Động cơ mô-men xoắn không vỏ: so sánh 12 mẫu, từ nhóm đầu vào đến nhóm hiệu năng cao

Động cơ mô-men xoắn không vỏ đến dưới dạng hai phần mà giữa chúng không có gì: một stator được quấn dây và ghép lớp theo một cỡ khung, và một rôto mang nam châm, không có vỏ, không có cụm vòng bi riêng và không có trục. Đó là toàn bộ đề xuất, và cũng là lý do vì sao mười hai bộ hiện được giới thiệu trong nhóm Động cơ mô-men xoắn không vỏ không thể xếp thẳng trên một trục và đọc theo thứ tự. Hai trong số mười hai bộ nặng 40 g hoặc ít hơn, và mô-men đỉnh đã công bố của chúng được đo bằng phần trăm của một newton mét. Một bộ được định mức 838 W và công bố 12 Nm. Giữa điểm vào 20 g và đỉnh 710 g của dải, mô-men đỉnh đã công bố trải từ 0.072 Nm đến 12 Nm, và một bộ ở đầu này của dải đó không thể thay thế cho một bộ ở đầu kia trong bất kỳ ứng dụng nào. Vì vậy câu hỏi hữu ích không phải là bộ nào trong mười hai mạnh nhất, mà là ranh giới nằm ở đâu giữa nhóm phù hợp với một trục xa gốc và chịu tải nhẹ, nhóm phù hợp với một khớp làm việc mang người hoặc tải trọng, và nhóm phải dịch chuyển cả một cỗ máy chứ không chỉ một khâu.

Trả lời nhanh

Sắp theo mô-men đỉnh đã công bố, mười hai bộ chia thành ba nhóm không chồng lấn và được ngăn cách bởi những khoảng trống rõ ràng trong dữ liệu: bốn bộ ở mức 1 Nm đỉnh trở xuống trong khoảng 20 g đến 105 g, bốn bộ từ 1.63 Nm đến 2.68 Nm đỉnh trong khoảng 156 g đến 270 g, và bốn bộ ở mức 4 Nm đỉnh trở lên trong khoảng 352 g đến 710 g. Thứ tự đó không phải một cách chia theo tiếp thị. Đó là thứ tự mà dòng định mức đã công bố tăng lên, thứ tự mà đường kính ngoài tăng lên, và thứ tự mà cuộn dây chuyển từ một thiết kế 16 V hoặc 24 V duy nhất sang một bus 48 V hay một thiết kế đa bus có thể thực sự mang dòng mà một cuộn dây lớn hơn đòi hỏi. Đọc xuyên toàn bộ nhóm Động cơ mô-men xoắn không vỏ, chính bậc thang đó là lý do mười hai bộ không thể gộp thành một bảng xếp hạng sức mạnh duy nhất.

Hai sự kiện cấu trúc cắt ngang cả ba nhóm và quan trọng hơn chính các nhóm. Thứ nhất là cách bố trí: bảy trong số mười hai là rôto trong, với nam châm trên một rôto bên trong và cuộn dây do stator bên ngoài mang, còn năm là rôto ngoài đảo ngược cách sắp xếp đó. Thứ hai là phản hồi: ba trong số mười hai hồ sơ mô tả một bộ được cung cấp kèm cảm biến Hall và hai mô tả một bộ được cung cấp không kèm chúng, trong khi bảy hồ sơ còn lại - tất cả đều thuộc dòng RI - không nêu cách bố trí phản hồi, và sự khác biệt đó thay đổi những gì bên tích hợp phải bổ sung trước khi động cơ có thể chuyển mạch ở tốc độ thấp. Ở đâu không bộ nào trong mười hai nằm gọn trong một bao thể yêu cầu, thì định dạng không vỏ chính là thứ có thể được đặc tả lại, và nhà sản xuất đứng sau những bộ này có ghi lại một lộ trình cho yêu cầu đó.

Các chỉ số đánh giá chính: 12 động cơ này được phân loại như thế nào

Năm đại lượng đã công bố mang cách phân loại dưới đây, và chúng được đọc theo thứ tự này vì mỗi đại lượng thu hẹp điều mà đại lượng kế tiếp phải giải thích. Cả mười hai hồ sơ đều công bố từng đại lượng trong số đó, và chính điều đó khiến một phép so sánh theo nhóm của dòng sản phẩm này trở nên khả thi.

Mô-men đỉnh đặt ra ranh giới giữa các nhóm

Mỗi bộ ở đây công bố hai con số mô-men, và các ranh giới nhóm trong hướng dẫn này được vẽ trên con số lớn hơn trong hai. Mô-men đỉnh mô tả điều mà cuộn dây có thể tạo ra trong một khoảng ngắn trước khi hoặc driver đạt giới hạn dòng hoặc nam châm mất điểm làm việc; đó là một phát biểu về một cửa sổ chứ không phải một năng lực, và đó là cách trung thực để tách những bộ có định mức liên tục gần nhau. Đọc theo cách đó, mười hai bộ sắp xếp gọn gàng: 0.072 Nm, 0.23 Nm, 0.6 Nm và 0.9 Nm ở nhóm thứ nhất, rồi 1.63 Nm, 1.67 Nm, 2.4 Nm và 2.68 Nm, rồi 4 Nm, 4.1 Nm, 4.95 Nm và 12 Nm. Khoảng cách giữa các nhóm - từ 0.9 Nm đến 1.63 Nm, và từ 2.68 Nm đến 4 Nm - mỗi khoảng gần gấp đôi, nên một bộ bị đặt sai phía của một ranh giới không phải là một quyết định sát nút.

Mô-men định mức là con số liên tục

Con số nhỏ hơn trong hai cột mô-men là con số mà một khớp phải sống chung. Mô-men định mức là mô-men mà một bộ có thể giữ trong khi cuộn dây vẫn nằm trong cấp cách điện của nó, và khác với các bộ truyền động tích hợp trong nhóm Bộ truyền động robot, nó được nêu ở động cơ chứ không phải sau một tầng giảm tốc, vì một bộ không vỏ không có tầng giảm tốc. Trên cả mười hai bộ, tỷ số giữa đỉnh và định mức nằm trong khoảng 2.8 đến khoảng 3.1 ở mọi hồ sơ, đó là phép tính số học trên hai cột đã công bố, nên hai con số cùng biến thiên và không con số nào dùng được để tìm một món hời ẩn. Điều không cùng biến thiên là mô-men trên một đơn vị khối lượng: hai bộ nhỏ nhất công bố khoảng 3.6 và khoảng 5.8 Nm mô-men đỉnh trên mỗi kilôgam, trong khi các bộ từ 60 g trở lên nằm trong khoảng 8.6 đến khoảng 16.9 Nm/kg theo cùng phép tính. Những khung nhỏ nhất kém hiệu quả nhất trên mỗi gam, và đó là lý do nhóm đầu vào tồn tại như một nhóm chứ không chỉ như một phiên bản rẻ hơn của nhóm trên cùng.

Dòng, công suất và bus đằng sau chúng

Dòng định mức là con số quyết định một pin và một driver phải cung cấp gì và bao nhiêu nhiệt phải thoát khỏi cuộn dây, và đó là cột phân tách các nhóm rõ ràng nhất. Nhóm thứ nhất lấy từ 1.47 A đến 3.4 A ở định mức, nhóm thứ hai từ 4.8 A đến 7.1 A, và nhóm thứ ba từ 8.5 A đến 20 A. Công suất định mức đi theo cùng bậc thang, từ 18 W ở điểm vào đến 838 W ở đỉnh, và các điện áp đằng sau những con số đó cũng đi cùng chúng: bộ nhỏ nhất được định mức ở 16 V, nhóm đầu vào và một phần nhóm giữa ở 24 V, và nhóm trên cùng ở 48 V, nơi năm bộ ở nhóm giữa công bố điểm làm việc ở 24 V, 36 V và 48 V thay vì một bus duy nhất. Một điểm nhất quán đáng ghi lại vì nó không phổ biến trong dữ liệu của nền tảng này: nhân mô-men định mức với tốc độ định mức trên từng bộ trong mười hai bộ và đổi radian trên giây sang vòng trên phút tái tạo đúng công suất định mức đã công bố trong khoảng bốn phần trăm ở mọi hồ sơ, nên ba cột đó được lấy trong cùng một bộ điều kiện và có thể đọc chéo nhau.

Bao thể và khối lượng trong một bộ không có vỏ

Đường kính trong dòng này chạy từ 25 mm đến 113.5 mm và chiều dài stato từ 13 mm đến 36.2 mm, và vì không có vỏ nên kích thước công bố là chính stator chứ không phải một khối hoàn chỉnh - bên tích hợp cung cấp vòng bi, trục và giá đỡ, nên khoảng không hướng tâm mà một thiết kế phải tìm là cuộn dây và rôto, còn khoảng không dọc trục là một chiều dài stato. Khối lượng là đại lượng thay thế trung thực cho việc bao nhiêu phần của khoảng không đó được lấp đầy: 20 g, 40 g, 60 g và 105 g ở nhóm đầu vào, 155.9 g đến 270.4 g ở nhóm giữa, và 352 g đến 710 g ở đỉnh. Trong một khớp không vỏ, khối lượng đó nằm đúng nơi động cơ nằm, và với một trục xa gốc thì đó là toàn bộ lý lẽ để chọn hạng này.

Bộ có cảm biến Hall hay không

Ba trong số mười hai hồ sơ nêu một bộ được cung cấp kèm cảm biến Hall và hai nêu một bộ được cung cấp không kèm, và sự phân chia rơi theo dòng RO chứ không phải dòng RI: các hồ sơ RO40 KV140 Lite và RO50 KV108 Lite là hai bộ được đánh dấu cung cấp không kèm cảm biến Hall, còn các hồ sơ RO60, RO80 và RO100 Standard được đánh dấu cung cấp kèm chúng. Chỉ một từ đó thay đổi thiết kế xung quanh. Một bộ không có cảm biến Hall phải được chuyển mạch từ một ước lượng vị trí rút ra từ chính cuộn dây, hoặc từ một encoder mà bên tích hợp gắn vào, và ở tốc độ thấp hay khi đứng yên - nơi một khớp giữ vị trí dành phần lớn thời gian - ước lượng đó khó có được hơn so với khi đang chuyển động. Một bộ có cảm biến Hall cho một vị trí tuyệt đối thô ngay từ đầu và đơn giản hóa đường khởi động, với cái giá là một bó dây cảm biến bên trong bao thể của khớp. Không cái nào tốt hơn về mặt trừu tượng; điều quan trọng là sự khác biệt được nêu trong hồ sơ chứ không bị phát hiện sau khi đã gia công giá đỡ.

Ma trận so sánh thông số 12 động cơ mô-men xoắn không vỏ

Bảng dưới đây đọc mọi động cơ mô-men xoắn không vỏ hiện được giới thiệu trong nhóm Động cơ mô-men xoắn không vỏ như một tập thông số duy nhất, sắp theo mô-men đỉnh đã công bố vì đó là trục mà các nhóm được vẽ trên đó. Mọi con số là giá trị đã công bố của nhà sản xuất được lưu trong hồ sơ sản phẩm của nền tảng này. Tốc độ là phía động cơ, mà với một bộ không vỏ không có tầng giảm tốc thì cũng là con số phía khớp sau bất kỳ hộp giảm tốc nào bên tích hợp thêm vào.

Mô-men định mức và mô-men đỉnh, công suất định mức, tốc độ định mức tại mô-men định mức, bao thể stato dưới dạng đường kính ngoài nhân chiều dài stato, và khối lượng, cho các động cơ mô-men xoắn không vỏ hiện được giới thiệu trong nhóm Động cơ mô-men xoắn không vỏ, sắp theo mô-men đỉnh. Mô-men định mức là con số liên tục trong giới hạn nhiệt của cuộn dây; mô-men đỉnh là con số của một cửa sổ ngắn. Một con số tốc độ duy nhất nghĩa là một bộ một bus; ba con số là các điểm làm việc 24 V, 36 V và 48 V theo thứ tự đó. Đây là những bộ chỉ có stator và rôto, nên không tỷ số giảm tốc, không độ rơ và không định mức phía đầu ra xuất hiện trong bất kỳ hồ sơ nào trong mười hai hồ sơ.

Hai điều nổi bật khi mười hai bộ nằm trên một trang. Thứ nhất là các nhóm được ngăn cách bởi những khoảng trống trong dữ liệu chứ không bởi một điểm cắt được chọn. Giữa RO50 KV108 Lite 105 g ở 0.9 Nm đỉnh và RI60 KV120 155.9 g ở 1.63 Nm đỉnh hoàn toàn không có bộ nào, và điều tương tự cũng đúng giữa RI70 KV95 270.4 g ở 2.68 Nm và RO80 KV105 Standard 352 g ở 4 Nm. Một danh sách rút gọn cần, chẳng hạn, 1.2 Nm đỉnh và 130 g không thể được đáp ứng bằng cách dịch nửa đường giữa hai hàng xóm, vì ở đó không có hàng xóm nào.

Thứ hai là khối lượng và mô-men trên một đơn vị khối lượng chỉ về hai hướng ngược nhau ở đầu nhỏ. RI20 KV600 20 g công bố 3.6 Nm mô-men đỉnh trên mỗi kilôgam và RI30 KV260 40 g khoảng 5.8, còn RO40 KV140 Lite 60 g đã đạt khoảng 10 và RO100 KV55 Standard 710 g khoảng 16.9 - cả bốn con số đều là số học trên các cột mô-men và khối lượng đã công bố. Đọc đó như một khuyết điểm ở các bộ nhỏ là đọc sai. Một khung 20 g có ít sắt hơn, một đường từ ngắn hơn và theo tỷ lệ nhiều khối lượng hơn nằm trong đồng vốn không thể mang từ thông mà hình học cho phép, nên đầu nhỏ mua độ phân giải và sự gần gũi, không phải mật độ.

Nhóm 1: Đầu vào và nhỏ gọn

Bốn bộ nằm trong nhóm này, tất cả ở mức 1 Nm mô-men đỉnh đã công bố trở xuống và tất cả trong khoảng 20 g đến 105 g. Điều gắn kết chúng không phải giá hay chất lượng mà là chế độ làm việc chúng có thể đảm nhận: một trục bàn tay hay cổ tay, một khớp xa gốc của một tay máy nhỏ, một khâu phục hồi chức năng chịu tải nhẹ, hoặc trục ngắm của một nền tảng camera nhỏ gọn. Điều tách chúng ra là cách bố trí và phản hồi, và hai từ đó quyết định thiết kế xung quanh nhiều hơn cột mô-men. Cả bốn đều là thiết kế một bus - 16 V cho bộ nhỏ nhất, 24 V cho ba bộ còn lại - nên một driver được định mức cho một nguồn 24 V duy nhất đã bao quát phần lớn nhóm này.

RI20 KV600 và RI30 KV260: cặp rôto trong nhỏ gọn

RI20 KV600 là điểm vào của toàn bộ hạng này ở 20 g trong đường kính 25 mm, chiều dài stato 14.5 mm, công bố 0.024 Nm định mức và 0.072 Nm mô-men đỉnh, 18 W công suất định mức và 7452 rpm ở tốc độ định mức trên bus 16 V. Tốc độ không tải 9600 rpm của nó là cao nhất trong bảng và 600 KV của nó cũng cao nhất, hai điều cùng nhau mô tả một bộ được chế tạo để quay chứ không phải để đẩy: một cuộn dây 7 cặp cực trên một khung 25 mm sẽ không tạo ra mô-men hữu ích, nhưng nó sẽ tạo ra độ phân giải góc rất mịn khi được qua hộp giảm tốc hoặc khi dẫn động trực tiếp một tang nhỏ. RI30 KV260 là cùng ý tưởng đó nhưng lớn hơn một cỡ khung - 40 g, đường kính 38 mm, chiều dài stato 14 mm - với 0.076 Nm định mức và 0.23 Nm mô-men đỉnh, 33 W công suất định mức và 4110 rpm tốc độ định mức ở 24 V. Cả hai đều được đánh dấu là hàng mới trong hồ sơ với ngày ra mắt trong vài tháng gần đây, và cả hai đều là rôto trong, nên nam châm nằm trên trục mà bên tích hợp sẽ cung cấp và cuộn dây nằm trong stator mà bên tích hợp sẽ kẹp. Không bộ nào công bố dòng định mức trên 2 A, và đó là điều khiến chúng thực dụng trên một driver nhỏ bên trong bao thể của một thiết bị cầm tay hay đeo được.

RO40 KV140 Lite và RO50 KV108 Lite: cặp rôto ngoài không có cảm biến Hall

RO40 KV140 Lite và RO50 KV108 Lite là hai bộ mà hồ sơ nêu cung cấp không kèm cảm biến Hall, và chúng cũng là hai bộ rôto ngoài trong nhóm này. RO40 tạo ra 0.2 Nm định mức và 0.6 Nm mô-men đỉnh với 51 W công suất định mức ở 2450 rpm tốc độ định mức trong đường kính 46.3 mm, chiều dài stato 13 mm, nặng 60 g; RO50 tăng gần gấp đôi phần lớn những con số đó với 0.3 Nm định mức và 0.9 Nm mô-men đỉnh, 66 W công suất định mức, 2100 rpm tốc độ định mức, trong đường kính 61.7 mm, chiều dài stato 14.5 mm, nặng 105 g. Độ dẹt chính là điểm của cách bố trí rôto ngoài ở đây: 13 mm và 14.5 mm khoảng không dọc trục cho hai bộ đạt 0.6 Nm và 0.9 Nm đỉnh là điều khiến chúng vừa với một khớp có bao thể là một đĩa chứ không phải một hình trụ. Cái giá là cảm biến còn thiếu. Không có thiết bị Hall trong hồ sơ, việc chuyển mạch ở tốc độ thấp và khi đứng yên phải đến từ một encoder ngoài hoặc từ một ước lượng không cảm biến, và với một khớp giữ vị trí dành thời gian đứng yên, đó là một quyết định thiết kế phải đưa ra trước khi gia công giá đỡ chứ không phải sau.

Nhóm 2: Tầm trung và cộng tác

Nhóm giữa chứa bốn bộ mà một khớp làm việc có nhiều khả năng được đặc tả từ đó nhất: 1.63 Nm đến 2.68 Nm mô-men đỉnh, 155.9 g đến 270.4 g khối lượng, dòng định mức từ 4.8 A đến 8.5 A. Đây là nhóm mà một linh kiện dùng chung giữa nhiều trục bắt đầu có lý, vì khoảng cách giữa bộ nhẹ nhất và bộ nặng nhất dưới gấp đôi trong khi mô-men đã công bố trải từ 1.6 Nm đến 2.7 Nm. Đây cũng là nhóm mà bus tách ra: ba bộ rôto trong ở đây công bố điểm làm việc ở 24 V, 36 V và 48 V, còn bộ rôto ngoài công bố một định mức 48 V duy nhất, nên việc chọn một nguồn 48 V được thực hiện một lần cho cả cánh tay chứ không theo từng trục.

RI50 KV100 và RI60 KV120: hai bộ rôto trong tầm trung trên bus 24-48 V

RI60 KV120 là bộ nhẹ hơn trong cặp ở 155.9 g trong đường kính 60 mm, chiều dài stato 23 mm, công bố 0.57 Nm định mức và 1.63 Nm mô-men đỉnh, 85 W công suất định mức và 1440 rpm tốc độ định mức ở điểm làm việc 24 V, tăng lên 3190 rpm ở 48 V. RI50 KV100 là bộ rộng hơn ở 180.8 g trong đường kính 54 mm, chiều dài stato 27 mm, công bố 0.58 Nm định mức và 1.67 Nm mô-men đỉnh, 66 W công suất định mức và 1090 rpm tốc độ định mức ở 24 V, 2600 rpm ở 48 V. Hai bộ đủ gần nhau về mô-men để có thể thay thế cho nhau trong một ước lượng đầu tiên và đủ khác nhau về hình dạng để trở nên quan trọng về sau: RI60 mang một cuộn dây 14 cặp cực trong khi RI50 mang một cuộn dây 7 cặp cực, nên RI60 tạo nhiều mô-men hơn trên mỗi ampe ở tốc độ thấp trong khi RI50 quay nhanh hơn với cùng bus và đường kính lớn hơn cùng chiều dài stato ngắn hơn phù hợp với một bao thể dẹt hơn. Cả hai đều được ghi nhận là dẫn động bằng FOC, đó là sơ đồ chuyển mạch cho phép một bộ không có cảm biến vị trí vẫn hành xử hữu ích ở tốc độ thấp.

RI70 KV95: bộ cuối cùng dưới 3 Nm đỉnh

RI70 KV95 khép nhóm giữa ở 270.4 g trong đường kính 76 mm, chiều dài stato 24 mm, công bố 0.94 Nm định mức và 2.68 Nm mô-men đỉnh, 125 W công suất định mức và 1270 rpm tốc độ định mức ở 24 V tăng lên 2710 rpm ở 48 V, ở 7.1 A định mức. Đối chiếu với hai bộ bên dưới nó trong nhóm, đây là bộ đầu tiên ở đây có mô-men định mức tiến gần 1 Nm, điểm mà tại đó một bộ không vỏ có thể giữ một khâu chống lại trọng lực mà không cần hộp giảm tốc trên một cỗ máy nhỏ. Dòng định mức 7.1 A của nó là cao nhất trong nhóm giữa, nên driver và bó dây đằng sau nó cũng tăng một cỡ cùng lúc với khung. Phía trên nó không có gì cho đến 4 Nm đỉnh, và đó là lý do một thiết kế rơi vào giữa 2.7 Nm và 4 Nm yêu cầu đỉnh phải hoặc chấp nhận một khung lớn hơn mong muốn hoặc rời bỏ cách tiếp cận không vỏ để chuyển sang một bộ tích hợp.

RO60 KV115 Standard: bộ rôto ngoài ở ranh giới nhóm

RO60 KV115 Standard là bộ rôto ngoài duy nhất trong nhóm giữa và là bộ nhẹ nhất trong bảng tự công bố một định mức 48 V, ở 248 g trong đường kính 73.8 mm, chiều dài stato 23 mm. Nó công bố 0.8 Nm định mức và 2.4 Nm mô-men đỉnh với 352 W công suất định mức ở 4200 rpm tốc độ định mức và 5520 rpm không tải, lấy 8.5 A ở định mức. Con số công suất đó là ngoại lệ của nhóm - hơn bốn lần công suất định mức của RI60 KV120 chỉ với hơn một nửa mô-men - và nó được giải thích bằng tốc độ mà định mức được lấy, vì cùng mô-men đó truyền ở 4200 rpm là nhiều công hơn mỗi giây so với ở 1440 rpm. Hồ sơ của nó cũng là một trong ba hồ sơ nêu một bộ được cung cấp kèm cảm biến Hall, nên nó là lựa chọn tự nhiên của nhóm giữa khi khớp phải khởi động đáng tin cậy từ trạng thái đứng yên dưới tải, và cách bố trí rôto ngoài cho nó bao thể đĩa dẹt mà hai bộ Lite có ở một phần tư mô-men.

Nhóm 3: Hiệu năng cao và tải trọng nặng

Nhóm trên cùng mở ở 4 Nm mô-men đỉnh đã công bố và khép ở 12 Nm, trong khoảng 352 g đến 710 g, và mọi bộ trong đó hoặc là thiết kế một bus 48 V hoặc là thiết kế ba bus 24-48 V. Đây là nơi một bộ không vỏ thôi là một linh kiện của một khâu và trở thành thứ dịch chuyển một chi hoặc một cỗ máy: hông và đầu gối trên một robot hai chân, khớp chân trên một robot bốn chân, các bộ dẫn động bánh xe, và các trục chịu tải của một giàn phục hồi chức năng. Các định mức ở đây lớn đến mức thiết kế xung quanh quan trọng ngang với động cơ: nhóm này lấy từ 9.4 A đến 20 A ở định mức, và khi nhiều trục như vậy dùng chung một pin và một thể tích nhiệt, thì ngân sách hệ thống chứ không phải hồ sơ của một bộ đơn lẻ quyết định giới hạn trên.

RO80 KV105 Standard và RI80 V2.0 KV75: cặp 4 Nm đầu tiên

RO80 KV105 Standard là lối vào nhóm này ở 352 g trong đường kính 92.6 mm, chiều dài stato 26.4 mm, công bố 1.3 Nm định mức và 4 Nm mô-men đỉnh với 490 W công suất định mức ở 3600 rpm tốc độ định mức và 5040 rpm không tải ở 48 V, lấy 15 A ở định mức. RI80 V2.0 KV75 nằm bên cạnh nó về mô-men ở 4.1 Nm đỉnh và 1.45 Nm định mức nhưng trong một hình dạng rất khác - 411 g trong đường kính 85 mm, chiều dài stato 27 mm - và ở một công suất định mức thấp hơn nhiều là 172 W ở 1135 rpm tốc độ định mức ở 24 V, tăng lên 2430 rpm ở 48 V. Hai bộ tạo cùng mô-men đỉnh bằng những con đường khác nhau. RO80 làm điều đó bằng dòng ở tốc độ trên một bus 48 V duy nhất và mức tiêu thụ định mức 15 A; RI80 làm điều đó bằng một cuộn dây chậm hơn, mô-men cao hơn ở 9.4 A trên ba bus chọn được. Hồ sơ RO80 nêu một bộ được cung cấp kèm cảm biến Hall, và RI80 được ghi nhận là dẫn động bằng FOC. Khi một khớp phải giữ một tải chống lại trọng lực trong thời gian dài, định mức tốc độ thấp của RI80 là chỗ ngồi thoải mái hơn; khi một bánh xe hay một trục hông nhanh phải được dịch chuyển nhanh, con số tốc độ của RO80 định đoạt.

RI100 KV105 và RO100 KV55 Standard: đỉnh của dải

Hai bộ lớn nhất trong hạng này giữ những vị trí khác nhau trên cùng một sự đánh đổi. RI100 KV105 là bộ rôto trong rộng nhất ở đây với đường kính 104 mm nhưng chỉ chiều dài stato 26 mm, nặng 500 g, và công bố 1.76 Nm định mức và 4.95 Nm mô-men đỉnh với 252 W công suất định mức ở 1370 rpm tốc độ định mức ở 24 V tăng lên 2825 rpm ở 48 V, ở 13.6 A định mức. RO100 KV55 Standard là bộ lớn nhất trong mười hai bộ ở mọi chiều quan trọng: đường kính 113.5 mm, chiều dài stato 36.2 mm, 710 g, công bố 4 Nm định mức và 12 Nm mô-men đỉnh với 838 W công suất định mức ở 2000 rpm tốc độ định mức và 2550 rpm không tải ở 48 V, lấy 20 A ở định mức. 55 KV của nó là thấp nhất trong bảng, và đó là mục đích của một cuộn dây 21 cặp cực trên một khung 113.5 mm: tạo mô-men bằng dòng chứ không bằng tốc độ, ở một điện áp bus đủ thấp để một bộ pin có thể cung cấp. Hồ sơ RO100 nêu một bộ được cung cấp kèm cảm biến Hall, và cả hai đều đủ lớn để bên tích hợp phải hoạch định đường thoát nhiệt một cách có chủ đích, vì một stator trần không có vỏ để dẫn nhiệt vào cho đến khi một cái được thiết kế quanh nó.

Ma trận chọn lựa: khớp một nhóm với một ứng dụng

Ba nhóm ánh xạ vào các vị trí khớp chứ không vào các ngành công nghiệp, vì cùng một động cơ xuất hiện trong một thiết bị đeo được, một cobot và một nền tảng di động. Ma trận dưới đây đọc mỗi nhóm đối chiếu với các khớp nó có thể mang và các nhóm ứng dụng trên nền tảng này nơi những khớp đó xuất hiện.

Dải mô-men đỉnh, các vị trí khớp điển hình, dải bus, dải khối lượng, một bộ đại diện từ mỗi nhóm và các nhóm ứng dụng trên nền tảng này nơi những khớp đó xuất hiện. Các nhóm được vẽ trên mô-men đỉnh đã công bố và không chồng lấn; danh sách ứng dụng cho biết nơi nhóm thường được dùng chứ không phải nơi nó bị giới hạn, vì một vị trí khớp xuất hiện xuyên nhiều loại máy.

Hai mẫu hình trong ma trận đáng được nói rõ. Thứ nhất là bus đi theo nhóm chứ không theo ứng dụng. Một trục bàn tay trên một cobot và một trục bàn tay trên một găng phục hồi chức năng đều là nhiệm vụ của nhóm đầu vào, và cả hai thường được cấp từ một thanh ray 24 V duy nhất; khoảnh khắc một khớp phải giữ cả một chi chống lại trọng lực, hồ sơ chuyển sang 48 V, vì mô-men giữ ở 4 Nm trở lên đòi hỏi một dòng mà một bộ pin nhỏ không thể cung cấp ở 24 V nếu không có một bộ tăng áp vốn thêm tổn thất của chính nó. Thứ hai là nhóm mà một yêu cầu rơi vào được đặt bởi mô-men xấu nhất mà khớp gặp, không phải mô-men trung bình. Một cổ tay dành phần lớn vòng đời ở 0.024 Nm và chịu một đỉnh 0.9 Nm trong một lần định hướng lại nhanh thuộc nhóm đầu vào, và bộ được chọn phải được đọc đối chiếu với đỉnh đó, không phải với chế độ làm việc mà nó giữ phần lớn thời gian trong ngày. Đọc trên cơ sở đó, nhóm Động cơ mô-men xoắn không vỏ tách thành một nhóm xa gốc, một nhóm khớp làm việc và một nhóm dịch chuyển máy, đó chính là điều ma trận ở trên nhắc lại.

Không phải mọi yêu cầu đều nằm trong mười hai bộ này. Vì một bộ không vỏ là một stator và một rôto chứ không phải một sản phẩm hoàn chỉnh, cùng một khung có thể được quấn, ghép lớp và doa theo một đặc tả khác, và nhà sản xuất đứng sau những mẫu này ghi lại một lộ trình đúng cho việc đó: một chiều dài stato khác, một cuộn dây khác cho một KV khác ở cùng bus, một lỗ khoan khác hoặc một giao diện trục mà bên tích hợp cần. Vì vậy một yêu cầu rơi vào khoảng trống giữa các nhóm - khoảng 1.2 Nm đỉnh, hoặc vượt 12 Nm, hoặc trong một bao thể mà không đường kính nào trong mười hai cho phép - là một câu hỏi đặc tả chứ không phải một ngõ cụt. Mỗi trang sản phẩm trong bảng trên liên kết đến trang riêng của nhà sản xuất, và liên kết đó là nơi một câu hỏi như vậy bắt đầu; các con số trong hướng dẫn này vẫn là những giá trị đã công bố được lưu trong hồ sơ sản phẩm của nền tảng.

Một trình tự chọn lựa cho một khớp không vỏ

Ba bước mang phần lớn quyết định, theo thứ tự này, vì mỗi bước thu hẹp điều mà bước sau phải đáp ứng.

Cố định chế độ làm việc và mô-men đỉnh ở trường hợp xấu nhất trước

Hãy ghi ra, trước bất kỳ mã mẫu nào: khối lượng mà khớp phải dịch chuyển, cánh tay đòn ở tư thế xấu nhất, chu trình làm việc và mỗi pha kéo dài bao lâu, và quá độ lớn nhất mà khớp sẽ gặp. Từ đó ra ba con số - mô-men được giữ liên tục, mô-men cần ở thời điểm xấu nhất, và hành trình góc mà pha nhanh nhất đòi hỏi. Nhóm được chọn trên con số thứ hai, và bộ trong nhóm được chọn trên con số thứ nhất.

Cố định bus và bao thể thứ hai

Chọn điện áp nguồn trước khi so sánh các bộ, vì các hồ sơ đa bus công bố những con số khác nhau ở 24 V, 36 V và 48 V và phép so sánh thay đổi hình dạng tùy theo mức nào áp dụng. Rồi chốt bao thể: đường kính ngoài so với chiều dài stato, và việc khớp có khoảng không hướng tâm cho một đĩa hay khoảng không dọc trục cho một hình trụ. Một bộ thắng trên cột mô-men có thể thua chỉ ở bước này, vì một stator 54 mm và một stator 60 mm vừa với những hình học khâu khác nhau ngay cả khi mô-men đã công bố của chúng nằm trong vài phần trăm của một newton mét.

Xác nhận những gì có thể được đặc tả lại trên một khung hiện có

Một động cơ không vỏ được định nghĩa bởi cuộn dây, chiều dài stato và lỗ khoan của nó chứ không bởi một mã linh kiện niêm phong, nên một yêu cầu lệch khỏi mười hai bộ một chút thường là một yêu cầu biến thể chứ không phải một phát triển mới: một KV khác ở cùng bus, một stato dài hơn để có nhiều mô-men hơn trong cùng đường kính, hoặc một lỗ khoan được làm cho một trục cụ thể. Trang sản phẩm của chính nhà sản xuất là nơi cuộc trao đổi đó bắt đầu, và mọi bộ trong bảng trên đều liên kết đến đó.

Câu hỏi thường gặp

Tài nguyên chính thức

CubeMars ghi lại dải không vỏ trên trang riêng của mình, và mỗi bộ trong mười hai bộ của bảng này có một trang chính thức mang thông số đầy đủ, dữ liệu cuộn dây và bản vẽ lắp. dải sản phẩm của nhà sản xuất là điểm vào, và hai thái cực của phép so sánh này được ghi lại riêng - RI20 KV600 ở đầu nhẹ và RO100 KV55 Standard ở đầu nặng. Tài liệu sản phẩm trong các nhóm của nền tảng được tập hợp dưới Tài liệu. Nhà sản xuất vẫn là nguồn chuẩn xác cho các phương án cuộn dây, định mức nhiệt, các câu hỏi về chiều dài stato và lỗ khoan tùy chỉnh và cấu hình driver; ToBMS giữ lớp khám phá và so sánh, và mọi con số dùng trong hướng dẫn này là một giá trị đã công bố được lưu trong hồ sơ sản phẩm của nền tảng.

Bước tiếp theo

Người bạn đồng hành gần nhất của hướng dẫn này là Động cơ mô-men xoắn không vỏ: chọn bộ stator và rotor cho khớp robot, đọc chính mười hai bộ đó từ trong ra ngoài - stator, rôto, hai cách bố trí, và mỗi cột thông số hứa hẹn điều gì - trong khi hướng dẫn này đọc chúng từ ngoài vào trong, theo nhóm và theo vị trí khớp. Đọc cùng nhau, chúng trả lời hai câu hỏi khác nhau mà một cỡ khung đặt ra: một bộ không vỏ là gì, và một bộ cho trước thuộc về đâu.

Khi lựa chọn là giữa hạng này và một hạng đã lắp ráp, Động cơ BLDC cho bộ xương ngoài: bộ mô-men không vỏ hay bộ truyền động tích hợp đặt hai lộ trình cạnh nhau về khối lượng, độ cứng, độ rơ và nơi nhiệt của cuộn dây phải đi, đó là quyết định đi trước mọi nhóm trong ma trận ở trên. Khi một tầng giảm tốc là thứ giúp một động cơ nhỏ hơn chạm tới một khớp nặng hơn, Bộ truyền động gần như trực tiếp: tỷ số 8:1 mang lại gì bao quát trường hợp tỷ số thấp, và Bộ truyền động robot: cách chọn bộ truyền động tích hợp cho khớp robot bao quát đầy đủ phương án đã lắp ráp.

Để lập danh sách rút gọn thay vì nghiên cứu, hãy lọc các ứng viên theo mô-men, điện áp, khối lượng và bao thể trong Lựa chọn và đặt chúng đối chiếu nhau trong So sánh sản phẩm. Với các vị trí khớp được nêu trong ma trận, nền tảng nhóm các ứng viên dưới Robot hình người, Bộ xương ngoài, Robot bốn chân, Robot phục hồi chức năng, Mô-đun khớp, Cánh tay robot cộng tác, Robot bánh xe và AGV. Tất cả mười hai bộ so sánh ở đây nằm trong nhóm Động cơ mô-men xoắn không vỏ, và trang CubeMars tập hợp phần còn lại của dải.