
机器人技术正以前所未有的速度渗透到制造业、物流、医疗等各个领域,市场对机器人的性能要求(如负载自重比、运动平顺性、轨迹精度)不断提高。其技术核心在于对多关节运动的精确、快速和协同控制。行业面临的共同技术挑战包括:1) 高扭矩密度:如何在极其有限的关节空间内实现高扭矩输出,以支持轻量化设计。2) 低齿槽转矩与平顺性:保证多关节联动时的平顺性和低速稳定性,这对于协作机器人和喷涂、焊接等应用至关重要。3) 高动态响应:关节电机需具备低转动惯量和高过载能力,以实现快速的加减速和精准的轨迹跟踪。4) 高集成度:将电机、减速器、编码器、驱动器甚至制动器集成化,以简化布线和结构。
AKT 产品解决方案 AKT为机器人关节应用提供专用的一体化驱动模块,并战略性地聚焦于无刷直流电机(BLDC)和混合式步进电机的应用。
- 高扭矩密度关节方案: 机器人关节的核心要求是在有限体积内爆发最大扭矩。我们的高扭矩密度无刷直流电机(BLDC)系列,通过采用高磁能积材料、多极对电磁方案和优化的散热结构,提供了卓越的持续扭矩和峰值扭矩能力。 为实现高传动比和高刚性,我们将BLDC电机与精密行星齿轮箱进行一体化集成。我们的行星齿轮箱系列具有高扭转刚度、低回程间隙(可低至5弧分以下)和高效率(单级>96%)的特点,是高精度机器人关节的理想选择。
- 运动平顺性与末端执行器方案: 针对协作机器人对平顺性和低速稳定性的高要求,我们的BLDC电机特别优化了齿槽转矩,配合采用FOC控制的BLDC驱动器,可实现接近伺服的平滑运行。 对于机器人的辅助轴或末端执行器(End-effector),我们的混合式步进电机(尤其是NEMA 17, 23等紧凑型号)提供了一个高性价比的选择。它能在提供高保持扭矩的同时,通过步进驱动器的微步细分实现精确定位。对于需要防止掉落的抓手,我们还提供闭环步进系统,确保抓取和定位的绝对可靠。
- 系统集成与定制化: 我们深刻理解机器人设计的集成挑战,提供高度定制化的服务。这包括中空轴设计(便于线缆穿过关节)、定制化的电机法兰和轴端以完美匹配减速器、以及集成高精度绝对值编码器和失电制动器的服务。我们的驱动器产品支持主流工业总线(EtherCAT, CANopen),可实现多个关节电机的高速同步控制,极大简化了机器人控制系统的复杂性。
典型应用设备举例
- 协作机器人 (Cobots) 关节: 协作机器人要求关节电机体积小、重量轻、扭矩大,且运行必须极其平顺以保证安全和精确交互。我们的低压BLDC电机(如48VDC)与低背隙行星齿轮箱组成的一体化关节模组,结合采用FOC控制的驱动器,提供了高扭矩密度和低转矩脉动,完美符合协作机器人的设计需求。
- 物流机器人 (AGV/AMR) 驱动轮: AGV/AMR的驱动轮需要高效率(延长电池续航)、高扭矩(用于启停和爬坡)和精准的速度控制。我们的BLDC电机与行星齿轮箱一体化驱动总成,结构紧凑,可直接集成到轮毂中。配套的低压BLDC驱动器支持CANopen总线,易于与AGV的主控ECU通信,实现高精度的差速转向和运动规划。
- 末端执行器 (Electric Grippers): 电动夹爪需要精确控制夹持力(转矩)和位置。我们的小型混合式步进电机(如NEMA 14, 17)或小型BLDC电机,提供了高扭矩和高分辨率。特别是闭环步进系统,能通过编码器反馈实现对夹爪位置和力度的闭环控制,防止对工件的损伤。
总结 我们深刻理解机器人行业对核心零部件的特殊要求。AKT以深厚的电机设计与制造经验为基础,积极与机器人制造商进行前期联合开发,提供包括定制化法兰、中空轴结构、电气参数优化、附件集成(编码器、刹车)在内的深度定制服务,致力于为全球机器人行业提供性能卓越、高度集成、长期可靠的关节驱动解决方案。
