Der Motor ist eine Schlüsselkomponente des Roboter -Aktuatorsystems und für die Bewegung und Kontrolle des Roboters verantwortlich. Basierend auf elektromagnetischen Prinzipien wandeln Motoren elektrische Energie in mechanische Energie um, was wiederum die physikalische Bewegung des Roboters betreibt. Heutzutage können Roboter Vorgänge ausführen, die von einfachem Rad drehen, bis hin zu sehr komplexen medizinischen Operationen, einem Prozess, der normalerweise von Roboter -Controllern gesteuert wird, die Steuersignale an die Motoren zum Zwecke der Ausführung dieser Aktionen senden. Infolgedessen bestimmen die in einem Roboter und ihre Antriebslösungen ausgewählten Motoren weitgehend die Genauigkeit, Geschwindigkeit, Drehmoment und andere wichtige Leistungsmerkmale des Roboters.
Arten von Motoren, die in Robotern verwendet werden
Es gibt verschiedene Arten von Motoren, die in Robotern verwendet werden, einschließlich DC -Motoren, Servomotoren und Stepper -Motoren usw. Jedes dieser Motoren verfügt über einzigartige Funktionen für eine Vielzahl von Anwendungen.
1. DC Motoren
Gleichstrom -Motoren (DC) sind sehr stark der in der Robotik verwendete Motor, sie sind einfach zu bedienen und zu steuern und haben einen guten Bereich von Geschwindigkeiten. DC -Motoren werden weiter in gebürstete und bürstenlose Typen eingeteilt.
Bürstete DC -Motoren: Diese Motoren bestehen aus einem rotierenden Anker, einem festen Stator und einem Kommutator. Die Bürsten sind in physischer Kontakt mit dem Kommutator und daher ist dieser Motorart relativ einfach zu steuern. Die Bürsten müssen jedoch von Zeit zu Zeit ersetzt werden, wenn sie sich im Laufe der Zeit abnutzen, was zu höheren Wartungskosten führt.
Bürstenlose DC -Motoren: BILDC (BILDC) -Motoren sind ein Beispiel für einen Motorart, der elektronische Kommutierung verwendet. Sie verwenden einen Controller, um die Richtung des Stroms zu ändern, anstatt Bürsten zu verwenden. Da Bldc -Motoren die Bürsten entfernen und die einzigen Teile, die abgenutzt sind, sind die Lager, sie haben eine bessere Leistung, ein geringeres elektrisches Geräusch und eine höhere Zuverlässigkeit. Im Vergleich dazu sind bürstenlose DC -Motoren effizienter, zuverlässiger und haben eine länger .
2, Servomotor
Servomotoren bestehen aus einem Gleichstrommotor, einem Getriebe, einem Potentiometer und einem Steuerschaltungsschaltungen und sind für ihre Genauigkeit bekannt. Die Position eines Servomotors kann mit PWM -Signalen (Impulsbreitenmodulation) sehr präzise gesteuert werden, wodurch es für Anwendungen, die eine präzise Bewegungsregelung erfordern, besonders geeignet sind.
3, Stiefmotor
Schrittmotoren arbeiten anders als DC -Motoren und Servomotoren, da sie mit hoher Bewegungsgenauigkeit eine hervorragende Kontrolle über Position und Geschwindigkeit bieten. Steppermotoren verwenden ein digitales Steuerungsschema, das ein hohes Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten liefert, wodurch sie ideal für Anwendungen sind, bei denen die Last für einen längeren Zeitraum in einer bestimmten Position gehalten werden muss.
Ich bin sicher, Sie haben bemerkt, dass Sie selten Wechselstrommotoren in der Robotik sehen. Es gibt mehrere Hauptgründe für dieses Phänomen:
Erste,Die Kontrolle ist kompliziert. DC -Motoren sind relativ einfach zu kontrollieren; Sie bieten einen konstanten und stabilen Strom und erleichtern es einfach, Geschwindigkeit, Drehmoment und Richtung zu verwalten. Servomotoren und Schrittmotoren sind im Wesentlichen auch DC -Geräte, die eine überlegene Kontrolle von Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung bieten. Wechselstrommotoren hingegen müssen sich auf die Frequenz des Wechselstromnetzteils verlassen, um die Parameter des Motors zu steuern, wodurch sie in Bezug auf Geschwindigkeit und Drehmoment komplex sind.
Zweite,Die Stromversorgung ist ineffizient. Die meisten Robotersysteme verwenden Batterien als primäre Stromquelle und bieten DC -Strom. Zusätzliche Komponenten sind erforderlich, um DC in AC umzuwandeln, was die Komplexität des Motorsteuerungssystems einerseits erhöht und die Leistungseffizienz andererseits verringert.
Dritte,Es gibt keinen Vorteil in Größe und Gewicht. DC-Motoren, insbesondere bürstenlose DC-Motoren, können ein hohes Verhältnis von Drehmoment zu Gewicht bieten, was sie für mobile Roboteranwendungen besser geeignet macht. Das Minimieren von Gewicht ist eine kritische Überlegung bei mobilen Robotikanwendungen. Wechselstrommotoren, insbesondere Induktionsmotoren, sind in der Regel schwerer für die gleiche Leistung.
Trotz dieser Mängel werden Wechselstrommotoren manchmal in einigen Industrie -Robotern für bestimmte Aufgaben verwendet, die eher hohe Leistung und Geschwindigkeit als hohe Präzision erfordern. Beispielsweise können Wechselstrominduktionsmotoren verwendet werden, um Förderbänder in automatisierten Fabrikproduktionslinien zu fahren.
Die Zukunft des Robotermotors fährt
Motorelektronik entfernen sich von Schaltschränken und werden direkt in Roboterfugen integriert. Dadurch werden das Gewicht des Roboters, die Verkabelungskomplexität und die Systemkosten dramatisch reduziert. Dieser Trend treibt die Komponentenhersteller dazu an, Lösungen zu entwickeln, die eine funktionale Integration in kleineren IC -Paketen ermöglichen. Gleichzeitig erfordern Platzbeschränkungen auch eine höhere Leistungsdichte und Effizienz für Motorantriebe und -kontrollen. GaN-FETs mit integrierten Gate-Treibern können die Leistungseffizienz für Motorantriebs- und Kontrolllösungen bei Robotern der nächsten Generation auf mehr als 99% erhöhen.
Das LMG3422R050 von Texas Instruments ist ein 600 -V -Gan -FET mit integriertem Fahrer und Schutz. Das Gerät integriert einen Siliziumtreiber und im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen mit Common-Source-Ansätzen mit Common-Gate bietet diese Architektur eine überlegene Schaltleistung mit Schaltgeschwindigkeiten von bis zu 150 V/ns. Darüber hinaus schützt dieser integrierte Treiber das GaN-Gerät vor Überstrom, Kurzschluss, Unterspannung und Überhitzung.
Robotikanwendungen haben sich von der Fertigung auf Branchen wie Verbraucher, medizinische und sogar selbstfahrende Autos erweitert. Als nächst von Elektromotoren durch Verwendung einer neuen Art von Aktuator, mit dem sie dynamische Bewegungen effizienter ausführen können. Mit effizienteren Motoren können Roboter weiter reisen und mehr Aufgaben erledigen Für die Zukunft der Robotik!
Nach der Prognose und Analyse nach Allied Market Research wurde die globale Robotik -Marktgröße im Jahr 2019 auf 62,75 Mrd. USD geschätzt und wird voraussichtlich bis 2027 in Höhe von 189,36 Milliarden USD erreichen, was von 2020 bis 2027 auf CAGR von 13,5% wächst
In der Gesundheitsbranche müssen sie, damit chirurgische Roboter ordnungsgemäß funktionieren Wird in Industrie-Robotern der nächsten Generation aufgrund ihrer genauen Kontrolle, ihrer hohen Drehmomentleistung und ihrer schnellen Reaktionszeit verwendet.
Sobald separate Anwendungsbereiche und Märkte, Robotik, motorische Laufwerke und -kontrollen in denselben Systemmodular- und skalierbaren motorischen Lösungen zunehmend miteinander verflochten sind Plattformen können leicht in verschiedene Robotersysteme integriert und nach Bedarf skaliert werden, was für die Bereitstellung von Roboter-Robotern der nächsten Generation erhebliche Kostenvorteile bietet!
Die Nachfrage nach Robotermotorenmarkt wächst erheblich, was von der industriellen Automatisierung und einer raschen Einführung in den Branchen zurückzuführen ist. Laut Branchenforschung wurde der globale Markt für Robotermotoren im Jahr 2022 mit 12,27 Milliarden USD bewert Für hohe Effizienz, Produktivität und Sicherheit die neue Generation von Robotern, die mit fortgeschrittenem Motor ausgestattet sind
Die Anwendungen werden wachsen, um die Anwendungsbereiche von Robotern weiter zu erweitern. Außerdem werden auch ein Motor ausgewählt, der die Roboterleistung und -Effizienz optimiert, flexible, effiziente und kostengünstige Motorantriebs- und Steuerlösungen spielen ebenfalls eine Schlüsselrolle.