為了抓住這一應(yīng)用機(jī)遇，眾多企業(yè)先后投入到人形機(jī)器 人的研發(fā)設(shè)計(jì)中。人形機(jī)器人的作用在于其能像人類一樣平穩(wěn)、 精確和靈活地行動(dòng)， 甚至需要比人類更強(qiáng)、更快、更好?？茽?摩根認(rèn)為電機(jī)和執(zhí)行器的設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)機(jī)器人的需要， 而不是借 鑒無人機(jī)或其他非機(jī)器人應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)控制要求。因此需要通過 三個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)出色的人形機(jī)器人的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

　　STEP 01

　　第一步：理清關(guān)鍵應(yīng)用挑戰(zhàn)

　　人形機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中除了需要提舉不同重量的動(dòng)態(tài) 負(fù)載的同時(shí)， 還需支撐并移動(dòng)自身的重量。為了使人形機(jī)器人

　　能自由移動(dòng)，操控環(huán)境， 執(zhí)行類似人類執(zhí)行的復(fù)雜任務(wù)， 其需 要進(jìn)行多軸設(shè)計(jì)。

　　一臺(tái)人形機(jī)器人往往會(huì)包含 30-40 個(gè)軸或更多。然而， 每個(gè)軸都會(huì)增加機(jī)器人的重量和體積， 同時(shí)消耗能量，從而對(duì) 機(jī)器人的使用壽命造成不利影響。因此， 要設(shè)計(jì)新一代成功的 人形機(jī)器人，需要：

　　1、盡量減小尺寸和重量以降低功耗，延長(zhǎng)電池壽命

　　2、盡量提高轉(zhuǎn)矩密度， 使機(jī)器人在承受自身重量的同時(shí)， 仍能操縱巨大的外部動(dòng)態(tài)負(fù)載

　　這兩個(gè)要求密切相關(guān)，必須在同一臺(tái)電機(jī)上同時(shí)得到解決。

　　STEP 02

　　第二步：解析電機(jī)應(yīng)用要求

　　人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)不能像協(xié)作機(jī)器人那樣在相對(duì)狹窄的 速度范圍內(nèi)工作。在不可預(yù)知的環(huán)境中航行和工作時(shí)， 每個(gè)人 形機(jī)器人關(guān)節(jié)都必須能夠在平衡、精確和有力的連續(xù)運(yùn)動(dòng)中非 ?？焖俚貓?zhí)行雙向加速。因此電機(jī)的尺寸、重量和轉(zhuǎn)矩是人形 機(jī)器人關(guān)節(jié)的關(guān)鍵規(guī)格。

　　高性能低重量

　　鑒于這些要求，在選擇電機(jī)時(shí)，傳統(tǒng)的電機(jī)性能衡量指 標(biāo) ( 如連續(xù)轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)速 ) 作用并不大。相反，相關(guān)基準(zhǔn)應(yīng) 以電機(jī)常數(shù) Km 為依據(jù)。在比較類似尺寸的電機(jī)時(shí)，Km 基本 上是衡量電機(jī)效率的一個(gè)指標(biāo)， 可為選擇能提供所需性能的最 輕電機(jī)提供有用數(shù)據(jù)。高效電機(jī)可在運(yùn)行時(shí)將溫升降至最低， 這有助于確保電機(jī)和熱敏元件在機(jī)器人關(guān)節(jié)的狹小空間內(nèi)發(fā) 揮可靠性能。

　　大功率小尺寸

　　要在輕型緊湊的機(jī)器人關(guān)節(jié)中優(yōu)化轉(zhuǎn)矩，另一種方法是 使用符合 D2L 規(guī)則的電機(jī)。通過 D2L 規(guī)則，只需增加電機(jī)直徑， 就能制造出更大功率的關(guān)節(jié)， 同時(shí)將最重要的關(guān)節(jié)寬度保持在 盡可能小的范圍內(nèi)。

　　STEP 03

　　第三步：選擇合適的產(chǎn)品方案

　　了解了人形機(jī)器人設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)與電機(jī)需求，電機(jī)的選擇 就變得簡(jiǎn)單明了：專門針對(duì)機(jī)器人的尺寸、重量和性能要求設(shè) 計(jì)的伺服電機(jī)， 有助于工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和制造出功能更強(qiáng)、 更暢銷的人形機(jī)器人。科爾摩根的 TBM2G 系列無框伺服電機(jī) 就是為人形機(jī)器人量身定制的電機(jī)的典型代表。

　　靈活適配

　　TBM2G 電機(jī)有七種框架尺寸可供選擇，每種尺寸都可圍 繞三種不同的磁鋼長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化。與通常只有三到五種框架尺 寸的同類電機(jī)相比，這是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。憑借如此多的選擇， 用戶可根據(jù)機(jī)器人的預(yù)期用途來指定 TBM2G 電機(jī)，以在每臺(tái) 機(jī)器人的每個(gè)關(guān)節(jié)上實(shí)現(xiàn)尺寸 / 重量和轉(zhuǎn)矩的理想平衡。

　　輕盈緊湊

　　當(dāng)人形機(jī)器人有多個(gè)關(guān)節(jié)時(shí)，每個(gè)關(guān)節(jié)的重量和尺寸節(jié) 省可以使機(jī)器人整體更輕， 從而降低支撐和移動(dòng)自身重量所需

　　的能量。結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、尺寸合適的 TBM2G 電機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一工程目標(biāo)的理想選擇。同時(shí)，TBM2G 采用了先進(jìn)的材料，并且可 以選擇多種繞組，以幫助工程師實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的機(jī)電一體化解決方案，滿足人形機(jī)器人關(guān)節(jié)對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩的要求。

　　TBM2G 電機(jī)在人形機(jī)器人應(yīng)用中具有如下優(yōu)勢(shì)：

　　兼具小尺寸大持續(xù)轉(zhuǎn)矩，并可以一致的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)快速加速

　　可靠的響應(yīng)度和精確度，在低壓供電應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)超高效率

　　低溫升，延長(zhǎng)關(guān)節(jié)部件壽命 ; 大內(nèi)徑通孔，優(yōu)化關(guān)節(jié)內(nèi)部布局

　　簡(jiǎn)單三步，快速完成人形機(jī)器人的應(yīng)用分析與方案設(shè)計(jì)，即刻與科爾摩根攜手打造人形機(jī)器人的未來。