Cách chọn mô-đun khớp: năm bộ truyền động CubeMars từ 190 g đến 1.4 kg

Một mô-đun khớp là toàn bộ một trục robot được cung cấp như một chi tiết duy nhất: một động cơ BLDC, một cấp giảm tốc, điện tử phản hồi và - ở hầu hết các sản phẩm hiện đại - driver, được bịt kín trong một vỏ bắt vít thẳng giữa hai khâu. Việc chọn một mô-đun hiếm khi xoay quanh việc tìm ra con số mô-men cao nhất. Nó xoay quanh việc trục có thể giữ được bao nhiêu mô-men liên tục mà không tự đốt nóng, khâu có thể di chuyển nhanh đến đâu, khối lượng nằm ở đầu chi là bao nhiêu, cáp đi ra khỏi vỏ như thế nào, và có bao nhiêu độ rơ giữa đầu vào hộp giảm tốc và mặt bích đầu ra. Hướng dẫn này đi qua năm mô-đun CubeMars trải từ 190 g đến 1.4 kg và từ 4.1 Nm đến 222 Nm mô-men đỉnh, và giải thích thông số nào thực sự quyết định lựa chọn ở từng vị trí khớp.

Năm sản phẩm dưới đây đều thuộc cùng một ý tưởng nền tảng - một động cơ BLDC dẫn động một cấp hành tinh với phản hồi vị trí tích hợp - nhưng chúng được chế tạo cho những công việc khác nhau. Ba sản phẩm chạy trên bus 24 V với tỷ số giảm tốc 10:1 và 36:1; hai sản phẩm chạy trên 48 V với tỷ số giảm tốc 16:1 và 48:1 cùng trục đầu ra rỗng. Đọc chúng cùng nhau là cách nhanh nhất để hiểu mô-đun khớp thực chất là gì, bởi vì những đánh đổi hiện ra dưới dạng con số chứ không phải dưới dạng các hạng mục tiếp thị. Mọi con số trong bài viết này đều đến từ hồ sơ sản phẩm ToBMS hoặc từ thông số kỹ thuật đã công bố của nhà sản xuất; không có gì ở đây được ước lượng, và ở đâu một giá trị không được ghi lại thì nó được đánh dấu là như vậy thay vì được điền vào.

Câu trả lời nhanh

Một mô-đun khớp được xác định bằng cách làm ngược từ khớp trở ra, chứ không phải làm xuôi từ động cơ. Hãy xác lập mô-men trường hợp xấu nhất mà trục phải tạo ra, vận tốc góc mà khâu cần, ngân sách khối lượng tại vị trí đó trong chuỗi động học, và đường kính mà cơ cấu có thể chấp nhận - sau đó chọn mô-đun nhẹ nhất có mô-men liên tục (định mức) bao được chu trình làm việc thực tế và có mô-men đỉnh bao được quá trình quá độ, với điện áp bus được chọn cho phù hợp với phần còn lại của hệ thống nguồn trên robot.

Áp dụng vào năm mô-đun này, logic đó tạo ra một bậc thang đơn giản. AK40-10 V3.0 nặng 190 g là sản phẩm cho khớp xa - bàn tay, cổ tay, các gimbal nhỏ và những đoạn cánh tay nhẹ, nơi khối lượng ở đầu một đòn bẩy là chi phí chi phối. AK45-10 V3.0 nặng 262 g bao phủ các khớp từ nhẹ đến trung bình trên cùng bus 24 V với mô-men đỉnh gần gấp đôi. AK45-36 V3.0 nặng 349 g nâng lên 24 Nm đỉnh bằng cách đánh đổi tốc độ lấy tỷ số giảm tốc, khiến nó phù hợp một cách tự nhiên cho khuỷu tay hoặc đầu gối trên một cánh tay cỡ trung. AKH70-16 V1.0 nặng 879 g và AKH70-48 V1.0 nặng 1.4 kg chuyển sang 48 V, kích thước bao 90 mm và trục rỗng, đưa chúng vào lãnh địa hông, đế và tải nặng, nơi việc đi cáp xuyên qua trục quan trọng không kém gì mô-men.

Mô-đun khớp được cấu tạo từ gì

Các bộ phận không hề kỳ lạ. Điều khiến một mô-đun khớp khác với một động cơ cộng một hộp giảm tốc mua riêng là các giao diện giữa những bộ phận đó đã được giải quyết sẵn - rotor được đỡ bởi vòng bi đầu vào của hộp giảm tốc, encoder được gắn vào một chuẩn tham chiếu chịu được đường truyền tải của hộp giảm tốc, và vỏ khép kín toàn bộ cụm. Đó chính là giá trị được mua.

Động cơ

Cả năm sản phẩm đều dùng động cơ BLDC rotor ngoài, và chỉ số phân biệt chúng ở tầng này là KV - hằng số tốc độ của động cơ tính bằng rpm trên vôn. AK40-10 V3.0 mang cuộn dây KV170, AK45-10 V3.0 là KV75, AK45-36 V3.0 là KV80, và cả hai mô-đun AKH70 là KV41. Cuộn dây KV cao cho tốc độ trên mỗi vôn lớn hơn với mô-men trên mỗi ampe nhỏ hơn; cuộn dây KV thấp làm điều ngược lại. Lựa chọn duy nhất đó lan truyền qua toàn bộ thiết kế, và đó là lý do mô-đun nhỏ nhất trong nhóm này có KV cao nhất còn mô-đun lớn nhất có KV thấp nhất. Cả hai mô-đun AKH70 cũng ghi 21 cặp cực so với 14 ở ba sản phẩm AK, điều này nâng tần số điện mà driver phải chuyển mạch ở bất kỳ tốc độ cơ nào cho trước.

Cấp giảm tốc

Mỗi mô-đun tích hợp một hộp giảm tốc hành tinh: 10:1 trên AK40-10 và AK45-10, 36:1 trên AK45-36, 16:1 và 48:1 trên hai sản phẩm AKH70. Cấp này biến đầu ra tốc độ cao, mô-men thấp của động cơ thành đầu ra tốc độ thấp, mô-men cao của khớp, đồng thời quyết định khâu có thể đẩy ngược bao nhiêu tải trở lại động cơ. Một cấp 10:1 nói chung để lại một khớp dễ truyền động ngược hơn, hữu ích cho điều khiển mềm dẻo và cho việc dẫn tay một cánh tay cộng tác; một cấp 48:1 nói chung nhân mô-men xa hơn và làm giảm khả năng truyền động ngược, nhưng kết quả thực tế phụ thuộc vào hiệu suất hộp giảm tốc, hằng số mô-men của động cơ và quán tính phản chiếu mà khâu tạo ra - chỉ riêng tỷ số không quyết định được điều đó.

Phản hồi và điện tử điều khiển

Phản hồi vị trí chính là thứ biến một động cơ và hộp giảm tốc thành một khớp servo. Mô tả ToBMS cho AK40-10 V3.0 nêu rằng sản phẩm tích hợp một động cơ BLDC, một hộp giảm tốc hành tinh 10:1 và một driver, còn cả hai mô-đun AKH70 đều ghi FOC (điều khiển định hướng trường) là phương thức điều khiển. Việc bo mạch điều khiển nằm vật lý bên trong mô-đun hay được cung cấp kèm bên ngoài thay đổi theo từng dòng, nên hãy xác nhận cấu hình giao hàng chính xác với nhà sản xuất trước khi thiết kế bó dây. Điều tương tự cũng áp dụng cho giao diện encoder: độ phân giải, giao thức và việc cảm biến là tuyệt đối hay gia tăng đều là những quyết định lan tới kiến trúc điều khiển của robot.

Những gì người tích hợp vẫn phải cung cấp

Một mô-đun khớp không phải là một trục hoàn chỉnh. Giao diện lắp đặt ở cả hai mặt, việc đi cáp và giảm ứng suất kéo, đường thoát nhiệt ra khỏi vỏ, nguồn cấp và dư lượng dòng của nó, cùng các giới hạn an toàn được áp đặt trong bộ điều khiển vẫn là trách nhiệm của người tích hợp. Điều được lợi là thiết kế cơ khí và từ trường bên trong vỏ đã được khớp nối và thử nghiệm như một tổng thể.

Năm con số quyết định lựa chọn

Bảng thông số của mô-đun khớp thì dài, nhưng chỉ một vài mục thay đổi được một quyết định thiết kế. Đây là năm mục quan trọng, và cách đọc trung thực từng mục.

Mô-men đỉnh không phải mô-men làm việc

Mô-men đỉnh là đầu ra mà một mô-đun có thể tạo ra trong thời gian ngắn - khi tăng tốc đột ngột, khi va chạm, hoặc khi có xung mô-men ở cuối một chuyển động. Đây là một giá trị ngắn hạn và nó không phải là giới hạn cơ khí của hộp giảm tốc, cũng không phải tải mà khớp có thể giữ vô thời hạn. Thiết kế theo mô-men đỉnh như thể nó là liên tục là cách phổ biến nhất để phá hủy một mô-đun khớp, bởi vì giới hạn đến trước là giới hạn nhiệt chứ không phải cơ khí. Hãy coi mô-men đỉnh là dư lượng cho quá trình quá độ và hãy tính hộp giảm tốc cùng kết cấu theo nó một cách riêng rẽ.

Mô-men định mức là một phát biểu về nhiệt

Mô-men định mức là giá trị mà mô-đun phải có khả năng duy trì trong giới hạn nhiệt của nó, và đó là con số cần được so với chu trình làm việc thực tế chứ không phải so với một trường hợp xấu nhất đơn lẻ. AKH70-48 V1.0 ghi 74 Nm định mức so với 222 Nm đỉnh; AK40-10 V3.0 ghi 1.3 Nm so với 4.1 Nm. Hai cặp đó không phải là cùng một loại phát biểu, và tỷ lệ giữa chúng không phải là một biên dự trữ để tiêu xài - đó là khác biệt giữa mức tăng nhiệt mà vỏ có thể tản đi và mức mà nó không thể. Mô-men định mức cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, cách lắp đặt và chế độ làm việc, nên một định mức liên tục đo trong không khí tự do là lạc quan đối với một mô-đun bị chôn bên trong một khâu.

Tốc độ đầu ra, không phải tốc độ động cơ

Tốc độ quan trọng là tốc độ của mặt bích đầu ra, và nó đã được hộp giảm tốc giảm xuống. AK40-10 V3.0 được ghi 370 rpm định mức với 435 rpm không tải; AK45-10 V3.0 là 120 và 180 rpm; AK45-36 V3.0 là 40 và 52 rpm; AKH70-16 V1.0 là 90 và 105 rpm; AKH70-48 V1.0 là 28 và 35 rpm. Quy đổi sang ngôn ngữ khớp, 370 rpm là 2220 độ mỗi giây và 28 rpm là 168 độ mỗi giây, đó là khác biệt giữa một cổ tay có thể bật nhanh và một hông xoay chậm. Hãy kiểm tra vận tốc khâu yêu cầu ở điện áp bus thực sự có sẵn, bởi vì một mô-đun được ghi ở một điện áp không cho cùng tốc độ không tải ở một điện áp khác.

Tỷ số giảm tốc đặt ra cân bằng mô-men - tốc độ

Tỷ số là con số dễ thấy nhất trong bảng và cũng dễ đọc sai nhất, bởi vì nó mô tả một đánh đổi chứ không đo lường chất lượng. Một cấp 48:1 tạo ra nhiều mô-men đầu ra trên mỗi ampe hơn và một đầu ra chậm hơn so với một cấp 10:1 dựng quanh một động cơ tương đương, và nó thay đổi cảm giác của khớp khi có thứ gì đó bên ngoài đẩy khâu. So sánh hai mô-đun chỉ dựa trên tỷ số sẽ che mất sự thật rằng cuộn dây động cơ cũng khác nhau - các mô-đun AKH70 chạy KV41 so với KV75 và KV80 trên các sản phẩm AK45, nên hai hiệu ứng cộng dồn.

Khối lượng, kích thước bao và mật độ mô-men

Ở một khớp xa, khối lượng là tham số chi phối, bởi vì mọi thứ phía trên trong chuỗi đều phải mang nó đi qua toàn bộ phạm vi chuyển động. Mật độ mô-men tính bằng Nm trên kilogam làm cho so sánh trở nên rõ ràng, và nó phải được nêu riêng cho đầu ra định mức và đầu ra đỉnh: AK40-10 V3.0 cho ra khoảng 6.8 Nm/kg định mức và 21.6 Nm/kg đỉnh; AK45-10 V3.0 là 9.5 và 26.7; AK45-36 V3.0 là 22.9 và 68.8; AKH70-16 V1.0 là 29.6 và 88.7; và AKH70-48 V1.0 là 53 và 159. Những con số đó được suy ra từ khối lượng và mô-men trong hồ sơ của từng sản phẩm, và chúng xác nhận điều mà bậc thang ở trên gợi ý - những mô-đun nặng hơn đòi lại khối lượng của mình bằng mô-men trên mỗi kilogam. Kích thước bao là ràng buộc đi kèm: một thân máy đường kính 53 mm lọt vào trong một khâu tay mà một mô-đun 90 mm hoàn toàn không vào được, bất kể con số mô-men nói gì.

Độ rơ và tác động của nó lên một khớp

Độ rơ là chuyển động mất đi giữa đầu vào hộp giảm tốc và mặt bích đầu ra, và trên một khớp điều khiển theo vị trí nó xuất hiện như một vùng nhỏ nơi góc lệnh thay đổi mà đầu ra không dịch chuyển. Nó quan trọng nhất ở nơi khớp đảo chiều dưới tải, và nó tích lũy qua các cấp trong những thiết kế hành tinh nhiều cấp. Mỗi hồ sơ sản phẩm trong nhóm này đều mang một giá trị độ rơ - 0.3 trên AK40-10 V3.0 và AK45-10 V3.0, 0.2 trên AK45-36 V3.0 và cả hai mô-đun AKH70 - nhưng hồ sơ ToBMS không mang một đơn vị nhất quán cho trường này trên toàn bộ danh mục bộ truyền động, nên hãy coi những con số đó là mang tính chỉ dẫn và xác nhận xem giá trị được nêu bằng phút cung hay độ trên datasheet của nhà sản xuất trước khi thiết kế theo nó.

So sánh năm mô-đun khớp CubeMars

Bảng dưới đây tập hợp năm mô-đun được sắp theo khối lượng, qua đó cũng sắp chúng theo mô-men đầu ra. Các giá trị mô-men là những con số do nhà sản xuất công bố, như được ghi trong dữ liệu sản phẩm ToBMS, và mỗi model còn có các biến thể KV ngoài lựa chọn này.

Cả năm mô-đun đều được liệt kê trong danh mục Bộ truyền động robot của ToBMS. Các giá trị mô-men, khối lượng và kích thước bao được lấy từ hồ sơ của từng sản phẩm; đơn vị cục bộ giữ nguyên như đã công bố (1396 g được ghi là 1396). Giá trị công suất định mức cho hai mô-đun AKH70 nằm trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất, nên ở đây không nêu giá trị nào - hãy kiểm tra bảng dữ liệu đó nếu cần con số đó cho một bài toán ngân sách công suất.

Hai quy luật nổi lên. Thứ nhất là khối lượng tăng nhanh hơn tỷ số giảm tốc nhưng chậm hơn mô-men đỉnh: đi từ AK45-36 V3.0 nặng 349 g đến AKH70-48 V1.0 nặng 1.4 kg làm khối lượng tăng bốn lần và mô-men đỉnh tăng hơn chín lần. Thứ hai là điện áp nguồn chia nhóm này gọn gàng thành hai nửa - ba mô-đun AK chạy 24 V và hai mô-đun AKH70 chạy 48 V - điều này thường có nghĩa là hai ray nguồn và hai dòng driver trên một robot duy nhất, trừ khi toàn bộ nền tảng được chuẩn hóa trên một bus.

Cả hai mô-đun AKH70 dùng chung đường kính 90 mm, cùng cuộn dây KV41, cùng 21 cặp cực và cùng giá trị độ rơ, và khác nhau gần như hoàn toàn ở cấp giảm tốc và chiều dài thân: 16:1 trong một thân 60.5 mm nặng 879 g, hoặc 48:1 trong một thân 81.5 mm nặng 1.4 kg. Đó gần như là minh chứng rõ ràng nhất mà một catalogue có thể đưa ra về cái giá của một tỷ số giảm tốc, và nó có nghĩa là hai sản phẩm có thể thay thế cho nhau trong cùng một kích thước bao cơ khí nếu yêu cầu về tốc độ và mô-men thay đổi.

Năm mô-đun khớp, năm công việc

Thứ tự ở trên là theo khối lượng và mô-men. Thứ tự ở dưới là theo công việc mà mỗi mô-đun phù hợp, đó cũng chính là cách lựa chọn thực sự được đưa ra.

AK40-10 V3.0 KV170 - bàn tay, cổ tay và các trục xa

Với 190 g, đường kính 53 mm và chiều dài 40.2 mm, đây là mô-đun để chọn khi khối lượng treo ở đầu một đòn bẩy. Nó tạo ra 4.1 Nm đỉnh và 1.3 Nm định mức qua một cấp 10:1, trên bus 24 V, với tốc độ định mức 370 rpm - đủ nhanh để một cổ tay hay một nhóm ngón tay tái định vị nhanh chóng. Mục ToBMS của nó mô tả sản phẩm phù hợp với công việc robot khéo léo, và các liên kết ứng dụng gắn với hồ sơ chỉ tới mô-đun khớp, robot phục hồi chức năng, cánh tay cộng tác và ứng dụng robot hình người. Giới hạn cần để mắt tới là mô-men định mức: 1.3 Nm liên tục là một ngân sách khiêm tốn, nên một trục xa giữ tải trọng ở trạng thái tĩnh vẫn cần phân tích chu trình làm việc chứ không phải chỉ một phép kiểm tra mô-men đỉnh.

AK45-10 V3.0 KV75 - phân khúc trung nhẹ

Cùng bus 24 V, cùng tỷ số 10:1, cùng đường kính 53 mm - nhưng dài 45.2 mm, nặng 262 g, và 7 Nm đỉnh so với 2.5 Nm định mức. Cuộn dây KV75 cắt tốc độ định mức xuống 120 rpm và tốc độ không tải xuống 180 rpm để đổi lấy mô-men đó, đúng kiểu đánh đổi mà một đoạn cánh tay nhẹ cần. Hồ sơ ghi công suất định mức 39 W, khiến nó trở thành sản phẩm hiệu quả hơn trong hai sản phẩm 10:1 của nhóm này tại điểm làm việc định mức, và phần mô tả của nó hướng tới các khớp robot nhỏ gọn cùng thiết bị phục hồi chức năng. So với AK40-10, đây là bước tiến tự nhiên khi khớp xa hóa ra cần mô-men giữ nhiều hơn mức mà sản phẩm nhỏ hơn có thể duy trì.

AK45-36 V3.0 KV80 - bước nhảy tốc độ thấp, mô-men cao

Đây là lần đầu tiên bậc thang thực sự đổi tính cách. Một cấp 36:1 biến cùng dòng 24 V thành một sản phẩm 8 Nm định mức, 24 Nm đỉnh ở 40 rpm định mức và 52 rpm không tải - 240 độ mỗi giây ở đầu ra, tức là một khớp giữ tải đầy chủ đích chứ không phải một khớp nhanh. Nó vẫn ở mức 349 g và chỉ lớn lên tới đường kính 55 mm và chiều dài 56.5 mm, nên vẫn lọt vào trong một khâu. Mô tả ToBMS của nó nói rằng sản phẩm được thiết kế cho các mô-đun khớp cần tỷ số giảm tốc cao, và hồ sơ mang cờ sản phẩm chính, phản ánh mức độ trung tâm của điểm "mô-men trên mỗi gam" này trong dải sản phẩm. Cái giá của tỷ số là tốc độ và khả năng truyền động ngược: ở 36:1, khớp sẽ có cảm giác cứng hơn đáng kể trước một lực đẩy bên ngoài so với cả hai sản phẩm 10:1.

AKH70-16 V1.0 KV41 - mô-men cùng một lỗ xuyên cáp

Bước nhảy lên 48 V và một thân 90 mm mua được 26 Nm định mức và 78 Nm đỉnh ở 90 rpm định mức - 540 độ mỗi giây, đầu ra nhanh thứ hai trong nhóm này bất chấp đường kính lớn nhất. Cuộn dây KV41 là đầu tốc độ thấp, mô-men cao của dải cuộn dây, và ở 21 cặp cực thì driver phải chuyển mạch ở tần số điện cao hơn các sản phẩm AK với cùng tốc độ đầu ra. Trục rỗng là đặc điểm kết cấu làm thay đổi cách người ta chế tạo một robot: cáp nguồn và cáp cảm biến có thể đi dọc theo trục quay thay vì vòng quanh khớp, qua đó loại bỏ một vòng phục vụ chuyển động khỏi mọi khớp nối. Hồ sơ ToBMS cho mô-đun này không bao gồm đường kính lỗ xuyên, nên hãy lấy bản vẽ cơ khí từ nhà sản xuất trước khi lên kế hoạch cho bó dây. Phần mô tả của nó định vị sản phẩm ở đầu gối robot bốn chân, các khớp cánh tay robot và nền tảng bánh xe, còn các ứng dụng liên kết trải khắp robot hình người, bộ xương ngoài và AGV.

AKH70-48 V1.0 KV41 - khớp hạng nặng

Mô-đun lớn nhất ở đây đánh đổi gần như toàn bộ tốc độ để lấy mô-men: một cấp 48:1 trên cùng động cơ KV41 và bus 48 V cho 74 Nm định mức và 222 Nm đỉnh ở 28 rpm định mức, tức 168 độ mỗi giây. Trong một gói đường kính 90 mm, dài 81.5 mm, nặng 1.4 kg, đó là 53 Nm/kg định mức và 159 Nm/kg đỉnh - mật độ mô-men cao nhất trong nhóm với khoảng cách rộng, và gần gấp đôi mật độ định mức của AKH70-16. Dòng định mức là 6 A so với 18 A đỉnh, nên driver và phân phối nguồn phải được tính theo quá độ trong khi đường thoát nhiệt liên tục chỉ phải mang con số thấp hơn. Mô tả ToBMS của nó nêu robot chân hạng nặng và công việc AGV, và các ứng dụng gắn với hồ sơ bao gồm robot hình người, robot bốn chân và bộ xương ngoài cũng như AGV. Việc một tỷ số 48:1 có để lại cho khớp khả năng truyền động ngược ở mức chấp nhận được cho một bộ điều khiển nhất định hay không là câu hỏi cần trả lời cùng nhà sản xuất, bởi vì nó phụ thuộc vào hiệu suất và quán tính phản chiếu chứ không chỉ vào tỷ số.

Những mô-đun khớp này được dùng ở đâu

Cùng năm mô-đun đó xuất hiện trong những cỗ máy rất khác nhau, và quy luật về việc cái nào được chọn đủ nhất quán để hữu ích như một giả thuyết ban đầu.

Tay và chân robot hình người

Robot hình người tập trung mọi đánh đổi này vào một cỗ máy. Các khớp tay nằm ở cuối chuỗi động học và cần mô-đun nhẹ nhất có thể giữ được tải trọng, điều này chỉ vào các sản phẩm 190 g và 262 g; hông và đầu gối mang cả cơ thể, điều này chỉ vào các mô-đun 48 V. Xem Động cơ BLDC cho robot hình người để có góc nhìn chọn rộng hơn.

Đầu gối và hông robot bốn chân

Robot chân nạp tải cho khớp bằng cả va chạm mặt đất lẫn trọng lực, nên dư lượng mô-men đỉnh và độ cứng kết cấu chi phối. AKH70-16 V1.0 nặng 879 g và AKH70-48 V1.0 nặng 1.4 kg là những lựa chọn được ghi nhận cho các khớp robot bốn chân, xem Động cơ BLDC cho robot bốn chân, và trục rỗng đơn giản hóa bó dây trên một chân phải gập lại.

Cánh tay robot cộng tác

Một cánh tay cobot phải đủ khả năng truyền động ngược để có thể dẫn bằng tay và đủ nhẹ để an toàn khi ở cạnh con người, điều này thiên về các tỷ số thấp hơn. Các sản phẩm 10:1 là lựa chọn được ghi nhận cho cánh tay robot cộng tác, xem Cánh tay robot cộng tác, còn mô-đun 36:1 đảm nhận những khớp cần giữ vị trí thay vì tuân theo.

Bộ xương ngoài và robot phục hồi chức năng

Những cỗ máy này được đeo trên người hoặc ghép chặt với con người, nên khối lượng ở chi và cảm giác của khớp đều quan trọng hơn đầu ra đỉnh. Cả hai mô-đun AKH70 đều ghi nhận ứng dụng bộ xương ngoài và phục hồi chức năng, và các mô-đun AK nhẹ hơn xuất hiện trong các mục Robot phục hồi chức năng và Động cơ BLDC cho bộ xương ngoài. Ba mô-đun CubeMars QDD dành cho mục đích này được so sánh cạnh nhau trong Bộ truyền động cho bộ xương ngoài: ba bộ truyền động CubeMars QDD từ 260 g đến 1.4 kg.

AGV và các nền tảng bánh xe

Một khớp dẫn động bánh xe ít quan tâm đến khả năng truyền động ngược hơn và quan tâm nhiều hơn đến mô-men trên mỗi kilogam cùng khả năng luồn cáp xuyên qua trục cho một bánh xe quay lái liên tục. Các mô-đun AKH70 mang liên kết ứng dụng AGV, và Động cơ BLDC cho AGV & AMR tập hợp bộ rộng hơn.

Danh sách kiểm tra khi chọn

Các mô-đun khớp thường được xác định trước khi phần còn lại của cơ cấu được chốt, nên những phép kiểm tra này đáng để chạy sớm thay vì sau khi hình học đã an bài.

Chu trình làm việc và mô-men

1. Tính mô-men đầu ra trường hợp xấu nhất bao gồm cánh tay đòn, tải trọng và các hiệu ứng động, rồi kiểm tra nó với mô-men đỉnh - sau đó xác nhận riêng với nhà sản xuất xem hộp giảm tốc và vòng bi đầu ra chịu được gì khi có xung kích, bởi vì mô-men đỉnh là một giá trị ngắn hạn chứ không phải một giới hạn cơ khí.
2. Ước lượng mô-men liên tục cho chu trình làm việc thực tế và so nó với mô-men định mức, nhớ rằng định mức là một phát biểu về nhiệt và rằng cách lắp đặt cùng điều kiện môi trường làm thay đổi nó.
3. Quy đổi vận tốc khâu yêu cầu thành rpm đầu ra ở điện áp bus được sử dụng thực tế, dùng giá trị không tải làm cận trên và giá trị định mức để tính toán kích thước.

Cơ khí và đi cáp

1. Kiểm tra kích thước bao theo hình học của khâu trước khi so sánh mô-men: một thân 90 mm và một thân 53 mm không thể thay thế cho nhau, bất kể các con số đọc ra thế nào.
2. Quyết định tuyến cáp sớm - vòng quanh khớp, hay xuyên qua một trục rỗng ở nơi mô-đun có cung cấp. Hồ sơ ToBMS không liệt kê đường kính lỗ xuyên, nên hãy xác nhận bản vẽ với nhà sản xuất.
3. Lập kế hoạch cho giao diện lắp đặt và đường truyền tải trên cả hai mặt, và xác nhận độ rơ cùng đơn vị của nó theo datasheet của nhà sản xuất trước khi thiết kế một vòng điều khiển vị trí dựa trên nó.

Điều khiển và tích hợp

1. Xác nhận những gì được giao bên trong mô-đun - động cơ, hộp giảm tốc, encoder và driver không được đảm bảo đi cùng nhau - và khớp giao thức phản hồi với bộ điều khiển.
2. Đối chiếu số cặp cực và tốc độ tối đa với khả năng chuyển mạch của driver; 21 cặp cực ở tốc độ đầu ra cao làm tăng tần số điện lên đáng kể.
3. Tính nguồn cấp và driver theo dòng đỉnh trong khi tính đường thoát nhiệt theo dòng định mức, và giữ hai ngân sách đó tách biệt.

Câu hỏi thường gặp

Nguồn tài liệu chính thức

CubeMars công bố một trang thông số cho mỗi mô-đun, và chính những trang đó - chứ không phải các bản tóm tắt của bên thứ ba - là tham chiếu cho định mức nhiệt, chi tiết encoder, bản vẽ cơ khí và firmware hiện hành. Các trang của nhà sản xuất cho những sản phẩm được bàn ở đây là AK40-10 V3.0 KV170, AK45-10 V3.0 KV75, AK45-36 V3.0 KV80, AKH70-16 V1.0 KV41 và AKH70-48 V1.0 KV41. Ở đâu hồ sơ ToBMS im lặng - công suất định mức cho các mô-đun AKH70, đường kính lỗ xuyên, đơn vị độ rơ - thì trang của nhà sản xuất hoặc datasheet là nơi lấp khoảng trống.

Đi tiếp ở đâu

Nếu mục tiêu là lập một danh sách rút gọn thay vì đọc, ba công cụ làm việc theo trình tự: duyệt mọi model trong danh mục Bộ truyền động robot, thu hẹp ứng viên theo mô-men, điện áp và khối lượng trong Công cụ chọn động cơ BLDC, rồi đặt chúng cạnh nhau trong So sánh động cơ BLDC. Ở đâu khớp cần được tích hợp vào máy thay vì được giao kín, danh mục Động cơ mô-men xoắn không vỏ là tuyến thay thế, và Bộ truyền động robot: cách chọn bộ truyền động tích hợp cho khớp robot bao quát dải bộ truyền động rộng hơn nằm quanh năm mô-đun này.

Bản ngắn gọn: cố định kích thước bao từ hình học của khâu, chọn tỷ số giảm tốc từ tốc độ và mô-men đầu ra yêu cầu, tính mô-men định mức theo chu trình làm việc trong giới hạn nhiệt và mô-men đỉnh theo trường hợp quá độ, rồi quyết định điện áp bus và tuyến cáp trước khi cơ cấu được chốt. Mọi thứ khác về một mô-đun khớp đều suy ra từ bốn điểm đó.