怎么算电机转速与减速机转速

问题描述

精选答案

首先要明确工业机器人关节的工况：

1. 需要撑住后端机构由于重力产生的扭矩2. 关节转速不高那么使用减速机的原因有两点，第一提扭矩第二提控制分辨率和闭环精度打个比方，一个50:1的谐波减速机就能轻松将一个额定100mNm的电机的额定扭矩提升到5Nm，代价是：

1. 转子转速比直驱高49倍——本来工业机器人的关节转速就不高一般都是每秒一两转，额定100mNm的电机轻松跑6k转/min，白不转那么快。要是嫌转的不够快好说，提电压呗，只要轴承和转子撑得住。

2. 重量提高到原来3倍——举个例子 maxon EC45最厚的那个电机，额定转矩83mNm,110g，maxon EC90，额定转矩560mNm, 600g。可以脑补一下额定5Nm的电机重量是多少倍..

. 3. 维持相同扭矩时，发热功率是不加减速机的1/2500. 其实不是说额定100mNm的电机干不到5Nm，往死里提电流就好了，就是电机会比较烫撑不了几秒就得冒烟就算上了水冷电费也会比较多... 要想达到相同扭矩又不想太烫就得换 扭矩/发热 效率高且热阻小热容量大的电机那么又回到2.所说的问题了...还有好处是：

1. 一个普通5k线的光电码盘就能实现1.44mdeg的角度分辨率。

当然如果你钱多上正余弦编码器使劲细分也可以。 或者是一个5相1000步的步进电机可以做到7.2mdeg的分辨率 (没错我说的就是东方电机的33步进+50:1的谐波)。

分辨率高的好处是转速控制可以更精确，由于量化造成的阶跃产生的高频分量变得很小，控制更加平滑。

2. 由于有个50:1的大的减速比，减速机出轴受到扰动传递到电机端就比直驱缩减了37dB，使得闭环精度在减速机出轴显得更高。

同时转子等效的转动惯量提高到了2500倍，使得控制环路的滞后环节受转子惯量占主导，而转子由于直接受电磁力的驱动从而没有由于刚度造成的扭矩滞后，比直驱要好控。

当然缺点还是有的，有了减速机而编码器装在电机端的话减速机的制造精度会影响实际精度，多级减速机里的齿隙油膜厚度变化什么的经过多级放大还会造成重复精度的下降，还有减速机毕竟有齿轮啮合或是柔轮变形，有寿命限制。

总之工业机器人上用减速机就是用电机容易达到的高转速换取电机不易做到的高扭矩和低质量。就这些，欢迎指正...对了还有，主轴电机由于要切削做功所以是另一回事，不是以上所讨论的了。