프레임리스 토크 모터는 그 사이에 아무것도 없는 두 개의 부품으로 도착합니다. 하나는 프레임 크기에 맞춰 권선하고 적층한 스테이터이고, 다른 하나는 자석을 품은 회전자이며, 하우징도, 자체 베어링 스택도, 축도 없습니다. 이것이 이 제품의 전부이며, 프레임리스 토크 모터 카테고리에 현재 등재된 열두 개 키트를 하나의 축에 나란히 놓고 순서대로 읽을 수 없는 이유이기도 합니다. 열두 개 중 둘은 무게가 40 g 이하이고, 공표된 최대 토크는 뉴턴미터의 100분의 1 단위로 측정됩니다. 하나는 838 W로 정격되어 있으며 12 Nm를 공표합니다. 20 g의 진입점과 710 g의 최상단 사이에서 공표된 최대 토크는 0.072 Nm에서 12 Nm까지 걸쳐 있고, 그 범위의 어느 한쪽 끝에 있는 제품은 어떤 응용 분야에서도 다른 쪽 끝의 제품을 대체할 수 없습니다. 따라서 유용한 질문은 열두 개 중 어느 것이 가장 강한가가 아니라, 말단의 가볍게 하중을 받는 축에 맞는 대역, 사람이나 페이로드를 지탱하는 작업 관절에 맞는 대역, 그리고 링크가 아니라 기계를 움직여야 하는 대역 사이의 경계가 어디에 놓이는가입니다.
한눈에 보는 답
공표된 최대 토크를 기준으로 정렬하면, 열두 개 제품은 서로 겹치지 않고 기록상 뚜렷한 간격으로 구분되는 세 개의 대역으로 나뉩니다. 20 g에서 105 g 사이에 최대 1 Nm 이하인 네 개, 156 g에서 270 g 사이에 최대 1.63 Nm에서 2.68 Nm인 네 개, 352 g에서 710 g 사이에 최대 4 Nm 이상인 네 개입니다. 이 순서는 마케팅상의 구분이 아닙니다. 공표된 정격 전류가 올라가는 순서이고, 외경이 커지는 순서이며, 권선이 단일 16 V 또는 24 V 설계에서 48 V 버스 또는 더 큰 권선이 요구하는 전류를 실제로 감당할 수 있는 다중 버스 설계로 옮겨가는 순서입니다. 프레임리스 토크 모터 카테고리 전체를 가로질러 읽으면, 이 사다리 때문에 열두 개를 하나의 강도 순위로 축약할 수 없습니다.
두 가지 구조적 사실이 세 대역 모두를 가로지르며 대역 자체보다 더 중요합니다. 첫째는 배치입니다. 열두 개 중 일곱 개는 이너 로터로, 자석이 내부 회전자에 있고 권선은 외부 스테이터가 담당하며, 다섯 개는 이 배치를 뒤집은 아우터 로터입니다. 둘째는 피드백입니다. 열두 개 기록 중 세 개는 홀 센서와 함께 공급되는 키트를 설명하고 두 개는 홀 센서 없이 공급되는 키트를 설명하며, 나머지 일곱 개 기록(모두 RI 라인)은 피드백 구성 자체를 명시하지 않습니다. 이 차이는 저속에서 모터를 정류하기 전에 통합 업체가 무엇을 추가해야 하는지를 바꿉니다. 열두 개 중 어느 것도 요구되는 외형 안에 들어가지 않는 경우, 프레임리스 형식은 사양을 다시 정할 수 있는 쪽이며, 이 키트들의 제조사는 그러한 요청을 위한 경로를 문서화하고 있습니다.
핵심 평가 지표: 이 12개 모터를 분류한 방법
아래 분류는 다섯 가지 공표 수치를 근거로 하며, 각 수치가 다음 수치가 설명해야 할 범위를 좁히기 때문에 이 순서대로 읽습니다. 열두 개 기록 모두 이 수치를 전부 공표하고 있으며, 이것이 이 제품군의 등급별 비교를 가능하게 하는 토대입니다.
최대 토크가 등급 경계를 정한다
여기의 모든 제품은 두 개의 토크 수치를 공표하며, 이 가이드의 등급 경계는 그중 큰 값에 그려집니다. 최대 토크는 드라이브가 전류 한계에 도달하거나 자석이 작업점을 잃기 전까지 권선이 짧은 구간 동안 낼 수 있는 토크를 설명합니다. 이는 능력이 아니라 창(window)에 대한 진술이며, 연속 정격이 서로 가까운 키트를 구분하는 정직한 방법입니다. 그렇게 읽으면 열두 개가 깔끔하게 정렬됩니다. 첫 대역에 0.072 Nm, 0.23 Nm, 0.6 Nm, 0.9 Nm, 다음으로 1.63 Nm, 1.67 Nm, 2.4 Nm, 2.68 Nm, 그다음 4 Nm, 4.1 Nm, 4.95 Nm, 12 Nm입니다. 대역 사이의 간격, 즉 0.9 Nm에서 1.63 Nm, 그리고 2.68 Nm에서 4 Nm는 각각 거의 두 배에 달하므로, 경계의 잘못된 쪽에 놓인 제품은 미미한 차이가 아닙니다.
정격 토크는 연속 수치다
두 토크 열 중 작은 값은 관절이 감당해야 하는 값입니다. 정격 토크는 권선이 절연 등급 내에 머무는 동안 키트가 유지할 수 있는 토크이며, 로봇 액추에이터 카테고리의 일체형 액추에이터와 달리 감속단 뒤가 아니라 모터 자체에서 제시됩니다. 프레임리스 키트에는 감속단이 없기 때문입니다. 열두 개 전체에서 최대 대 정격의 비율은 모든 기록에서 약 2.8에서 약 3.1 사이에 있으며, 이는 두 공표 열에 대한 산술이므로 두 수치는 함께 움직이고 어느 쪽도 숨은 이득을 찾는 데 쓸 수 없습니다. 함께 움직이지 않는 것은 단위 질량당 토크입니다. 가장 작은 두 키트는 킬로그램당 약 3.6 및 약 5.8 Nm의 최대 토크를 공표하는 반면, 60 g 이상 제품은 같은 산술로 약 8.6에서 약 16.9 Nm/kg 사이입니다. 가장 작은 프레임은 그램당 효율이 가장 낮으며, 이것이 진입 대역이 단순히 최상위 대역의 저렴한 버전이 아니라 하나의 대역으로 존재하는 이유입니다.
전류, 전력, 그리고 그 뒤의 버스
정격 전류는 배터리와 드라이버가 공급해야 하는 양과 권선에서 얼마나 많은 열이 빠져나가야 하는지를 결정하는 수치이며, 대역을 가장 명확하게 구분하는 열입니다. 첫 대역은 정격에서 1.47 A에서 3.4 A, 둘째 대역은 4.8 A에서 7.1 A, 셋째 대역은 8.5 A에서 20 A를 소모합니다. 정격 출력은 같은 사다리를 따르며, 진입점의 18 W에서 최상단의 838 W까지입니다. 그 수치 뒤의 전압도 함께 움직입니다. 가장 작은 키트는 16 V로 정격되고, 진입 대역과 중간 대역의 일부는 24 V, 최상위 대역은 48 V이며, 중간 대역 중 다섯 개는 단일 버스가 아니라 24 V, 36 V, 48 V에서 운전점을 공표합니다. 한 가지 일관성은 기록해 둘 가치가 있습니다. 이 플랫폼의 기록에서 보편적이지 않기 때문입니다. 열두 개 각각에서 정격 토크에 정격 속도를 곱하고 초당 라디안을 분당 회전수로 환산하면 모든 단일 기록에서 공표된 정격 출력이 약 4퍼센트 이내로 재현되므로, 세 열은 동일한 조건에서 측정되었고 상호 대조할 수 있습니다.
하우징 없는 키트의 외형과 질량
이 제품군의 직경은 25 mm에서 113.5 mm, 적층 길이는 13 mm에서 36.2 mm이며, 하우징이 없기 때문에 공표 치수는 완성된 패키지가 아니라 스테이터 자체입니다. 통합 업체가 베어링과 축, 장착부를 제공하므로 설계가 확보해야 하는 반경 방향 공간은 권선과 회전자이고, 축 방향 공간은 하나의 적층입니다. 질량은 그 공간이 얼마나 채워졌는지를 보여주는 정직한 대리 지표입니다. 진입 대역에서 20 g, 40 g, 60 g, 105 g, 중간 대역에서 155.9 g에서 270.4 g, 최상위에서 352 g에서 710 g입니다. 프레임리스 관절에서 이 질량은 모터가 있는 곳에 그대로 놓이며, 말단 축에서는 이것이 이 등급을 선택하는 이유 그 자체입니다.
키트에 홀 센서가 있는지 여부
열두 개 기록 중 세 개는 홀 센서와 함께 공급되는 키트를, 두 개는 없이 공급되는 키트를 명시하며, 이 구분은 RI 라인이 아니라 RO 라인을 따릅니다. RO40 KV140 Lite와 RO50 KV108 Lite 기록은 홀 센서 없이 공급되는 것으로 표시된 두 제품이고, RO60, RO80, RO100 Standard 기록은 홀 센서와 함께 공급되는 것으로 표시되어 있습니다. 이 한 단어가 주변 설계를 바꿉니다. 홀 센서가 없는 키트는 권선 자체에서 도출한 위치 추정 또는 통합 업체가 장착하는 엔코더를 통해 정류해야 하며, 저속이나 정지 상태(유지 관절이 대부분의 시간을 보내는 곳)에서는 위치 추정을 구하는 것이 운동 중보다 어렵습니다. 홀 센서가 있는 키트는 개략적인 절대 위치를 처음부터 제공하고 기동 경로를 단순화하지만, 관절 외형 안에 센서 하네스가 들어가야 하는 대가를 치릅니다. 추상적으로 어느 쪽이 더 낫지는 않습니다. 중요한 것은 그 차이가 마운트를 가공한 뒤에 발견되는 것이 아니라 기록에 명시되어 있다는 점입니다.
12개 프레임리스 토크 모터 사양 비교 매트릭스
아래 표는 프레임리스 토크 모터 카테고리에 현재 등재된 모든 프레임리스 토크 모터를 하나의 사양 세트로 읽으며, 등급이 그려진 축이기 때문에 공표된 최대 토크를 기준으로 정렬했습니다. 모든 수치는 이 플랫폼의 제품 기록에 담긴 제조사 공표값입니다. 속도는 모터 측 값이며, 감속단이 없는 프레임리스 키트에서는 통합 업체가 추가한 기어링 이후의 관절 측 값이기도 합니다.
| 모델 | 정격 토크 | 최대 토크 | 정격 출력 | 정격 속도 | 외형 (Ø × L) | 질량 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| RI20 KV600 | 0.024 Nm | 0.072 Nm | 18 W | 7452 rpm | 25 × 14.5 mm | 20 g |
| RI30 KV260 | 0.076 Nm | 0.23 Nm | 33 W | 4110 rpm | 38 × 14 mm | 40 g |
| RO40 KV140 Lite | 0.2 Nm | 0.6 Nm | 51 W | 2450 rpm | 46.3 × 13 mm | 60 g |
| RO50 KV108 Lite | 0.3 Nm | 0.9 Nm | 66 W | 2100 rpm | 61.7 × 14.5 mm | 105 g |
| RI60 KV120 | 0.57 Nm | 1.63 Nm | 85 W | 1440 / 2320 / 3190 rpm | 60 × 23 mm | 155.9 g |
| RI50 KV100 | 0.58 Nm | 1.67 Nm | 66 W | 1090 / 1860 / 2600 rpm | 54 × 27 mm | 180.8 g |
| RO60 KV115 Standard | 0.8 Nm | 2.4 Nm | 352 W | 4200 rpm | 73.8 × 23 mm | 248 g |
| RI70 KV95 | 0.94 Nm | 2.68 Nm | 125 W | 1270 / 1990 / 2710 rpm | 76 × 24 mm | 270.4 g |
| RO80 KV105 Standard | 1.3 Nm | 4 Nm | 490 W | 3600 rpm | 92.6 × 26.4 mm | 352 g |
| RI80 V2.0 KV75 | 1.45 Nm | 4.1 Nm | 172 W | 1135 / 1785 / 2430 rpm | 85 × 27 mm | 411 g |
| RI100 KV105 | 1.76 Nm | 4.95 Nm | 252 W | 1370 / 2100 / 2825 rpm | 104 × 26 mm | 500 g |
| RO100 KV55 Standard | 4 Nm | 12 Nm | 838 W | 2000 rpm | 113.5 × 36.2 mm | 710 g |
현재 프레임리스 토크 모터 카테고리에 등재된 프레임리스 토크 모터의 공표된 정격 및 최대 토크, 정격 출력, 정격 토크에서의 정격 속도, 적층 길이에 대한 외경으로 나타낸 스테이터 외형, 질량을 최대 토크 기준으로 정렬했습니다. 정격 토크는 권선의 열 한계 내 연속 수치이고, 최대 토크는 단시간 창의 수치입니다. 속도 수치가 하나면 단일 버스 키트이고, 세 개면 그 순서대로 24 V, 36 V, 48 V 운전점입니다. 이들은 스테이터와 회전자만 있는 키트이므로 열두 개 기록 어디에도 감속비, 백래시, 출력 측 정격은 나타나지 않습니다.
열두 개를 한 페이지에 놓으면 두 가지가 두드러집니다. 첫째, 대역은 임의로 정한 절단점이 아니라 기록상의 간격으로 구분됩니다. 최대 0.9 Nm인 105 g RO50 KV108 Lite와 최대 1.63 Nm인 155.9 g RI60 KV120 사이에는 제품이 전혀 없으며, 최대 2.68 Nm인 270.4 g RI70 KV95와 최대 4 Nm인 352 g RO80 KV105 Standard 사이도 마찬가지입니다. 예를 들어 최대 1.2 Nm와 130 g이 필요한 후보 목록은 두 이웃 사이의 중간으로 옮겨서는 충족할 수 없습니다. 그곳에 이웃이 없기 때문입니다.
둘째, 작은 쪽 끝에서 질량과 단위 질량당 토크는 서로 반대 방향을 가리킵니다. 20 g RI20 KV600은 킬로그램당 3.6 Nm의 최대 토크를 공표하고 40 g RI30 KV260은 약 5.8, 60 g RO40 KV140 Lite는 이미 약 10에 도달하며 710 g RO100 KV55 Standard는 약 16.9입니다. 네 수치 모두 공표된 토크와 질량 열에 대한 산술입니다. 이를 소형 키트의 결함으로 읽는 것은 잘못입니다. 20 g 프레임은 철이 더 적고 자기 경로가 더 짧으며, 형상이 허용하는 자속을 감당할 수 없는 구리에 질량 비중이 상대적으로 더 많이 실립니다. 따라서 작은 쪽 끝은 밀도가 아니라 분해능과 근접성을 얻는 것입니다.
이 표에서 가장 작은 제품으로, CubeMars가 소형 로봇 관절용 프레임리스 키트로 소개합니다. 진입 대역이 실제로 어떤 모습인지 가장 분명하게 보여줍니다. 하우징도, 베어링도, 축도 없는 스테이터와 회전자로, 일체형 모듈의 질량 부담이 결정적 제약이 되는 말단 축에 맞춰진 크기입니다.
ToBMS 동영상 페이지YouTube에서 시청등급 1: 진입 및 컴팩트
이 대역에는 네 제품이 있으며, 모두 공표된 최대 토크가 1 Nm 이하이고 모두 20 g에서 105 g 사이입니다. 이들을 묶는 것은 가격이나 품질이 아니라 감당할 수 있는 듀티입니다. 손이나 손목 축, 소형 매니퓰레이터의 말단 관절, 가볍게 하중을 받는 재활 링키지, 또는 소형 카메라 플랫폼의 지향 축입니다. 이들을 구분하는 것은 배치와 피드백이며, 이 두 단어가 토크 열보다 주변 설계를 더 많이 결정합니다. 네 제품 모두 단일 버스 설계로, 가장 작은 것은 16 V, 나머지 셋은 24 V이므로 24 V 단일 공급으로 정격된 드라이버 하나로 이 대역 대부분을 커버합니다.
RI20 KV600과 RI30 KV260: 소형 이너 로터 한 쌍
RI20 KV600은 직경 25 mm, 적층 14.5 mm에서 20 g으로 카테고리 전체의 진입점이며, 정격 0.024 Nm, 최대 0.072 Nm 토크, 정격 출력 18 W, 16 V 버스에서 정격 속도 7452 rpm을 공표합니다. 무부하 속도 9600 rpm은 표에서 가장 높고 600 KV도 가장 높으며, 이 둘은 미는 것이 아니라 회전하도록 만들어진 키트를 설명합니다. 25 mm 프레임의 7 극쌍 권선은 유용한 토크를 내지 못하지만, 감속기를 달거나 소형 캡스턴을 직접 구동할 때에는 매우 정밀한 각도 분해능을 냅니다. RI30 KV260은 같은 개념을 한 프레임 크기 키운 것으로, 40 g, 직경 38 mm, 적층 14 mm이며 정격 0.076 Nm, 최대 0.23 Nm 토크, 정격 출력 33 W, 24 V에서 정격 속도 4110 rpm입니다. 둘 다 기록상 최근 몇 달 안의 출시일과 함께 신규 입고로 표시되어 있고, 둘 다 이너 로터이므로 자석은 통합 업체가 제공할 축에, 권선은 통합 업체가 고정할 스테이터에 있습니다. 둘 다 정격 전류가 2 A를 넘지 않으며, 이것이 핸드헬드나 웨어러블 외형 안의 소형 드라이버에서 이들을 실용적으로 만듭니다.
RO40 KV140 Lite와 RO50 KV108 Lite: 홀 센서 없는 아우터 로터 한 쌍
RO40 KV140 Lite와 RO50 KV108 Lite는 홀 센서 없이 공급되는 키트로 기록에 명시된 두 제품이며, 이 대역의 두 아우터 로터이기도 합니다. RO40은 직경 46.3 mm, 적층 13 mm, 무게 60 g에서 정격 0.2 Nm, 최대 0.6 Nm 토크와 정격 출력 51 W, 정격 속도 2450 rpm을 냅니다. RO50은 그 대부분을 두 배로 늘려 정격 0.3 Nm, 최대 0.9 Nm 토크, 정격 출력 66 W, 정격 속도 2100 rpm을 직경 61.7 mm, 적층 14.5 mm, 무게 105 g에서 냅니다. 여기서 아우터 로터 배치의 요점은 납작함입니다. 최대 0.6 Nm와 0.9 Nm에 도달하는 두 키트에 축 방향 공간이 13 mm와 14.5 mm뿐이라는 점이, 외형이 원기둥이 아니라 원판인 관절에 이들을 맞게 합니다. 대가는 빠진 센서입니다. 기록에 홀 소자가 없으므로 저속과 정지에서의 정류는 외부 엔코더나 센서리스 추정에 의존해야 하며, 시간 대부분을 정지 상태로 보내는 유지 관절에서는 이것이 마운트를 가공한 뒤가 아니라 그 전에 내려야 하는 설계 결정입니다.
등급 2: 중급 및 협동
중간 대역에는 작업 관절이 가장 많이 선택할 네 제품이 있습니다. 최대 토크 1.63 Nm에서 2.68 Nm, 질량 155.9 g에서 270.4 g, 정격 전류 4.8 A에서 8.5 A입니다. 이 대역은 여러 축 사이에서 부품을 공유하는 것이 의미를 갖기 시작하는 곳입니다. 가장 가벼운 제품과 가장 무거운 제품의 차이가 두 배 이내인데 공표된 토크는 1.6 Nm에서 2.7 Nm에 걸쳐 있기 때문입니다. 또한 버스가 갈라지는 대역이기도 합니다. 여기 있는 세 이너 로터는 24 V, 36 V, 48 V에서 운전점을 공표하고, 아우터 로터는 단일 48 V 정격을 공표하므로, 48 V 공급의 선택은 축별이 아니라 팔 전체에 대해 한 번만 내려집니다.
RI50 KV100과 RI60 KV120: 24-48 V 버스의 중형 이너 로터 두 개
RI60 KV120은 이 쌍 중 더 가벼운 쪽으로 직경 60 mm, 적층 23 mm에서 155.9 g이며, 정격 0.57 Nm, 최대 1.63 Nm 토크, 정격 출력 85 W, 24 V 운전점에서 정격 속도 1440 rpm을 공표하고 48 V에서 3190 rpm까지 올라갑니다. RI50 KV100은 더 넓은 쪽으로 직경 54 mm, 적층 27 mm에서 180.8 g이며, 정격 0.58 Nm, 최대 1.67 Nm 토크, 정격 출력 66 W, 24 V에서 정격 속도 1090 rpm, 48 V에서 2600 rpm을 공표합니다. 두 제품은 토크 면에서 첫 추정에 서로 교환할 수 있을 만큼 가깝고, 형상 면에서는 나중에 문제가 될 만큼 다릅니다. RI60은 14 극쌍 권선을, RI50은 7 극쌍 권선을 갖기 때문에 RI60은 저속에서 암페어당 더 많은 토크를 내고, RI50은 같은 버스에서 더 빠르게 회전하며 더 큰 직경과 더 짧은 적층이 더 평평한 외형에 맞습니다. 둘 다 FOC 구동으로 기록되어 있으며, 이는 위치 센서가 없는 키트에서 저속의 사용 가능한 동작을 끌어내는 정류 방식입니다.
RI70 KV95: 최대 3 Nm 미만의 마지막 제품
RI70 KV95는 직경 76 mm, 적층 24 mm에서 270.4 g으로 중간 대역을 닫으며, 정격 0.94 Nm, 최대 2.68 Nm 토크, 정격 출력 125 W, 24 V에서 정격 속도 1270 rpm(48 V에서 2710 rpm까지 상승), 정격에서 7.1 A를 공표합니다. 대역에서 아래 두 제품과 비교하면, 정격 토크가 1 Nm에 근접하는 첫 키트이며, 이는 소형 기계에서 감속 없이 프레임리스 키트가 링크를 중력에 대항해 유지할 수 있는 지점입니다. 정격 전류 7.1 A는 중간 대역에서 가장 높으므로, 드라이버와 그 뒤의 하네스는 프레임과 동시에 한 단계 커집니다. 그 위로는 최대 4 Nm까지 아무것도 없으며, 그래서 최대 요구가 2.7 Nm와 4 Nm 사이에 놓이는 설계는 원하는 것보다 큰 프레임을 받아들이거나 프레임리스 접근을 포기하고 일체형 제품으로 가야 합니다.
RO60 KV115 Standard: 등급 경계의 아우터 로터
RO60 KV115 Standard는 중간 대역의 유일한 아우터 로터이며, 직경 73.8 mm, 적층 23 mm에서 248 g으로 표에서 단독으로 48 V 정격을 공표하는 가장 가벼운 제품입니다. 정격 0.8 Nm, 최대 2.4 Nm 토크, 정격 출력 352 W, 정격 속도 4200 rpm, 무부하 5520 rpm을 공표하며 정격에서 8.5 A를 소모합니다. 이 출력 수치는 대역의 이상치로, 토크는 겨우 1.5배인데 RI60 KV120의 정격 출력의 네 배가 넘습니다. 이는 정격을 측정한 속도로 설명됩니다. 같은 토크를 4200 rpm에서 내면 1440 rpm에서보다 초당 더 많은 일을 하기 때문입니다. 이 기록은 또한 홀 센서와 함께 공급되는 키트로 명시된 세 개 중 하나이므로, 관절이 부하 상태의 정지에서 안정적으로 기동해야 하는 중간 대역의 자연스러운 선택이며, 아우터 로터 배치는 두 Lite 키트가 4분의 1의 토크로 갖는 평평한 원판 외형을 이 제품에 부여합니다.
등급 3: 고성능 및 고하중
최상위 대역은 공표된 최대 토크 4 Nm에서 시작해 12 Nm에서 끝나며, 352 g에서 710 g 사이입니다. 이 대역의 모든 제품은 48 V 단일 버스 설계이거나 24-48 V 3중 버스 설계입니다. 여기서 프레임리스 키트는 링크의 부품이기를 그치고 사지나 기계를 움직이는 것이 됩니다. 이족보행 로봇의 고관절과 무릎, 사족보행 로봇의 다리 관절, 휠 구동 유닛, 재활 장비의 하중 지지 축입니다. 여기의 정격은 주변 설계가 모터만큼 중요할 만큼 큽니다. 이 대역은 정격에서 9.4 A에서 20 A를 소모하며, 이러한 축 여러 개가 하나의 배터리와 하나의 열적 체적을 공유할 때는 단일 제품 기록이 아니라 시스템 예산이 상한을 결정합니다.
RO80 KV105 Standard와 RI80 V2.0 KV75: 첫 4 Nm 한 쌍
RO80 KV105 Standard는 직경 92.6 mm, 적층 26.4 mm에서 352 g으로 이 대역의 진입 제품이며, 정격 1.3 Nm, 최대 4 Nm 토크, 정격 출력 490 W, 48 V에서 정격 속도 3600 rpm, 무부하 5040 rpm을 공표하고 정격에서 15 A를 소모합니다. RI80 V2.0 KV75는 토크 면에서 바로 옆에 있으며 최대 4.1 Nm, 정격 1.45 Nm이지만 형상은 매우 다릅니다. 직경 85 mm, 적층 27 mm에서 411 g이고, 정격 출력은 훨씬 낮은 172 W로 24 V에서 정격 속도 1135 rpm이며 48 V에서 2430 rpm까지 올라갑니다. 두 제품은 서로 다른 경로로 같은 최대 토크를 냅니다. RO80은 단일 48 V 버스와 정격 15 A 소모로 속도에서 전류를 통해 달성하고, RI80은 세 개의 선택 가능한 버스에 걸쳐 9.4 A로 더 느리고 토크가 높은 권선을 통해 달성합니다. RO80 기록은 홀 센서와 함께 공급되는 키트를 명시하고, RI80은 FOC 구동으로 기록되어 있습니다. 관절이 장시간 중력에 대항해 하중을 유지해야 하는 경우 RI80의 저속 정격이 더 편안한 자리이고, 휠이나 빠른 고관절 축을 빠르게 움직여야 하는 경우 RO80의 속도 수치가 결정합니다.
Transgrid의 Gorilla MK1 점검 플랫폼으로, 이 대역의 상위 절반에 위치한 제품을 중심으로 만들어졌습니다. 이 영상의 가치는 벤치 테스트가 아니라 실제 배치라는 점입니다. 키트가 스크립트에 따라 로드셀을 움직이는 것이 아니라 지면을 가로질러 기계를 운반하고 있으며, 이는 프레임리스 관절이 지속적인 듀티에서 어떻게 거동하는지에 대한 가장 강력한 증거입니다.
ToBMS 동영상 페이지YouTube에서 시청RI100 KV105와 RO100 KV55 Standard: 제품군의 최상단
카테고리에서 가장 큰 두 키트는 같은 트레이드오프에서 서로 다른 위치를 차지합니다. RI100 KV105는 직경 104 mm에 적층이 26 mm뿐인, 여기서 가장 넓은 이너 로터로 무게 500 g이며, 정격 1.76 Nm, 최대 4.95 Nm 토크, 정격 출력 252 W, 24 V에서 정격 속도 1370 rpm(48 V에서 2825 rpm까지 상승), 정격에서 13.6 A를 공표합니다. RO100 KV55 Standard는 중요한 모든 치수에서 열두 개 중 가장 큰 키트입니다. 직경 113.5 mm, 적층 36.2 mm, 710 g이며, 정격 4 Nm, 최대 12 Nm 토크, 정격 출력 838 W, 48 V에서 정격 속도 2000 rpm, 무부하 2550 rpm을 공표하고 정격에서 20 A를 소모합니다. 55 KV는 표에서 가장 낮으며, 이것이 113.5 mm 프레임의 21 극쌍 권선의 목적입니다. 속도가 아니라 전류로 토크를 내되, 배터리 팩이 공급할 수 있을 만큼 낮은 버스 전압에서 말입니다. RO100 기록은 홀 센서와 함께 공급되는 키트를 명시하며, 둘 다 통합 업체가 열 경로를 의도적으로 계획해야 할 만큼 큽니다. 노출된 스테이터는 그 주위에 하우징을 설계하기 전까지 열을 전도할 외함이 없기 때문입니다.
선정 매트릭스: 등급을 응용 분야에 맞추기
세 대역은 산업이 아니라 관절 위치에 대응합니다. 같은 모터가 웨어러블과 협동로봇, 이동형 플랫폼에 모두 등장하기 때문입니다. 아래 매트릭스는 각 대역을 감당할 수 있는 관절과, 이 플랫폼에서 그 관절이 나타나는 응용 분야 카테고리에 대조해 읽습니다.
| 등급 | 최대 토크 대역 | 적합한 위치 | 버스 | 질량 범위 | 대표 제품 | 응용 분야 카테고리 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 진입 & 컴팩트 | 최대 1 Nm | 손, 손목 및 말단 축; 소형 지향 플랫폼; 가볍게 하중을 받는 보조 링키지 | 16 V에서 24 V | 20 g에서 105 g | RI20 KV600 | 재활 로봇, 협동로봇 팔 |
| 중급 & 협동 | 1.6 Nm에서 2.7 Nm | 팔꿈치 및 전완 축; 경량 무릎 축; 공용 부품 번호를 중심으로 구성된 관절 모듈 | 24 V에서 48 V | 156 g에서 270 g | RI50 KV100 | 협동로봇 팔, 관절 모듈, 4족 보행 로봇 |
| 고성능 & 고하중 | 4 Nm에서 12 Nm | 고관절, 무릎 및 어깨 축; 사족보행 로봇 다리; 휠 구동 유닛; 하중 지지 보조 관절 | 24 V에서 48 V | 352 g에서 710 g | RO100 KV55 Standard | 휴머노이드 로봇, 외골격 로봇, 바퀴형 로봇, AGV |
최대 토크 대역, 일반적인 관절 위치, 버스 범위, 질량 범위, 각 대역의 대표 제품, 그리고 이 플랫폼에서 그 관절이 나타나는 응용 분야 카테고리입니다. 대역은 공표된 최대 토크에 그려지며 서로 겹치지 않습니다. 응용 분야 목록은 대역이 제한되는 곳이 아니라 통상 사용되는 곳을 나타내며, 하나의 관절 위치가 여러 기계 유형에 걸쳐 나타나기 때문입니다.
매트릭스에서 두 가지 패턴은 분명히 짚을 가치가 있습니다. 첫째, 버스는 응용 분야가 아니라 대역을 따릅니다. 협동로봇의 손 축과 재활 장갑의 손 축은 모두 진입 대역의 듀티이며, 둘 다 통상 단일 24 V 레일에서 공급됩니다. 관절이 사지 전체를 중력에 대항해 유지해야 하는 순간 기록은 48 V로 옮겨갑니다. 4 Nm 이상의 유지 토크는 소형 팩이 24 V에서 자체 손실을 더하는 승압 없이는 공급할 수 없는 전류를 요구하기 때문입니다. 둘째, 요구 사항이 속하는 대역은 평균이 아니라 관절이 보는 최악의 토크로 정해집니다. 대부분의 시간을 0.024 Nm에서 보내다가 빠른 방향 전환 중에 최대 0.9 Nm를 받는 손목은 진입 대역에 속하며, 선택한 제품은 하루 대부분 유지하는 듀티가 아니라 그 최대치에 대조해 읽어야 합니다. 그렇게 읽으면 프레임리스 토크 모터 카테고리는 말단 그룹, 작업 관절 그룹, 기계 구동 그룹으로 나뉘며, 위의 매트릭스가 이를 다시 말해 줍니다.
모든 요구 사항이 이 열두 개 안에 들어가는 것은 아닙니다. 프레임리스 키트는 완성품이 아니라 스테이터와 회전자이므로, 같은 프레임을 다른 사양으로 권선하고 적층하고 보링할 수 있으며, 이 모델들의 제조사는 바로 그 경로를 문서화하고 있습니다. 다른 적층 길이, 같은 버스에서 다른 KV를 위한 다른 권선, 다른 보어, 또는 통합 업체가 필요로 하는 축 인터페이스입니다. 따라서 대역 사이의 간격(최대 약 1.2 Nm, 또는 12 Nm 초과, 또는 열두 개 직경 중 어느 것도 허용하지 않는 외형)에 놓이는 요구 사항은 막다른 길이 아니라 사양 문의입니다. 위 표의 각 제품 페이지는 제조사 자체 사이트로 연결되며, 그러한 문의는 그 링크에서 시작됩니다. 이 가이드의 수치는 플랫폼 기록에 담긴 공표값 그대로입니다.
프레임리스 관절의 선정 순서
세 단계가 결정의 대부분을 담당하며, 각 단계가 다음 단계가 제공해야 할 범위를 좁히기 때문에 이 순서대로 진행합니다.
먼저 듀티와 최악의 최대 토크를 확정한다
어떤 모델 번호보다도 먼저 다음을 적어 둡니다. 관절이 움직여야 하는 질량, 최악 자세에서의 모멘트 암, 듀티 사이클과 각 단계의 지속 시간, 그리고 관절이 보게 될 가장 큰 과도 상태입니다. 여기서 세 가지 수치가 나옵니다. 연속으로 유지하는 토크, 최악의 순간에 필요한 토크, 가장 빠른 단계가 요구하는 각도 이동량입니다. 대역은 두 번째 수치로 정하고, 대역 안의 제품은 첫 번째 수치로 정합니다.
둘째로 버스와 외형을 확정한다
제품을 비교하기 전에 공급 전압을 선택합니다. 다중 버스 기록은 24 V, 36 V, 48 V에서 서로 다른 수치를 공표하며 어느 것이 적용되는지에 따라 비교의 형태가 달라지기 때문입니다. 그다음 외형을 정합니다. 적층 길이에 대한 외경, 그리고 관절에 원판을 위한 반경 방향 공간이 있는지 원기둥을 위한 축 방향 공간이 있는지입니다. 토크 열에서 이기는 제품도 이 단계 하나에서 질 수 있습니다. 54 mm 스테이터와 60 mm 스테이터는 공표된 토크가 뉴턴미터의 100분의 몇 안에 있어도 서로 다른 링크 형상에 맞기 때문입니다.
기존 프레임에서 다시 정할 수 있는 것을 확인한다
프레임리스 모터는 봉인된 부품 번호가 아니라 권선, 적층, 보어로 정의되므로, 열두 개를 약간 빗나가는 요구 사항은 대개 신규 개발이 아니라 변형 요청입니다. 같은 버스에서 다른 KV, 같은 직경에서 더 많은 토크를 위한 더 높은 적층, 또는 특정 축에 맞춘 보어입니다. 제조사 자체 제품 페이지에서 그 논의가 시작되며, 위 표의 모든 제품이 그곳으로 연결됩니다.
자주 묻는 질문
Q왜 이 열두 개를 질량이나 정격 토크가 아니라 최대 토크로 정렬하는가?
최대 토크가 열두 개를 사이에 실제 간격이 있는 세 그룹으로 나누는 유일한 열이고, 관절 요구 사항이 보통 가장 먼저 이 수치에 맞춰 작성되기 때문입니다. 질량으로 정렬하면 능력이 매우 다른 두 제품이 나란히 놓입니다. 352 g RO80 KV105 Standard와 411 g RI80 V2.0 KV75는 최대 토크 4 Nm와 4.1 Nm를 공표하지만 정격 출력은 490 W와 172 W뿐이므로, 전력이 제한된 기계에서 서로 대안이 되지 않습니다. 정격 토크로 정렬하면 표 전체가 압축됩니다. 모든 기록이 약 2.8에서 약 3.1 사이의 최대 대 정격 비율을 유지하기 때문입니다. 최대 토크는 또한 듀티의 최악 순간을 감당해야 하는 수치이며, 이것이 관절이 착지, 포착 또는 빠른 방향 전환을 견디는지를 결정합니다.
Q프레임리스 키트는 통합 업체에게 무엇을 제공하도록 남기는가?
스테이터와 부하 사이의 모든 것입니다. 회전자 장착부와 축, 베어링 배치와 예압, 스테이터를 제자리에 고정하고 열을 배출하는 하우징 또는 클램핑, 그리고 기록이 홀 센서 없이 공급되는 키트로 명시한 경우의 위치 피드백입니다. 마지막 항목은 가장 자주 과소평가됩니다. 정지 상태에서 위치를 유지하는 관절은 정지 상태에서 위치 정보가 필요하고, 센서리스 추정은 바로 그곳에서 구하기 가장 어렵기 때문입니다. 기록은 각 제품에 대해 답을 제시합니다. RO40 KV140 Lite와 RO50 KV108 Lite는 홀 센서 없이 공급되는 것으로 기록되어 있고, RO60 KV115 Standard, RO80 KV105 Standard, RO100 KV55 Standard는 홀 센서와 함께 공급되는 것으로 기록되어 있습니다.
Q제품군의 작은 쪽 끝에서 단위 질량당 토크가 왜 떨어지는가?
작은 프레임은 철이 상대적으로 적고 자기 경로가 더 짧아 질량 중 더 많은 비중이 자속을 유용하게 감당할 수 없는 구리에 실리며, 권선을 더 가는 선으로 더 작은 구리 단면으로 만들어야 하기 때문입니다. 공표 수치로 보면 킬로그램당 최대 토크는 20 g 제품에서 약 3.6, 40 g 제품에서 약 5.8, 60 g 제품에서 약 10, 710 g 제품에서 약 16.9입니다. 소형 키트가 그래서 더 나쁜 제품인 것은 아닙니다. 이들은 질량이 놓이는 위치와 작은 프레임이 낮은 토크에서 주는 분해능 때문에 선택되며, 밀도는 그 선택이 이루어지는 축이 아닙니다.
Q2.7 Nm와 4 Nm 사이의 간격은 실제 제약인가?
현재 등재된 이 카테고리 안에서는 실제이며, 제품 라인이 빠진 것이 아니라 프레임 크기가 만들어지는 방식의 결과입니다. 최대 토크 3.2 Nm가 진짜로 필요한 관절에는 세 가지 실용적 경로가 있습니다. 352 g의 다음 프레임을 받아들이고 추가 질량을 감수하거나, 감속단이 더 작은 모터를 그 범위로 증폭하는 로봇 액추에이터 등급의 일체형 액추에이터로 옮기거나, 기존 프레임에서 권선과 적층 변형을 제조사에 요청하는 것입니다. 세 번째 경로는 프레임리스 키트가 조립이 아니라 사양으로 정해지기 때문에 가능하지만, 리드 타임이 있는 사양 문의이지 바로 구매할 수 있는 선택이 아닙니다. 그래서 후보 목록을 확정하기 전에 이 간격을 아는 것이 중요합니다.
Q이 열두 개 밖의 요구 사항도 충족할 수 있는가?
대개 그렇습니다. 그리고 이 플랫폼이 아니라 제조사를 통해 이루어집니다. 프레임리스 모터는 봉인된 부품 번호가 아니라 권선, 적층, 보어로 모터가 정의되는 유일한 등급이므로, 같은 버스에서 다른 KV가 필요하거나, 같은 직경에서 더 많은 토크를 위한 더 높은 적층, 또는 특정 축에 맞춘 보어가 필요한 요구 사항은 신규 개발이 아니라 기존 프레임의 변형입니다. 경로는 제조사의 제품 페이지이며, 여기 기록은 모든 제품에 대해 그곳으로 연결됩니다. ToBMS는 사양 계층, 즉 공표되고 비교 가능하며 검색 가능한 계층을 유지하며, 무엇을 어떤 공차로 만들 수 있는지에 대한 진실의 원천은 제조사에 남습니다.
공식 자료
CubeMars는 자사 사이트에서 프레임리스 제품군을 문서화하고 있으며, 이 표의 열두 개 제품 각각은 전체 사양, 권선 데이터, 장착 도면을 담은 공식 페이지를 갖고 있습니다. 제조사 제품군이 진입점이며, 이 비교의 양 극단인 가벼운 쪽의 RI20 KV600과 무거운 쪽의 RO100 KV55 Standard은 개별적으로 문서화되어 있습니다. 플랫폼의 카테고리 전반에 걸친 제품 문서는 기술 자료 아래에 모여 있습니다. 제조사는 권선 옵션, 열 정격, 맞춤 적층 및 보어 문의, 드라이브 구성에 대한 진실의 원천으로 남으며, ToBMS는 발견과 비교 계층을 유지합니다. 이 가이드에 사용된 모든 수치는 플랫폼 제품 기록에 담긴 공표값입니다.
다음 단계
이 가이드에 가장 가까운 동반 글은 프레임리스 토크 모터: 로봇 관절용 스테이터·로터 키트 선택이며, 같은 열두 제품을 안에서 밖으로, 즉 스테이터와 회전자, 두 가지 배치, 각 사양 열이 약속하는 바를 읽습니다. 반면 이 가이드는 대역과 관절 위치로 밖에서 안으로 읽습니다. 함께 읽으면 프레임 크기가 제기하는 두 가지 다른 질문, 즉 프레임리스 키트란 무엇인가와 주어진 키트가 어디에 속하는가에 답합니다.
이 등급과 조립형 중에서 선택해야 하는 경우, 외골격용 BLDC 모터: 프레임리스 토크 모터 대 일체형 액추에이터가 질량, 강성, 백래시, 권선 열이 빠져나가야 하는 위치를 기준으로 두 경로를 나란히 놓습니다. 이는 위 매트릭스의 어떤 대역보다도 앞서는 결정입니다. 감속단이 더 작은 모터를 더 무거운 관절에 도달하게 하는 경우, 준직구동 액추에이터: 8:1 감속비가 주는 이점이 저감속비 사례를 다루고, 로봇용 액추에이터: 로봇 관절에 맞는 일체형 액추에이터 선택 방법이 조립형 대안을 전면적으로 다룹니다.
조사가 아니라 후보 압축이 목적이라면 제품 선정에서 토크, 전압, 질량, 외형으로 후보를 필터링하고 제품 비교에서 서로 대조하십시오. 매트릭스에서 언급한 관절 위치에 대해 플랫폼은 후보를 휴머노이드 로봇, 외골격 로봇, 4족 보행 로봇, 재활 로봇, 관절 모듈, 협동로봇 팔, 바퀴형 로봇, AGV 아래에 묶습니다. 여기서 비교한 열두 제품은 모두 프레임리스 토크 모터 카테고리에 있으며, CubeMars 페이지가 나머지 제품군을 모아 둡니다.
