news 2026/8/7 11:58:00

机器人关节模组

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
机器人关节模组

结构组成

313940
电机

直流无刷电机

减速器谐波减速器

行星减速器

编码器

专门用来测量角度/位置的传感器

输入端单侧电感双编电机高速端 单编码器 无法位置控
力矩传感器

一般参数

绝缘电阻

使用直流电流DC测试,兆欧表测量电阻值MΩ

不能用交流电去测绝缘电阻,因为测出的电阻值会偏低,交流电的电压和方向一直在变化(每秒变化50或60次),绝缘材料内部的束缚电荷就会被反复地“推过来、拉过去”,会产生一个持续流动的位移电流,它会叠加在微小的泄漏电流上,让测量到的总电流显著增大

绝缘耐压

使用交流电流AC测试,也可使用DC,测量漏电流mA

使用AC测主要是因为模仿电网出AC使用情况

反电势

定子电阻/电感

匝间耐压

电气性能

效率

每个转速点跑不同扭矩

需要观测:

输入端:

直流母线电压 (U_DC)

直流母线电流 (I_DC)

输入电功率 (P_in)通常由功率分析仪直接计算并显示P_in = U_DC × I_DC

输出端:

输出扭矩 (T)由扭矩传感器测量

输出转速 (n)由转速传感器或编码器测量

输出机械功率 (P_out)由系统根据测得的扭矩和转速自动计算P_out = (T × n) / 9550

实际智元观测量:

SPEED输出轴转速

TORQUE输出轴扭矩

UDC直流母线电压

Urms交流相电压有效值(U相或线电压,取决于接线)

Urms

IDC直流母线电流

Irms

Irms

P1交流侧有功功率 两表法三表法直接测量

P∑

Pm输出机械功率 (TORQUE × SPEED) / 9550计算得出

η1motor电机本体效率Pm / P∑(输出机械功率 ÷ 电机输入电功率,即交流侧功率)

η2drive驱动器效率P∑ / (UDC × IDC)(交流侧输出功率 ÷ 直流侧输入功率)

η3sys系统总效率(驱动器 + 电机)Pm / (UDC × IDC)(输出机械功率 ÷ 直流输入功率)

T-N曲线

扭矩torque-转速number of revolutions

T-I曲线

扭矩torque-电流Intensité du courant

电流

位置本质作用

直流电流

IDC

在驱动器输入端,也就是直流母线上(DC+ / DC-)电源流进驱动器的总电流输入功率P = U_DC × I_DC_avg

交流电流

IAC

在驱动器输出端,也就是连接电机的U/V/W三相线上

环境可靠性

交变湿热

GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db交变湿热(12h+12h循环)

温度范围25℃ ↔ 40℃(或55℃)
湿度范围90% ~ 100% RH
单循环时间24小时
循环次数

由产品规范决定

40℃选2/6/12/21/56次

55℃选1/2/6次

振动

频率(Hz)

1 Hz = 每秒振动1次

oct = octave(倍频程),就是频率翻一倍

0.5 oct/min表示:每1分钟,频率翻0.5倍

简单换算:

  • 前1分钟:10Hz → 14.1Hz(×1.414)
  • 再1分钟:14.1Hz → 20Hz(×1.414)
  • 1.414 这个数是怎么来的?
  • 1 oct 是翻一倍,即 ×2
  • 0.5 oct 是半个倍频程,就是:×2^(0.5) = ×√2 = ×1.414
  • 所以10Hz到20Hz需要2分钟

抱闸

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