机器人的伺服行星减速机和伺服电动机的选型方法

伺服电动机和伺服行星减速机的选择，应使之满足力矩、转速、惯量匹配等方面的要求。因为它们工作方式（制）工作的不同，所选择的参数也不同，当伺服电动机以周期工作制工作时，所选的力矩参数为最大加速力矩；当以连续工作制工作时，所选的力矩参数为额定输出力矩。因此，首先要判断伺服电动机是工作在连续工作制还是周期工作制，然后再计算伺服电动机和伺服行星减速机的选型。一般而言，机器人中的电动机和伺服行星减速机一般都是以周期工作方式工作的。

因为伺服行星减速机的减速比会影响到力矩、速度、惯量等参数，所以伺服电动机和伺服行星减速机的选型是同时进行的，下面讨论同服电动机和伺服行星减速机选型时应满足的力矩、转速、运动精度、惯量匹配等方面的要求。

1.转速

根据机器人关节的运动要求，选择电动机的转速和伺服行星减速机的减速比，电动机的额定转速n要结合伺服行星减速机的减速比i来确定，伺服行星减速机输出端的转速n/i的值要大于该关节的最大转速，但要小于伺服行星减速机的最大输出转速限制。此外，电动机的额定转速n及减速比i的取值还与力矩要求和惯量匹配要求相关，要综合考虑。

2.转矩

在实际应用中，必须考虑到伺服电动机的转矩，当伺服电动机以连续工作制工作时，伺服电动机的负载转矩≤伺服电动机的额定转矩，当伺服电动机以周期工作制工作时，伺服电动机的负载转矩<伺服电动机输出的最大加速转矩。

此外，伺服电动机力矩参数的确定，还与伺服行星减速机的减速比有关，要结合伺服行星减速机同步进行选择，伺服电动机的额定力矩、瞬间最大力矩均应满足实际工作要求；伺服行星减速机提供的力矩参数有额定输出力矩、最大加速力矩、紧急制动力矩、最大侧倾力矩，伺服行星减速机的这些力矩参数均应满足实际工作要求。

3.惯量匹配

对于不同的机械系统，惯量匹配原则的选择也有不同的效果，但大多数情况下都要求负载惯量与电机惯量之比小于10。惯量匹配的确定需要根据机械系统的具体要求来确定。值得注意的是，不同系列的伺服电动机给出的容许负载电动机惯量比不同，需要根据生产厂家提供的伺服电动机样本来确定。

4.其他参数和注意事项的检验、校核

（1）伺服行星减速机的回程间隙应根据机器人的运动精度要求而定。

（2）校核最大轴向力、最大径向力；确保在安装和运转时，在伺服电动机轴上和伺服行星减速机轴上加载的径向和轴向负载不超过每种型号的规定值，否则将加速伺服电动机和伺服行星减速机的磨损，缩短其寿命，甚至影响所需的精度。

（3）速度/位置检测器。通过电动机轴后端的旋转编码器来保证交流伺服电动机的控制精度，从而实现对电动机的工作速度或转过位置量的测量。