1 权衡：转矩密度 VS 尺寸

　　如何在不增加机器人电机尺寸的情况下增加转矩?这是我们在计算机器人关节的转矩要求时，需要权衡的一个点。

　　在用于机器人关节的无框电机中，转矩随电机长度的增加或直径的平方增加而增加。为了获得移动和承受大负载所需的转矩，最常用的方法是使用直径较大的机器人电机，而不是较长的电机，因为较长的电机会增加关节尺寸，难以集成到设计中。

　　但电机直径过大也会造成一定限制。速度和转矩额定值与谐波减速机是配合使用的，谐波减速机又称应变波减速机，通常用于保持机器人关节紧凑和消除齿隙。但这些减速机传动系统只是在现有设计的有限范围内发挥作用。直径过大的电机是否能够在尺寸、重量和性能方面都经过优化的机器人关节上工作?另外，开发周期更长、成本更高，也会导致性能上的妥协。

　　2 权衡：速度 VS 转矩

　　谐波减速机系统除了结构紧凑、齿隙小外，其固有的传动比也相对较高，减速比通常在30:1到320:1不等。谐波减速机系统的高传动比有利于高惯性负载的平稳加速/ 减速，和精确定位，但牺牲了速度。

　　工业流程的速度是一个明显的优势，所以机器人工程师致力于提高移动负载的精确性和快速性。在配有谐波减速机的机器人关节中，这意味着需使用能够提供高输入速度(大约4, 000rpm 或更高) 的电机。问题在于，大多数无框电机在接近额定转速范围的上限时，会迅速损失转矩。

　　3 权衡：温度 VS 性能

　　机器人电机需要足够的转矩和速度。我们可以将这些因素定义为电机的整体运动控制性能。而这种性能取决于电机的电磁效率。电机会通过绕组散热的形式损失一部分电磁能。在给定电流下，高效率电机性能更强、工作温度更低，低效率电机则相反。

　　高转矩和高速度要求电机消耗更高的电流，从而导致温度升高。大多数机器人电机的最高额定绕组温度为125º C 到155 º C(环境温度+温升)。在协作机器人应用中，这样的高温可能会对人体造成伤害，因此通常会对这类电机进行降额。

　　同时，当绕组温度远低于125 ºC，但仍然相对较高时，会对减速机和其他部件产生一定的危害。当线圈温度上升至85 ºC 以上时，润滑脂润滑性能会变差，导致减速机提前发生磨损并可能无法维持位置公差。高温还可能导致电子元件失灵甚至烧毁。每个部件都是相互联系的，一个部件因高温而失灵，机器人也会随之故障。

　　然而，尺寸、转矩或速度三者之间的“牺牲”与“妥协”真的在所难免吗?

　　4 TBM2G：对妥协说“不”

　　科尔摩根对于满足不同应用场景机器人的性能优化需求的脚步从未停止。经过多年研究，科尔摩根专为机器人应用打造了新一代无框力矩电机——TBM2G隆重推出， 帮助用户对妥协说不!

　　TBM2G专为解决机器人特有的设计挑战、性能要求和可扩展性要求而进行了针对性设计，力求消除所有权衡取舍，帮助您构建更紧凑、更精确和更强大的机器人。

　　TBM2G无框力矩电机的性能特点包括：

　　• 采用标准尺寸，优化后可与常用谐波减速机配对， 无需昂贵的定制成本，同时尽量对整体关节尺寸进行优化;

　　• 电机的电磁封装经过优化，长度更短、重量更轻， 可以满足3～15公斤级协作机器人的速度和转矩要求;

　　• 电机轴向长度短、外径小且通孔尺寸大，简化了下一代机器人的复杂设计;

　　• 先进的材料和创新的绕组工艺可以在广泛的速度和负载要求下，提供一致的性能;

　　• 可选集成霍尔传感器，能够提供换相反馈而不增加电机总长度;

　　• 多标准的热敏传感器选项，能够与机器人市场上最流行的驱动器协同工作;

　　• 经过专门设计，可在线圈温度不超过85ºC 的情况下，提供卓越的性能，确保润滑脂、电子元件和其他机器人关节部件达到最大寿命。

新一代无框力矩电机——TBM2G

　　TBM2G 专为解决机器人特有的设计挑战、性能要求和可扩展性要求而进行了针对性设计

　　5 消除更多妥协选项

　　从理论上来说，解决前文的三个权衡点仅需要用户的一次让步：为定制电机或减速机系统设计的开发、原型设计和生产付费。然而，TBM2 G可以让用户无需做任何让步。

　　科尔摩根TBM2G无框力矩电机是历经数年潜心研发和测试，并吸取全球客户反馈后推出的新一代力矩电机， 能以更高水平的性能、可扩展性和设计灵活性助力用户应对最苛刻的设计挑战。现在，用户可以在最紧凑、最轻巧的电磁组件中，以高水平转矩性能将机器和机器人创新理念变为现实。TBM2G——为机器人匠心打造，助力用户自信开拓市场。