我們都看到過工業機器人(rén)手臂：重型工具的(de)堅固結構 - 而且它們本身非常重要。事實上，這(zhè)些設計對(duì)于許多(duō)應用(yòng)來(lái)說太沉重了(le)。科隆igus的(de)工程師希望開發一種多(duō)軸接頭，可(kě)以使小負載旋轉或繞過副臂。它們需要高(gāo)水(shuǐ)平的(de)靈活性和(hé)低重量，并爲附加軸提供簡單的(de)升級選項。
這(zhè)些要求現已優雅地轉化(huà)爲一種新概念，其中多(duō)軸接頭由塑料和(hé)電纜控制裝置制成。使用(yòng)緊湊，高(gāo)性能的(de)無刷直流伺服電機，電纜本身可(kě)從臂的(de)“肩關節”移開。這(zhè)可(kě)以防止臂中的(de)慣性，允許動态運動，并且意味著(zhe)驅動塊可(kě)以在設計上緊湊。

仿生方法

爲了(le)避免重新發明(míng)輪子，工程師團隊著(zhe)眼于進一步完善可(kě)靠的(de)人(rén)體肘關節。這(zhè)允許兩個(gè)自由度 - 旋轉和(hé)旋轉 - 結合在一個(gè)接頭中，從而保證了(le)運動部件的(de)高(gāo)精度。摩擦塑料接頭也(yě)是免維護的(de)，不會腐蝕或導電。附著(zhe)關節的(de)手臂的(de)“骨頭”也(yě)被削減成輕質結構。鋁，碳纖維和(hé)玻璃纖維增​​強塑料具有出色的(de)剛性和(hé)良好的(de)隔振性。與人(rén)體手臂一樣，這(zhè)種機器人(rén)手臂中最薄弱的(de)部件不是骨骼（即體管）或肌肉（即驅動馬達），而是傳遞力量的(de)“肌腱”。因此，高(gāo)張力“筋”或控制電纜由高(gāo)度耐磨和(hé)抗拉伸負載的(de)纖維制成，該纖維由高(gāo)度結晶的(de)UHMW-PE（超高(gāo)分(fēn)子量聚乙烯）制成。抗拉強度爲3000至4000 N /mm²，僅在其固有重量下(xià)斷裂，長(cháng)度爲400 km。該設計允許實現1：1的(de)負載/固有重量比，或者如果結構被優化(huà)則甚至更小。除了(le)傳統的(de)機器人(rén)手臂功能外，該接頭還(hái)可(kě)用(yòng)于新功能，例如照(zhào)相機，傳感器或輕型結構是關鍵的(de)工具的(de)特殊配件。将來(lái)，它甚至可(kě)以用(yòng)于假肢。它是工具，運動部件，控制模塊和(hé)實際驅動器的(de)分(fēn)離，使其成爲移動使用(yòng)的(de)理(lǐ)想選擇。由于從運動部件“消除”的(de)部件代表了(le)對(duì)臂質量的(de)一種配重，因此整體結構非常輕。每個(gè)關節都内置一個(gè)磁角位置傳感器，以提高(gāo)精度。結合高(gāo)動态驅動器，可(kě)生成精确控制的(de)機器人(rén)模塊。

動态，強大(dà)，緊湊

需要緊湊型驅動解決方案，以便在狹窄空間内操作盡可(kě)能多(duō)的(de)電纜控制。如果需要高(gāo)水(shuǐ)平的(de)動力，實際功率和(hé)精确，可(kě)控的(de)使用(yòng)，那些來(lái)自FAULHABER的(de)電子換向伺服電機是最佳選擇。小型緊湊型驅動器具有低移動質量和(hé)出色的(de)性能與體積比，是動态使用(yòng)的(de)理(lǐ)想選擇。優異的(de)熱(rè)偏轉在短時(shí)間運行時(shí)可(kě)以産生相當大(dà)的(de)過載，而不是永久性的(de)，這(zhè)是一個(gè)額外的(de)優勢，特别是在快(kuài)速旋轉運動時(shí)。24 V DC的(de)工作電壓完全适合電池供電，這(zhè)對(duì)移動應用(yòng)至關重要。直徑爲32 mm，在四象限模式下(xià)可(kě)實現80％效率的(de)高(gāo)永久性輸出。四極電機的(de)97 mNm扭矩将直徑兼容的(de)行星齒輪箱增加到操作臂所需的(de)值。根據旋轉運動的(de)應用(yòng)領域，平面齒輪箱允許1：4至1600或6至20 Nm的(de)轉換比率連續扭矩，效率高(gāo)達96％。不鏽鋼外殼與塑料接頭和(hé)電纜控制裝置一樣防風雨(yǔ)。
無刷驅動器除轉子軸承外沒有任何磨損部件，這(zhè)一事實可(kě)确保使用(yòng)壽命長(cháng)達數萬小時(shí)。精密齒輪箱還(hái)具有長(cháng)期無需維護的(de)使用(yòng)壽命。電機可(kě)在-40至+ 100°C的(de)溫度範圍内運行，齒輪箱的(de)工作溫度範圍爲-25至+ 90°C。這(zhè)意味著(zhe)它們既可(kě)以應對(duì)從北(běi)極到熱(rè)帶的(de)環境條件，也(yě)可(kě)以應對(duì)各種工業操作條件。現代伺服電機是構造過程中需要移動的(de)各種應用(yòng)的(de)首選工具。高(gāo)精度水(shuǐ)平和(hé)長(cháng)使用(yòng)壽命以及易于集成到控制系統中意味著(zhe)它們既可(kě)用(yòng)于移動應用(yòng)，也(yě)可(kě)用(yòng)于緊湊型工程。