机器人微型电机选择重点要素

在蓬勃发展的机器人行业中，微型电机应用广泛且至关重要。想象一下，机器人手指关节的灵活运动，背后是舵机与微型电机的完美协同。这些微型电机种类多样，包括有刷直流电机、无刷直流电机、永磁同步电机及步进电机等。在众多机器人产品中，有刷直流电机的应用尤为广泛。接下来，让我们一起探索机器人微型电机的选择奥秘。

一、微型电机的精选要求

面对市场上琳琅满目的微型直流电机，如何选择成为一项重要任务。这些电机性能参数各异，选择过程中需重点考虑工作电压、转速、转矩、电流以及物理参数等。

1. 工作电压：微型电机有特定的电压参数，额定电压是最常用的，但超过额定电压运行需要谨慎，长时间超负荷可能导致电机发热烧毁。

2. 转速：每分钟旋转的速度，对于机器人产品至关重要。

3. 转矩：电机旋转时的扭力，是机器人运动的关键。

4. 电流：考虑微型电机的额定电流、空载电流和堵转电流。

5. 物理参数：如尺寸、轴尺寸等也是选择的重要因素。

微型电机的减速箱参数也是不可忽视的。由于微型电机一般为高速低转矩运转，为满足机器人产品的大扭矩要求，输出轴之间通常配有减速器，也被称为齿轮组或减速机。这种减速器可以增加扭力并降低转速。

微型减速电机具有输出转矩高、使用简单、选择范围大等优点，但在机器人应用中，需引入转速闭环控制，不可使用开环控制。

二、为机器人产品精选微型减速电机

在选择过程中，需考虑微型电机的通用性、工作电压、输出转矩、转速等因素。值得注意的是，虽然大部分微型电机可以正反转，但也有一些只能单方向旋转，这一参数需特别注意。机器人的运行环境如室内、室外、地面状况等也会对微型电机的选择产生影响。

以扫地机器人为例，其运动速度取决于微型电机的转速与轮胎的直径。微型电机的旋转速度与输入的电压和负载有关。在相同供电电压下，微型电机的转速高于负载转速。出力越大，转速越低，电流越大。当输出力增大到一定程度时，微型电机将停止旋转，这就是所谓的“堵转”。长时间堵转可能导致电机温度升高甚至损坏。

关于机器人轮胎速度与微型电机旋转速度的关系，可以通过一定的公式进行计算。假设机器人运行平均速度为Vavg，那么减速电机的转速w可以通过公式计算得出。

三、微型电机的转矩要求

如果机器人需要在有摩擦的地面运行或爬坡，那么转矩的要求就会有所不同。考虑到地面摩擦因数、机器人质量等因素，可以通过一定的公式计算出所需的转矩。在选择微型电机时，这些参数都是重要的参考依据。

选择适合机器人产品的微型电机是一个综合考虑的过程，需要结合实际需求和运行环境进行选择。希望这篇文章能帮助你更好地了解机器人微型电机的选择要素。微型电机的运行条件及其性能解析

当微型电机启动供电时，它首先处于堵转状态。电机的轴尚未开始旋转，电流达到最大值iS，所产生的转矩也是最大的。随着电机开始旋转，其转速逐渐上升。由于微型电机的反电势增大，电流和转矩都会逐渐下降。当电机转矩与负载转矩达到平衡时，电机便进入稳定运行状态。

在机器人技术中，负载转矩涵盖了摩擦、爬坡、加速等多种因素。我们特别关注微型电机在不同负载条件下能达到的最高转速。在空载条件下，微型电机的转速达到最大值w0。当微型电机面临堵转时，其转速与最大转矩相关，此时堵转转矩为Ts。在其他条件下，微型电机的运行状态位于这两者之间的线性连线上。如果负载为T，那么微型电机的最高转速w可通过公式w=w0×（1-T÷Ts）来计算。

微型电机的性能可以通过一个线性关系图来展示，该图反映了最大转速、最大转矩与电流之间的关联。在这个图中，微型电机在空载时的最高转速为w0，电流为i0。随着负载转矩的增加，微型电机的转速线性下降，而电流则逐渐增大。当负载转矩达到最大转矩Ts时，微型电机进入堵转状态。电机的电流可以通过公式i=i0+(is-i0)×T÷Ts来计算。

在选择适用于机器人的微型电机时，需要考虑多个因素：

1. 运行电压：大部分机器人使用的微型电机运行电压在6~24V之间。对于小型机器人，通常使用镍氢电池，电压在3.6~4.8V不等。对于12V的微型电机，一般使用7.2V或9.6V的供电电压。

2. 转速：选择合适的微型电机转速至关重要。对于轮胎尺寸为5-20cm的机器人，转速在40-300rpm之间通常足够。

3. 转矩：计算微型电机的转矩时，通常要留出50%的裕量。如果机器人使用多个电机，可以将电机转矩要求除以相应的数量。

4. 电流：微型电机的电流决定了机器人的运行时间。根据微型电机的电流数据，可以大致评估其适用范围。例如，0.01A的微型电机适用于大多数机器人产品。

设计时还需确保微型电机能够顺利安装到机器人中。了解这些关于微型电机的运行条件和性能特点，有助于我们更好地选择和运用微型电机，为机器人带来更好的性能和表现。