機器人用什么電機？機器人無刷直流電機

機器人在很多人的概念里就是外形和人類差不多，通過電腦下達指令進行各種動作。的確有一部分仿真機器人是仿照人類去制造的，但是其實使用機器人最多的是在工業生產當中，而這類機器人并沒有類似人類的外形，可能就是一個方殼外加幾條機械臂組成的。機器人的快速發展，讓工業生產邁入了一個新的紀元。

機器人執行預先規劃好的具體任務，比如組裝線工作、手術援助、倉庫提貨/檢索，甚至是排除地雷等危險任務。如今的機器人不僅能夠處理高重復性的工作，還能完成在方向和動作上需要靈活性的復雜功能。隨著技術的進步、速度與靈活性的提升、成本的降低，機器人將被逐漸廣泛采用。低于人工的成本優勢也讓我們看到了機器人產業的巨大發展潛力。此外，機器視覺、計算能力以及網絡的進步也將推動機器人應用的普及。

這些高性能機器人的實現得益于以下幾個方面的提升：

1.復雜的傳感器；

2.實現實時決策與動作的計算能力與算法；

3.快速、精確機械動力實現復雜任務的電機；

在具體選擇電機類型和型號時，要考慮三個主要的因素：

1.電機的最小和最大轉速（還有加速度）。

2.電機可以提供的最大扭矩，以及扭矩和速度曲線的關系。

3.電機操作（不用傳感器和閉環控制時）的精確性和重復性。

當然，在選擇電機時還有許多其它如尺寸、重量還有成本等重要因素要考慮。幾乎對于所有小型到中型等大小的機器人驅動器來說，驅動電機的選擇通常有刷直流電機、無刷直流電機、步進電機和伺服電機等。

有刷直流電機是原始的直流電機技術，結構最簡單、成本也最低。由于電刷與轉子間的接觸，電機轉子的轉動會切換（換向）繞在轉子上的繞組磁場。電機的速度是施加電壓的函數，因此驅動要求不高，但管理扭矩卻很難。由于電刷磨損、需要清理維護，以及可能會成為電子噪聲源(電磁干擾)等因素，工作時也存在可靠性問題。由于這些問題的存在，大多數情況下，有刷直流電機成為機器人設計中最不具有吸引力的選擇。

無刷直流電機是較為新型的電機，無刷直流電機的優勢體現在兩方面的發展：第一是采用了堅固、體積小、低成本的永磁體；第二是使用體積小效率高的電子開關來切換流向繞組的電流。“電子換向”取代了有刷電機的機械換向來控制磁場的切換，周圍固定的切換線圈與旋轉芯上的磁鐵間的相互作用取代了有刷電機的機械換向，即利用了磁場與電場之間的相互作用。另外，相對于有刷電機，其電機控制器能更好地控制電機性能。

與有刷電機相比，無刷直流電機雖然需要更復雜的控制電路但卻可以表現出更優的性能。通常無刷直流電機需要配備一個位置反饋傳感器，比如霍爾效應傳感器、光學編碼器，或者反電動勢檢測器件。

隨著技術的進步，包括通過改進電機控制和傳感所帶來的精確執行將創造新的機遇，機器人的前景也非常可觀。傳感、控制和電機這些關鍵領域的革命將持續影響機器人技術的變革。