMF yang dibangkitkan di dalam kumparan naik, ruang tegangan yang tersisa untuk mengalirkan arus ke dalam fasa menyusut, dan torsi yang dapat dipertahankan penggerak ikut turun. Itulah asal mula kemiringan ke bawah itu. Batas kedua bersifat termal. Arus yang mengalir melalui resistansi tembaga membuang panas ke dalam kumparan; kotak roda gigi menambahkan rugi geseknya sendiri; dan setiap komponen memiliki suhu yang tidak boleh dilampaui agar materialnya - isolasi, magnet, pelumas - dapat bertahan. Pada sebuah kurva torsi-kecepatan hanya batas yang pertama dari keduanya yang digambar. Rating torsi kontinu terbitan menggambarkan torsi yang ditetapkan dapat ditahan sebuah modul pada kondisi operasi dan termal yang dinyatakan produsen: batas elektrikal membatasi torsi yang tersedia pada kecepatan tertentu, batas termal membatasi berapa banyak dari kemampuan itu yang dapat dipertahankan sepanjang waktu, dan pada aktuator terintegrasi, rugi kotak roda gigi serta batas penggerak atau komponen turut membentuk wilayah kontinu yang dapat dipakai. Baris itulah yang memisahkan angka yang dapat disandari sebuah sendi sepanjang hari dari angka yang hanya dapat dikunjunginya.

Kurva torsi-kecepatan yang digambar dari batas elektrikal saja karena itu adalah dokumen yang optimistis. Kurva itu menjawab apa yang dapat dipaksakan penggerak kepada motor; ia tidak menjawab berapa lama motor dapat terus melakukannya. Separuh termal dari jawabannya berada pada baris-baris terpisah - arus nominal, kenaikan suhu, siklus kerja - dan pada celah antara angka torsi kontinu dan angka torsi puncak. Membaca kurva torsi-kecepatan berarti membaca kedua separuh itu bersama-sama, dan separuh yang kedua itulah yang disembunyikan garis itu sendiri.

Mengapa garis itu miring ke bawah

Kemiringan kurva torsi-kecepatan bukanlah kelemahan motor; itu adalah konsekuensi dari tegangan bus yang tetap. Pada keadaan diam, back EMF bernilai nol, sehingga penggerak tidak harus mengatasi tegangan yang dibangkitkan oleh kecepatan. Arus dan torsi yang dapat dicapai di titik itu tetap dibatasi oleh pengendali, resistansi kumparan, batas arus penggerak, dan kondisi operasi. Ketika kecepatan naik, back EMF mengonsumsi lebih banyak dari tegangan suplai, lebih sedikit yang tersisa untuk mengalirkan arus, dan torsi yang tersedia turun kira-kira linier sampai kedua tegangan itu seimbang dan tidak ada arus yang tersisa: titik potong itulah kecepatan tanpa beban. Ubah tegangan suplai dan seluruh garis ikut bergerak, dan itulah sebabnya motor yang sama dapat menerbitkan beberapa kurva torsi-kecepatan yang berbeda pada satu lembar data.

Inrunner frameless RI80 V2.0 memperlihatkan efek itu pada tiga tegangan bus. Kecepatan tanpa beban terbitannya berada pada 1480 rpm pada 24 V, 2220 rpm pada 36 V, dan 2960 rpm pada 48 V - stator dan rotor yang sama digambar sebagai tiga kurva torsi-kecepatan, masing-masing diregangkan lebih jauh di sepanjang sumbu kecepatan ketika suplai naik. Kecepatan nominal terbitannya bergerak dengan cara yang sama: 1135, 1785, dan 2430 rpm. Modul yang ditetapkan terhadap kurva 24 V tidak akan mencapai kecepatan yang dijanjikan kurva 48 V, dan kurva torsi-kecepatan yang dibaca tanpa tegangan busnya adalah separuh dokumen.

Torsi Kontinu vs Torsi Puncak: Di Mana Garis Itu Berada

Torsi kontinu adalah angka yang ditahan motor sementara suhunya menetap dan tidak naik - beban yang dapat dibawanya untuk seluruh sesi kerja sebuah mesin di dalam rating termalnya. Torsi puncak adalah kelonggaran transien: torsi yang tersedia selama interval singkat ketika sebuah sendi berakselerasi, sebuah kaki menolakkan diri, sebuah gripper menangkap beban. Kedua angka itu adalah dua pembacaan kurva torsi-kecepatan yang sama pada waktu pemajanan yang berbeda, dan mencampuradukkan keduanya adalah kesalahan penentuan ukuran yang paling umum dalam desain sendi. Modul yang ditentukan ukurannya berdasarkan torsi puncak akan kepanasan ketika bebannya bersifat kontinu; modul yang ditentukan ukurannya berdasarkan torsi kontinu saja dapat menjadi lebih berat dan lebih lambat daripada yang dibutuhkan tugas. Kurva torsi-kecepatan yang digambar untuk sendi robot dibaca terhadap pertanyaan itu juga: berapa banyak dari garis itu yang dapat dihuni, dan untuk berapa lama.

Rasio puncak-terhadap-nominal pada enam modul

Bagilah baris torsi puncak terbitan sebuah kurva torsi-kecepatan dengan baris torsi kontinu terbitannya dan keenam modul yang dibandingkan dalam tulisan ini berada dalam pita yang sempit. Aritmetikanya berjalan 120 Nm atas 48 Nm, yaitu 2.5, pada AK80-64 KV80; 72 atas 24, yaitu 3.0, pada AK60-39 V3.0; 53 atas 18, sekitar 2.9, pada AK10-9 V3.0; 5.5 atas 1.8, sekitar 3.1, pada AKE40-6; 4.1 atas 1.45, sekitar 2.8, pada RI80 V2.0; dan 1.5 atas 0.6, kembali 2.5, pada GL60 II. Ini adalah rasio turunan, dihitung dari angka-angka terbitan dan bukan diterbitkan sebagai baris, dan di seluruh sampel ini rasio puncak-terhadap-nominal turunan itu berada pada kisaran sekitar 2.5 hingga 3.1. Kisaran itu menggambarkan keenam modul ini, dan bukan pita spesifikasi yang berlaku umum. Rasio itu bergantung pada arus puncak yang diizinkan penggerak, berapa lama arus itu diizinkan mengalir, massa termal dan pendinginan modul, batas mekanis kotak roda gigi dan tahap keluaran, serta definisi yang diterapkan produsen pada torsi nominal dan torsi puncak. Ketika menilai modul lain, periksalah definisi-definisi itu bersama durasi atau kondisi uji termal yang diterbitkan, dan bukan memperlakukan kisaran ini sebagai tolok ukur lulus-atau-gagal.

Asal tambahan torsi puncak itu adalah arus, bukan kemagnetan. AK60-39 V3.0 menerbitkan arus nominal 4.5 A terhadap arus puncak 17 A; AK10-9 V3.0 menerbitkan 10.7 A terhadap 31.9 A; AKE40-6 menerbitkan 2.5 A terhadap 8 A. Rangkaian magnetik tidak menjadi lebih kuat ketika sebuah modul memasuki zona puncaknya - penggerak hanya mendorong arus yang lebih besar, dan untuk kumparan tertentu pada kondisi yang sebanding, rugi tembaga naik kira-kira dengan kuadratnya. Pengoperasian pada tiga kali arus karena itu berarti sekitar sembilan kali rugi kumparan, dan itulah sebabnya zona puncak memiliki batas waktu sedangkan zona kontinu tidak. Rasio torsi puncak-terhadap-kontinu tidak boleh, bagaimanapun, dibaca sebagai rasio arus secara langsung: konstanta torsi, definisi rating, batas penggerak, dan sisi kotak roda gigi tempat angka-angka itu diukur, semuanya berbeda di antara modul-modul yang dibandingkan di sini. Yang berlaku adalah arah pertukarannya - torsi ekstra dibeli dengan arus ekstra, dan arus dibayar dengan panas.

Konsekuensi seleksi dari biaya itu - berapa banyak torsi yang sebenarnya dibutuhkan sebuah sendi dan ke mana anggaran termal itu pergi - diuraikan dalam Cara Memilih Aktuator Robotik Bertorsi Tinggi, yang membahas ujung torsi tinggi dari pertanyaan yang sama dari sisi penentuan ukuran.

Torsi Nominal, Torsi Stall, dan Jalur Termal

Torsi nominal dan torsi kontinu dipakai bergantian pada sebagian besar lembar data di kelas ini, dan untuk keperluan seleksi praktis keduanya dapat dibaca sebagai pernyataan yang sama: torsi pada saat modul berjalan dalam keadaan termal tunak, wilayah datar kurva torsi-kecepatan yang dapat dihuni sebuah mesin. Torsi stall berbeda. Itu adalah torsi pada kecepatan nol di bawah arus maksimum - ujung kiri atas kurva torsi-kecepatan - dan pada sebuah motor BLDC itu adalah titik yang hanya dapat ditempati kumparan secara singkat, karena kecepatan nol berarti tidak ada pendinginan konvektif dari rotor sementara pemanasan resistif berada pada titik tertingginya. Motor yang menahan torsi stall adalah pemanas yang diberi poros. Lembar data yang mencetak angka stall tanpa durasi sedang mencetak sebuah batas elektrikal dan bukan sebuah titik operasi.

Dari mana panas itu berasal

Tiga sumber panas berada di dalam aktuator beroda gigi, dan masing-masing mendominasi pada sudut yang berbeda dari kurva torsi-kecepatan. Rugi tembaga berskala dengan kuadrat arus dan mendominasi pada kecepatan rendah dan torsi tinggi - zona puncak. Rugi besi berskala dengan kecepatan dan fluks, dan tetap berjalan meskipun motor dibebani ringan. Rugi kotak roda gigi mengikuti torsi yang ditransmisikan dan rasionya, dan mendarat di rumah dan bukan di kumparan, yang menjadi penting karena rumah dan kumparan memiliki konstanta waktu termal yang berbeda. Jalur termal dari setiap sumber ke udara ambien - melalui stator, rumah, flensa pemasangan - menentukan seberapa cepat masing-masing menumpuk. Modul yang dibaut ke rangka aluminium membuang panas secara berbeda dari modul yang sama yang tergantung pada braket cetakan, dan tidak satu pun dari kedua kondisi itu terlihat pada kurva torsi-kecepatan.

Inilah batas jujur dari membaca kurva. Angka torsi kontinu terbitan diukur pada kondisi uji produsen, yang biasanya berarti pemasangan tertentu dan suhu ambien tertentu, dan lembar data jarang menyatakannya kembali. Di tempat aplikasi menyimpang dari kondisi-kondisi itu, angka torsi kontinu yang dapat dipakai bergerak, dan arahnya ke bawah. Itu juga sebabnya baris torsi kontinu, dan bukan baris puncak, yang merespons kualitas pemasangan.

Tegangan bus menggerakkan seluruh kurva

Baris-baris nominal berubah bersama tegangan suplai, dan RI80 V2.0 menerbitkan gambar utuhnya: torsi nominal 1.45 Nm dengan kecepatan nominal 1135, 1785, dan 2430 rpm terhadap 24, 36, dan 48 V. GL60 II KV28 menerbitkan efek yang sama sebagai dua panel pada satu halaman. Pada tegangan kerja 16 V motor gimbal itu mencantumkan torsi puncak 1 Nm dan kecepatan nominal 153 rpm; panel 24 V mencantumkan 1.5 Nm dan 319 rpm. Kedua panel melaporkan massa motor dan susunan 24N28P yang sama sambil menerbitkan kecepatan nominal dan torsi puncak yang berbeda, dan itulah sebabnya tegangan suplai yang ditetapkan harus menjadi bagian dari setiap pembacaan kurva torsi-kecepatan terbitan. Apakah kondisi uji produsen sebaliknya sebanding tidak dinyatakan pada halaman itu, sehingga seluruh perbedaan itu tidak boleh dikaitkan dengan tegangan saja sebelum hal itu dikonfirmasi. Ketika dua lembar data tidak sependapat tentang motor yang serupa, tegangan bus tempat kurva itu digambar adalah salah satu hal pertama yang harus diperiksa.

Pada bus 48 V fisika yang sama menaikkan kecepatan dan mengubah gambar sistem dengan cara yang melampaui motor itu sendiri, dan kendala-kendala itu - ketersediaan suplai, keselamatan, kompatibilitas penggerak - diuraikan dalam Aktuator Robotik 48 V: Model, Manfaat Kinerja, dan Kendala Sistem.

Siklus Kerja: Berapa Lama Torsi Puncak Bertahan

Angka torsi puncak tanpa durasi adalah janji tanpa penunjuk waktu, dan kurva torsi-kecepatan itu sendiri diam tentang waktu: ia menunjukkan apa yang dapat diperintahkan penggerak, dan tidak mengatakan apa pun tentang seberapa sering atau berapa lama. Durasi itu ditetapkan oleh kenaikan termal: kumparan memanas menuju batasnya pada laju yang bergantung pada kuadrat arus, dan zona puncak berakhir ketika suhu mencapai titik itu. Sebagian besar halaman modul di kelas ini tidak mencetak satu angka pun untuknya, karena jawaban yang jujur bergantung pada keadaan termal awal modul, cara modul itu dipasang, dan apa yang terjadi di antara peristiwa puncak. Siklus kerja adalah jembatan antara separuh elektrikal dan separuh termal dari kurva torsi-kecepatan, dan itu adalah tempat profil beban bertemu dengan batas-batas modul. Yang diterbitkan halaman-halaman itu sudah cukup untuk bernalar: angka kontinu sebagai jangkar tunak, pasangan arus sebagai pengali pemanasan, dan pada beberapa halaman titik-titik operasi terukur yang menggambarkan zona yang ditahan secara langsung.

Membaca tabel kenaikan suhu

Halaman AKE40-6 KV90 mencantumkan titik-titik operasi terukur dan bukan sebuah kurva yang digambar: 1.5 Nm pada 260 rpm, 2 Nm pada 233 rpm, dan 2.5 Nm pada 206 rpm. Dibaca bersama-sama, ketiga titik itu menunjukkan torsi yang ditahan naik ketika kecepatan tempat torsi itu dilaporkan turun. Ketiganya menggambarkan kinerja operasi yang dilaporkan pada tiga kombinasi torsi dan kecepatan itu. Dengan sendirinya ketiganya bukanlah kurva torsi-kecepatan yang lengkap, bukan spesifikasi durasi torsi puncak, dan bukan batas siklus kerja, dan halaman itu tidak menerbitkan durasi uji, pemasangan, atau kondisi ambien di baliknya. Sebelum titik-titik itu dihadapkan pada angka kontinu 1.8 Nm dan puncak 5.5 Nm yang diterbitkan, definisi dan kondisi uji di balik masing-masing rating itu perlu dikonfirmasi kepada produsen. Yang disediakan halaman itu memang tidak biasa: titik-titik terukur dan bukan satu angka utama, yang darinya bagian yang ditahan dari kurva torsi-kecepatan dapat diperkirakan dan bukan diasumsikan.

Untuk mesin yang sedang bergerak, siklus kerja adalah aritmetika gaya berjalan. Kaki robot berkaki empat meminta torsi tinggi selama fase tumpu dan hampir tidak meminta apa pun selama fase ayun, sehingga sendi menghabiskan sebagian kecil dari setiap langkah di zona puncak dan sisinya untuk mendingin - bagaimana anggaran itu digambar di seluruh siklus gaya berjalan, dan apa yang dilakukannya terhadap torsi, kecepatan, dan batas termal motor-motor itu, diuraikan dalam Memilih motor BLDC untuk robot berkaki empat: torsi, kecepatan dan batas termal. Aritmetika yang sama berlaku pada manipulator yang menangkap beban, eksoskeleton yang membantu perubahan langkah, atau aplikasi apa pun yang bebannya adalah rangkaian peristiwa dan bukan nilai tetap. Angka yang ditetapkan gaya berjalan adalah persyaratan torsi kontinu yang pertama dan persyaratan torsi puncak yang kedua, dan hanya yang pertama dari keduanya yang merupakan tempat pada kurva torsi-kecepatan yang dapat dihuni.

Membaca Kurva Torsi-Kecepatan pada Lembar Data Nyata

Tabel spesifikasi memampatkan kurva torsi-kecepatan menjadi baris-baris, dan pemampatan itu kehilangan konteks kecuali pembaca mengetahui sisi kotak roda gigi yang mana setiap baris diukur dan tegangan bus yang mana yang diasumsikan setiap baris - dua bagian konteks yang tidak dapat dibawa kurva torsi-kecepatan di dalam sel tabel. Baris torsi kontinu dan torsi puncak di bawah direproduksi persis seperti yang diterbitkan. Keenam modul mencakup spektrum penuh - reduksi dalam 64:1, menengah 39:1, dangkal 9:1, quasi direct drive 6:1, dan dua motor penggerak langsung tanpa tahap sama sekali - yang menjadikan tabel itu sendiri sebuah latihan membaca.

Enam modul sebagai satu himpunan spesifikasi

Baris-baris sebagaimana diterbitkan pada masing-masing halaman produk produsen, dengan angka multi-tegangan direproduksi persis seperti yang tercetak: AK80-64 menerbitkan satu kecepatan nominal untuk setiap tegangan bus dan RI80 satu untuk setiap langkah tegangan bus. Kecepatan nominal keempat aktuator terintegrasi adalah angka sisi keluaran, diambil di belakang tahap reduksi; kedua motor penggerak langsung menerbitkan kecepatan sisi motor. Nama model memuat nilai KV, sehingga tidak ada kolom KV terpisah yang diberikan. Angka-angka ini direproduksi dari halaman produsen yang dikutip; definisi rating dan kondisi uji dapat berbeda antarmodel, dan torsi puncak diterbitkan tanpa durasi pada halaman-halaman ini, sehingga tabel ini adalah perbandingan spesifikasi dan bukan tolok ukur kinerja terkendali. Konfirmasilah kondisi operasi dan batas pengukuran sebelum mempergunakan nilai-nilai itu untuk menentukan ukuran sistem.

Bacalah kolom-kolom torsi ke bawah dan kisah reduksi itu menceritakan dirinya sendiri. AK80-64 menerbitkan 48 Nm kontinu dan 120 Nm puncak dari rumah seberat 850 g karena tahap roda gigi planet 64:1 berada di antara kumparan dan keluaran. AK10-9 V3.0, modul yang lebih besar dan lebih berat pada 940 g, menerbitkan torsi yang lebih kecil - 18 Nm kontinu dan 53 Nm puncak - karena tahap 9:1-nya mengalikan lebih sedikit dan sebagai gantinya ia membeli kecepatan: 235 rpm kecepatan keluaran nominal terhadap 23 rpm pada ujung dalam AK80-64 pada bus 24 V. Tidak ada kolom yang lebih baik; keduanya adalah titik yang berbeda pada kurva torsi-kecepatan yang sama, dipilih untuk sendi yang berbeda. Lutut pada robot humanoid dan bahu pada lengan pick-and-place menginginkan sudut gambar yang berbeda.

Di lapangan, AK80-64 dan AK10-9 V3.0 muncul tepat pada peran-peran ini - studi kasus di atas memasangkan keduanya dalam sebuah platform penelitian rehabilitasi, tempat modul rasio dalam memasok torsi kontinu 48 Nm-nya pada sendi berbeban tinggi dan modul rasio dangkal melayani tempat kecepatan keluaran yang penting. AKE40-6 mencakup ujung yang dapat dikenakan dari keluarga yang sama, dan tempatnya dalam pembahasan sendi eksoskeleton diuraikan dalam AKE40-6 KV90 dan AKE50-8 KV110: Aktuator QDD Ringkas untuk Sendi Eksoskeleton.

Ketika angka terbitan tidak memeriksa dirinya sendiri

Baris-baris nominal sebuah lembar data seharusnya saling menutup: kalikan torsi nominal dengan kecepatan nominal dan dengan 0.10472 - faktor yang mengonversi rpm menjadi radian per detik - dan hasilnya seharusnya mendarat di dekat daya nominal terbitan. AK60-39 V3.0 menutup dengan bersih: torsi kontinu 24 Nm-nya pada 70 rpm memberikan sekitar 176 W, terhadap 176 W yang diterbitkan. AK80-64 kurang rapi. Ia menerbitkan daya nominal 220 W dan kecepatan nominal 23 rpm pada 24 V serta 48 rpm pada 48 V; aritmetikanya memberikan sekitar 116 W pada titik pertama dan sekitar 241 W pada titik kedua, dan angka terbitan berada di antara kedua titik bus itu dan bukan cocok dengan salah satunya. Baris-baris terbitan tidak menetapkan apakah angka daya nominal dan kedua titik torsi serta kecepatan spesifik tegangan itu merujuk pada kondisi operasi yang sama, sehingga perbedaan itu harus ditandai untuk diverifikasi kepada produsen dan bukan dikaitkan dengan kondisi uji yang tidak terdokumentasi atau dibulatkan begitu saja. Pelajaran umumnya tetap berlaku: angka-angka di balik kurva torsi-kecepatan layak diinterogasi sebelum sebuah desain berkomitmen kepadanya, dan baris yang tidak mau menutup terhadap tetangganya adalah sebuah sinyal, bukan salah ketik. Di tempat sebuah angka ambigu, dokumentasi produsen untuk modul yang spesifik adalah otoritasnya.

Rasio Reduksi dan Beban Tercermin di Keluaran

Kotak roda gigi menukar kecepatan keluaran dengan perkalian torsi, yang menjadikan rasio reduksi sebuah faktor utama dalam menentukan di mana sebuah modul berada pada kurva torsi-kecepatan. Kemampuan keluaran sebuah modul juga bergantung pada motor itu sendiri, batas penggerak, efisiensi transmisi, dan rating operasi produsen, sehingga rasio adalah sebuah tuas dan bukan keseluruhan gambar. Rasio juga mendatangkan konsekuensi yang tidak digambar kurva: dalam model transmisi roda gigi ideal, inersia beban yang tercermin ke sisi motor berskala dengan kebalikan kuadrat rasio; tahap itu menambahkan backlash dan gesekannya sendiri; dan ia menentukan seberapa banyak dari gaya eksternal di keluaran yang mencapai motor sebagai gangguan yang dapat dirasakan pengendali. Lima rasio pada tabel di atas - 64:1, 39:1, 9:1, 6:1, dan tanpa tahap - adalah lima jawaban yang berbeda atas pertukaran itu, masing-masing menempatkan modul pada titik yang berbeda pada kurva torsi-kecepatan, dan bukan lima tingkat kualitas.

Apa yang dilakukan rasio terhadap keluaran

Pada aktuator-aktuator terintegrasi, setiap kecepatan terbitan adalah angka sisi keluaran, diambil di belakang tahap. AK80-64 menerbitkan torsi kontinu 48 Nm-nya pada 23 rpm pada 24 V dan pada 48 rpm pada 48 V; AK60-39 V3.0 menerbitkan 24 Nm kontinu pada 70 rpm; AK10-9 V3.0 menerbitkan 18 Nm kontinu pada 235 rpm. Membandingkan baris-baris itu adalah membandingkan sendi jadi, dan itulah perbandingan yang benar-benar dibutuhkan perancang mesin. Namun ketika sebuah kurva torsi-kecepatan dikutip untuk motor telanjang di dalam modul, rasio harus diterapkan terlebih dahulu sebelum angka-angka itu berarti sesuatu di keluaran, dan melupakan langkah itu termasuk di antara kesalahan klasik dalam membaca lembar data. Kehati-hatian yang sama berlaku terbalik untuk inersia: dalam model transmisi roda gigi ideal, inersia beban yang tercermin ke sisi motor berskala dengan kebalikan kuadrat rasio reduksi, sehingga tahap 64:1 mencerminkan inersia beban yang jauh lebih sedikit ke motor daripada tahap 6:1. Dinamika sistem nyata juga bergantung pada kekakuan transmisi, gesekan, dan seluruh bagian drivetrain lainnya, dan itulah sebabnya sendi quasi direct drive merasakan beban lebih langsung dan sendi rasio tinggi merasakannya lebih sedikit.

Ujung rasio rendah dari pertukaran itu - apa yang dibeli tahap 8:1 dalam kemampuan digerakkan balik, inersia tercermin, dan transparansi gaya, dan apa yang dikorbankannya dalam torsi - dibahas secara mendalam dalam Aktuator Quasi Direct Drive: Yang Ditawarkan Rasio 8:1.

Penggerak langsung tanpa tahap

Hilangkan tahap itu seluruhnya dan kurva menjadi milik motor sendiri. RI80 V2.0 dikirim sebagai kit frameless - stator dan rotor, tanpa rumah, tanpa bantalan - dan menerbitkan 1.45 Nm kontinu dan 4.1 Nm puncak pada kecepatan sisi motor 1135 rpm ke atas, bergantung pada tegangan bus. GL60 II adalah motor gimbal penggerak langsung yang ditetapkan pada torsi kontinu 0.6 Nm dan torsi puncak 1.5 Nm pada panel 24 V-nya. Baris-baris itu menggambarkan kemampuan torsi terbitan motor; apakah kamera tertentu dapat ditahan stabil pada sumbu tertentu bergantung pada muatan, pusat massanya, konfigurasi sumbu, pengendali, dan kondisi operasi, dan bentuk wilayah yang dapat dipakai dari kurva torsi-kecepatan harus diambil dari kurva atau data uji yang diterbitkan produsen dan bukan disimpulkan dari rating torsi saja. Menghilangkan tahap memang menghilangkan backlash yang disumbangkan oleh pengaitan roda gigi dan pencerminan inersia melalui rangkaian roda gigi, sementara kebebasan bantalan, kepatuhan struktural, dan inersia beban yang bekerja langsung pada poros tetap ada. Biayanya adalah kepadatan torsi: menyamai 48 Nm kontinu tanpa tahap akan memerlukan motor frameless dengan dimensi yang sama sekali berbeda, sebuah kisaran penskalaan yang diceritakan dalam Motor Torsi Frameless Torsi Tinggi: Dari Mana Torsinya Berasal. Cara memilih kit stator dan rotor itu sendiri - amplop, lubang, pemasangan termal - dibahas dalam Motor Torsi Frameless: Memilih Kit Stator dan Rotor untuk Sendi Robot.

Pertanyaan yang sering diajukan

Membaca kurva adalah satu mata rantai dalam rangkaian keputusan sendi. Umpan balik menentukan apa yang diketahui pengendali, dan sisi pengukurannya dibahas dalam Resolusi encoder pada sendi robot: bit, backlash, dan repeatabilitas. Tahap reduksi menentukan bagaimana torsi dan inersia diterjemahkan antara motor dan beban, sebagaimana diuraikan di atas. Torsi, batas termal, dan siklus kerja menentukan berapa banyak dari kurva torsi-kecepatan yang benar-benar dapat dihuni aplikasi - pokok bahasan tulisan ini. Modul dapat disaring berdasarkan torsi nominal dan torsi puncak lintas kategori di Seleksi dan dibandingkan berdampingan di Perbandingan Produk, dengan rentang terintegrasi di bawah Aktuator Robotik dan motor telanjang di bawah Motor Torsi Frameless.