发布日期:2022-05-18 点击率:28
移动机器人的终身拥有成本在很大程度上受到其传动系统设计的影响。如果OEM使用精心设计且经过验证的组件,那么该移动机器人将提供多年的服务,可以高效地处理繁琐的重负载,并减少维护时所需的停机时间。相反,设计不当的动力传动系统将导致更高的能源成本,增加的维护以及过早的磨损和故障。可靠机器与其性能较差的机器之间的拥有成本差异非常明显。
这迫使设计工程师选择最佳的电源,控制系统,电动机,变速箱,车轮和制动器,以组合成动力传动系统,从而确保了移动机器人在成本,可靠性,效率,负载-承载能力,正常运行时间和寿命。尽管这无疑是一个主要的设计挑战,但可以与移动机器人传动系统设计专家(例如ElectroCraft)合作,使之变得更简单, ElectroCraft是可靠的,应用程序设计的分数马力电机和运动产品的全球提供商。
凭借其设计专业知识,ElectroCraft通过引入其MobilePower™轮驱动(MPW)集成式移动机器人轮驱动器,解决了移动机器人传动系统设计的复杂性 。MPW52和更大的MPW86具有高扭矩密度无刷直流电机,并带有集成的单级行星齿轮箱和车轮驱动组件。集成产品的每个部分都旨在与其他部分互补,以提供紧凑,高功率密度的解决方案,从而加快传动系统设计,并确保最终用户获得高可靠性,长寿命和最少维护。
建立在移动电源基础之上的集成解决方案
ElectroCraft提供了一系列高度可靠,具有成本效益的,具有工业实力的产品,这些产品随着时间的流逝而发展壮大,已成为理想的 移动平台牵引解决方案。该公司在全球范围内服务超过一百万台齿轮电动机,并在为客户构建定制解决方案方面拥有多年经验。该公司的齿轮电动机以其平稳,受控的功率输出和高启动转矩而著称。ElectroCraft的工程师一直在不断开发新产品,这为进入新市场打开了大门,这些市场需要规格和要求更高的电机和减速电机,例如为移动机器人供电的电机。
移动机器人设计工程师面临的主要挑战是,虽然有许多知名的电机,变速箱,轮毂和轮毂制造商,但很少有供应商提供集成解决方案。ElectroCraft是一个明显的例外,该公司的专业知识将设计,组件和工程优化结合在一起,为解决方案增加了更高的价值。ElectroCraft还可以基于MPW系列设计定制解决方案,以满足特定的应用需求。
所述 MPW52轮驱动 和 MPW86轮驱动 两个特征的高转矩密度,无刷直流(BLDC)马达用重型安装在铝车轮的轮毂内的内联的行星齿轮箱,与聚氨酯胎面(图1)。除了可定制之外,MPW集成轮驱动器还提供许多选项,包括扭矩输出,24或48 V绕组电压,电磁制动器和用于电机控制的霍尔传感器或光学编码器反馈。
MPW52和MPW86具有高转矩密度的 BLDC电机,其重型直列行星齿轮箱 安装在带有聚氨酯胎面的铝制轮毂内。资料来源:ElectroCraft
与传统的电机,变速箱和车轮组合相比,MPW系列集成设计以可承受的价格提供了更高的性能和可靠性。这些属性极大地降低了移动机器人的拥有成本。
在MPW52和MPW86内部
对于给定的BLDC电机框架尺寸,最大和连续扭矩是限制电机性能的因素。设计人员可以通过将BLDC电动机安装到齿轮箱上来增加扭矩,从而增加最大和连续的扭矩,但是这种增加是以牺牲紧凑性,精度,效率和响应性为代价的。而且,对于不是电机设计专家的移动机器人设计师来说,很难为车辆选择最佳的电机和变速箱组合。ElectroCraft的MPW系列通过将专门设计的BLDC电机 与最佳尺寸和比率的直列式行星齿轮箱配对来解决此问题 。
将齿轮箱直接连接到电动机还带来了其他优势,例如更大的刚度,高效的运行以及不存在兼容性问题。集成齿轮电动机的设计旨在将BLDC电动机和行星齿轮装置的峰值能力结合在一起。MPW系列中使用的BLDC电机具有经过验证的设计,以其较小的机架尺寸和高扭矩密度而著称。这种集成设计的高扭矩密度还可以使行星齿轮传动装置的传动比更低。
结果是实现了完美平衡且流线型的齿轮电动机设计,减少了零件数量,从而减小了占地面积,提高了精度并改善了动态响应。BLDC电机和行星齿轮的最佳组合是MPW系列性能和效率的关键。
MPW52和MPW86的性能特征:
模型 MPW52 MPW86
电机框尺寸(mm) 52 86
带轮总长(mm) 95 130
轮径(mm) 150 200
行星齿轮比 9:1 20:1
每轮最大负载(公斤) 68 227
峰值扭矩(Nm) 12.4 35
连续扭矩(Nm) 4.5 20
轮速(m / s) 2.4 1.9
最高系统效率(%) 80 85
降低移动机器人拥有成本
ElectroCraft的MPW52和MPW86集成轮驱动不仅为最终用户降低了拥有移动机器人的成本,而且还为OEM降低了成本。通过将MPW产品用作设计的一部分,OEM不仅采用了交钥匙解决方案,而且还获得了ElectroCraft的移动电源专业知识和经过验证的工程技术。这种选择意味着他们可以确信,构成移动机器人传动系统关键部分的集成轮驱动已针对该应用进行了优化。设计师可以腾出时间专注于设计移动机器人带来的其他挑战,从而缩短项目时间并节省设计成本。
基于MPW的设计还为最终客户带来了可观的节省。使用紧凑高效的BLDC电机和行星齿轮组合可节省大量能源。此外,设计不当的传动链是移动机器人发生许多故障的根源,从而导致维护量增加和工作寿命缩短。使用集成了MPW的轮驱动器时,可以克服这些问题,因为它是经过完全工程设计和优化的解决方案,具有极高的可靠性-从而大大减少了故障并延长了运行时间。最终用户可以依靠一个坚固的平台来承载重物,一个平台可以在充电后保持连续工作,而另一个平台可以持续20,000小时甚至更长时间。最终结果是大大降低了拥有成本。
ElectroCraft设计了MPW集成轮解决方案,以完美满足移动机器人所面临的苛刻的正常运行时间和负载要求。这不仅加快了产品面市的时间,而且使OEM腾出精力来专注于移动机器人的平台,指南和软件,从而使他们的产品在竞争中脱颖而出。
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