精密行星減速機是行業(yè)內對行星減速機的另一種稱呼。
它的主要傳動結構為:行星輪,太陽輪,內齒圈。
相對其他減速機,精密行星減速機具有高剛性、高精度(單級可做到1分以內)、高傳動效率(單級在97%-98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護等特點。多數(shù)是安裝在步進電機和伺服電機上,用來降低轉速,提升扭矩,匹配慣量。
為什么?使用減速器?為什么不直接控制電機轉速來控制機器人關節(jié)運動?
在機器人關節(jié)處一般都安裝有伺服電機和減速機用來控制關節(jié)運動,那么問題來了:
在機器人系統(tǒng)中,為什么不能直接控制伺服電機轉子轉速控制關節(jié)運動,為何還需要減速器?
要回答這個問題,首先要明確工業(yè)機器人關節(jié)的工況:
1. 工業(yè)機器人的關節(jié)需要撐住后端機構由于重力產生的扭矩。
2. 工業(yè)機器人關節(jié)轉速不高。機器人關節(jié)角速度很低,可電機在極低的速度下轉動是不平穩(wěn)的,控制不易,需要一個機械讓電機在較合理的轉速下運動,保證運動的平順。
那么使用減速機的原因有兩點,一點是提扭矩,二點就是提控制分辨率和閉環(huán)精度。
機器人使用減速機的好處有:
1.以更低價格的機械實現(xiàn)更高的分辨率
一個普通5k線的光電碼盤就能實現(xiàn)1.44mdeg的角度分辨率(當然,如果資金太多上正余弦編碼器使勁細分也可以實現(xiàn)的);或者是一個5相1000步的步進電機可以做到7.2mdeg的分辨率。分辨率高的好處是轉速控制可以更精準,由于量化造成的階躍產生的高頻分量變得很小,控制更加平滑。
2. 提高閉環(huán)精度,更好的控制環(huán)路
由于有個50:1的大減速比,減速機出軸受到擾動傳遞到電機端就比直驅縮減了37dB,使得閉環(huán)精度在減速機出軸顯得更高。同時轉子等效的轉動慣量提高到了2500倍,使得控制環(huán)路的滯后環(huán)節(jié)受轉子慣量占主導,而轉子由于直接受電磁力的驅動從而沒有由于剛度造成的扭矩滯后,比直驅要好控。