行業(yè)動態(tài) | 哪款電機是人形機器人的心臟？

發(fā)布時間：

2025-02-25 10:00

在工業(yè)自動化、機器人技術(shù)及航空航天等高精尖驅(qū)動領(lǐng)域中，傳統(tǒng)電機的機械傳動部件，諸如齒輪箱、聯(lián)軸器等，日益成為制約性能躍升的關(guān)鍵因素。無框力矩電機作為一種創(chuàng)新的直接驅(qū)動技術(shù)，憑借其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計和卓越的動態(tài)性能，正在重塑高端運動控制領(lǐng)域的格局。

無框力矩電機的結(jié)構(gòu)與設(shè)計原理

無框力矩電機摒棄了傳統(tǒng)電機中的殼體、軸承及輸出軸等結(jié)構(gòu)，僅保留定子和轉(zhuǎn)子兩大核心組件，憑借‘去框架化’設(shè)計，實現(xiàn)了與機械系統(tǒng)的無縫集成

 

 

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定子組件

采用高密度繞組設(shè)計，通常以環(huán)形結(jié)構(gòu)直接嵌入設(shè)備本體（如機械臂關(guān)節(jié)外殼），通過優(yōu)化電磁場分布提升轉(zhuǎn)矩密度。

 

集成了高精度溫度傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)控電機熱狀態(tài)，確保運行過程中的穩(wěn)定性。

 

 

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轉(zhuǎn)子組件

由永磁體陣列構(gòu)成，直接裝配于負載軸上，省去了繁瑣的傳統(tǒng)傳動鏈，有效消除了背隙及彈性形變問題。

 

支持定制化磁極排布，適應(yīng)不同扭矩—轉(zhuǎn)速需求。

力矩電機的結(jié)構(gòu)與設(shè)計原理

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安裝方式

定子與轉(zhuǎn)子的氣隙需通過精密機械加工保證，依賴宿主設(shè)備的結(jié)構(gòu)剛性實現(xiàn)精準定位。

無框力矩電機的核心特點

 

  • 高扭矩密度與動態(tài)響應(yīng)
  • 采用多極對數(shù)設(shè)計，在低速下實現(xiàn)平穩(wěn)大扭矩輸出，動態(tài)響應(yīng)時間縮短至毫秒級

 

  • 結(jié)構(gòu)緊湊與輕量化
  • 體積較同功率傳統(tǒng)電機減少40%～60%，重量降低50%，特別適合空間受限場景

 

  • 零傳動鏈與超高精度
  • 直接驅(qū)動模式消除齒輪磨損、背隙等問題，定位精度可達角秒級，重復(fù)定位誤差<±5弧秒

 

  • 高效散熱與長壽命

 

技術(shù)優(yōu)勢的工程價值

 

1.系統(tǒng)效率躍升

傳動效率高達95%，顯著降低能耗，在新能源裝備中可顯著提升能量回收率。例如，電驅(qū)效率95%的系統(tǒng)在提供100瓦機械功率時，只需要消耗大約105.3瓦的電能，這不僅減少了能源成本，還提高了系統(tǒng)的整體效率。

2.維護成本革命性下降

無機械磨損部件，終身免潤滑，維護周期延長5-10倍

 

3.動態(tài)性能極限突破

 

轉(zhuǎn)動慣量比接近1:1，實現(xiàn)超高頻啟停（>100次/秒）

 

4.設(shè)計自由度擴展

支持異形定制（如中空軸設(shè)計），便于集成編碼器、制動器，適應(yīng)復(fù)雜機電一體化架構(gòu)。

典型應(yīng)用場景及案例

無框力矩電機不僅是驅(qū)動技術(shù)的進化，更是高端裝備設(shè)計理念的革新。它通過“結(jié)構(gòu)即電機”的哲學，重新定義了動力傳輸?shù)倪吔?，為下一代智能裝備提供了基礎(chǔ)性技術(shù)支撐。在工業(yè)4.0與智能制造深度融合的背景下，這項技術(shù)將持續(xù)釋放創(chuàng)新勢能。

 

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