maxon motor电机在机器蛇中的应用-电机和马达-产品型号-北京汉达森机械技术有限公司

品牌maxon motor	有效期至长期有效	最后更新2022-02-16 15:02
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maxon motor电机在机器蛇中的应用

杨文辉
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这个机器人像蛇一般，能极度灵活地曲折前进，不管再隐密的角落这个机器人像蛇一般，能极度灵活地曲折前进，不管再隐密的角落，它都能深入一探究竟。这架机器人能毫不费力地进入人员难以触及的地带，替我们解决问题。不管是飞机安装作业、核能发电厂、或是地下渠道探测作业：感谢maxon马达，这个机器人的多关节蛇型臂能够执行精确无比的运动。

就好比是科幻电影中的情节，这条机器蛇会蜿蜒爬行通过狭窄的洞穴。它的任务：在人类无法靠进的地方执行安全检查，并拍摄影片。在多数行业领域中，有许多任务必须在狭窄且具有高度危险性的地方完成。对于执行人员来说，狭窄的空间不但难以进入，更困难的是，这些空间以及位于其内的设备，必须常常进行检测。位于英国布里斯托(Bristol)的OC Robotics公司从生物界汲取灵感－例如动物－研发出了「Snake-Arm-Robot」（蛇臂机器人）。公司负责人Rob Buckingham以及技术总监Andrew Graham在2001年共同开发了第一架原型，并且不断地将蛇型机器人的技术进行改良，迄今已臻至完美。这家创立于1997年的公司致力生产专门适用于狭窄与具高危险性空间的蛇型机器人。这些蛇型机器人体型修长且灵活，可以毫不费力地钻入任何狭小的孔穴，且灵敏地避开障碍物。

它们常被运用于如航太飞行器的组装、核能工业、以及医学和保全领域。蛇型机器人具有不同的长度和直径，客户可依据其应用需求进行选择。一般标准直径介于40 ~ 150公厘，长度则在1 ~ 3.25公尺之间－依客户的特殊要求可增长至10公尺或直径加宽至12.5公厘。对蛇型臂的功能有最决定性影响的是其直径尺寸；直径越大，机器人在进行保养工作时能举起的重量也越大。

因此，每条机器蛇都是为客户的应用需求量身订制，在蛇形机器人的「头」上还可以装配各式各样的工具。OC Robotics为目视检测工作提供了相应的照明设备，不论是用于摄影机、特殊夹臂、或是用于切割金属或混凝土的雷射机（见影片）。与一般工业机器人或起重机一样，蛇形机器人亦可依据应用需求安装在活动式或固定式工作站上。

总是跟着鼻子走

蛇臂机器人能够执行各式各样的控制和保养作业，且不需周边的直接支援。操作员可对它进行自由导航，行经开放空间。机器人的操控是透过一个专有软体进行。透过这个软体，操作员能够以「Nose-Following」原理控制蛇形臂。也就是利用一块操作板(Joypad)将指令传达至蛇臂尖端，而其他的关节便会执行指定的路径。操作员只要给出绕过障碍物的指令，蛇臂的其他部位也会跟着避开障碍物。OC Robotics的公司负责人Rob Buckingham表示，利用这项科技，当人类非不得已必须在危险环境内工作时，困难度可以大幅减低。

maxon无刷DC马达实现灵活的运动

就像人类的手臂中连接肌肉和关节的肌腱一样，蛇形机器人采用钢索作为肌腱，将各个关节相互连接。蛇臂内的每一条钢丝都与一颗maxon马达相连。蛇形弯曲动作皆透过马达将机械功率传输到蛇形臂完成。依据实际机型，在每根蛇臂里可安装多达50颗maxon马达。这些马达没有直接位在蛇型臂内，而是在机器人基座的促动器中。这项设计的优点在于，马达和电子系统的位置容易接近，并且在狭小空间内不会受到压迫。马达的另一个安装位置在于蛇形臂头部的各种工具内。例如摄影机或夹臂的动作，都是藉由1～2颗maxon马达来驱动。

maxon motor电机在机器蛇中的应用

驱动装置最大的挑战是，它们必须提供足够的功率，同时体积必须维持精简。因此，针对这类高复杂度的应用，研发人员采用了maxon的EC-max 30无刷型DC马达（60瓦特）以及GP 32陶瓷行星减速机。

由于采用无刷电子式换向直流马达(EC) ，运行时间可大幅增长。maxon 马达的核心是无铁芯绕组－透过物理条件上的优势，不会产生顿转转矩，拥有高功率和极佳的动态调节性能。为蛇形臂所采用的马达经过特殊调整，必须使用特殊电缆和固定孔。maxon motor 的行星减速器亦配合应用另外经过修改，且为煞车器特别设计专用的壳体。OC Robotics 所要求的标准为：运作可靠的马达、良好的客户服务、高品质和高功率密度－这些都是最后选择了maxon motor 的重要因素。

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