রোবোটিক্সের জন্য ব্রাশলেস মোটর: টর্কের ঘনত্ব, কগিং এবং কাস্টম ইন্টিগ্রেশন

একজন R&D প্রকৌশলী একবার আমাদের বলেছিলেন যে একটি ব্রাশবিহীন মোটর যা একটি ড্রোন পরীক্ষার বেঞ্চে সুন্দরভাবে পারফর্ম করে একটি রোবটের বাহুতে কয়েক মিনিটের মধ্যে থেমে যায়। কারণ ক্ষমতার অভাব ছিল না। এটি ড্রোন নির্মাতার দ্বারা ব্যবহৃত ক্রমাগত টর্ক স্পেসিফিকেশন এবং একটি রোবট জয়েন্ট দ্বারা দাবি করা কম-গতির, উচ্চ-ধারণ-টর্ক প্রোফাইলের মধ্যে একটি অমিল ছিল। রোবোটিক্সের জন্য একটি ব্রাশবিহীন মোটরকে অবশ্যই মাধ্যাকর্ষণ রোধে অবস্থান ধরে রাখতে হবে, 20 RPM এ মসৃণভাবে চলতে হবে এবং তাপীয় ক্ষতি ছাড়াই ঘন ঘন স্টার্ট-স্টপ চক্রে বেঁচে থাকতে হবে। এটি একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন স্পেসিফিকেশন ল্যান্ডস্কেপ।

প্রকিউরমেন্ট ইঞ্জিনিয়াররা প্রায়শই একই ভুল করে: তারা একটি ক্যাটালগে সর্বোচ্চ নো-লোড RPM-এর উপর ভিত্তি করে একটি মোটর বাছাই করে, তারপর প্রকৃত জয়েন্ট গতিতে অবিচ্ছিন্ন টর্ক আবিষ্কার করে। ফলাফল হল একটি পুনঃডিজাইন যার খরচ কয়েক মাস।

রোবোটিক্সের জন্য ব্রাশলেস মোটর কী সংজ্ঞায়িত করে?

রোবোটিক্সের জন্য একটি ব্রাশবিহীন মোটর হল একটি থ্রি-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মেশিন যা পিক নো-লোড RPM-এর পরিবর্তে উচ্চ টর্ক ঘনত্ব, কম কগিং টর্ক এবং ক্লোজড-লুপ পজিশন ফিডব্যাকের জন্য তৈরি।

পার্থক্যটি সুস্পষ্ট হয়ে ওঠে যখন আপনি একটি প্রপালশন ড্রোন মোটরকে জয়েন্ট অ্যাকচুয়েটরের সাথে তুলনা করেন। উচ্চ RPM-এ থ্রাস্ট-টু-ওয়েটের জন্য একটি ড্রোন মোটর নির্বাচন করা হয়। কম গতিতে একটানা টর্কের জন্য একটি রোবট জয়েন্ট মোটর নির্বাচন করা হয়, প্রায়শই একটি হারমোনিক গিয়ারবক্সের সাহায্যে আউটপুট গতি 20-60 RPM পর্যন্ত কমিয়ে দেয় যখন টর্ক গুন করে। গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলি হল টর্কের ঘনত্ব (এনএম প্রতি কিলোগ্রাম মোটর ভর), কগিং টর্ক (চৌম্বকীয় ডিটেন্ট যা অসম ঘূর্ণন ঘটায়), এবং ঘূর্ণন নমনীয়তা।

উইন্ডিং এবং এনকোডারগুলিও অ্যাপ্লিকেশন স্তরে সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়। একটি মোটর যেটি একটি 24 ভিডিসি কব্জি অক্ষের জন্য কাজ করে একটি ভারী কোমর অক্ষের জন্য একটি 310 VDC ওয়াইন্ডিংয়ের প্রয়োজন হতে পারে এবং এনকোডারের ধরনটি অবশ্যই কন্ট্রোলার ইনপুটের সাথে মেলে। এগুলি ক্যাটালগ পছন্দ নয়; তারা ইঞ্জিনিয়ারিং পছন্দ.

0.8-2.2 এনএম/কেজি ঘূর্ণন সঁচারক বল ঘনত্ব পরিসীমা

0.2-8 Nm একটানা টর্ক স্প্যান

24-310 VDC স্ট্যান্ডার্ড ভোল্টেজ পরিসীমা

রোবট জয়েন্টগুলির জন্য, সর্বোচ্চ এবং ক্রমাগত টর্কের মধ্যে ডিরেটিং ফ্যাক্টর সাধারণত 2.5x থেকে 3x হয়। সর্বদা অবিচ্ছিন্ন চিত্রটি নির্দিষ্ট করুন, শীর্ষ চিত্র নয়।

কেন কম গতিতে ক্রমাগত টর্ক নো-লোড RPM ছাড়িয়ে যায়

কম RPM এ ক্রমাগত টর্ক নির্ধারণ করে যে একটি রোবট একটি পেলোড ধরে রাখতে পারে কিনা; ডেটাশীটে সর্বোচ্চ গতি নেই।

মাধ্যাকর্ষণ সর্বদা মোটরের উপর কাজ করে, এমনকি যখন বাহু স্থির থাকে। একটি কব্জি অক্ষ যা একটি 2 কেজি টুল বহন করে সেই টুলটিকে স্থির রাখতে 50-100 RPM এ প্রায় 0.5 থেকে 1.5 Nm একটানা টর্কের প্রয়োজন। একটি কনুই অক্ষের প্রয়োজন 3-8 Nm। একটি সম্পূর্ণ পেলোড পরিচালনা করার জন্য একটি কাঁধের অক্ষের জন্য 15-40 Nm প্রয়োজন হতে পারে। 6000 RPM-এর নো-লোড গতি এখানে অপ্রাসঙ্গিক কারণ জয়েন্ট কখনই সেই গতির কাছাকাছি কাজ করে না।

একটি যৌথ মোটর আকার দেওয়ার সময় একটি 3x নিরাপত্তা মার্জিন ব্যবহার করুন। একটি মোটর যা শুধুমাত্র সঠিক প্রয়োজনীয় টর্ক সরবরাহ করে তা অপারেশনের প্রথম মাসের মধ্যে অতিরিক্ত গরম হয়ে যাবে।

সারণি 1. রোবট অস্ত্রে ব্যবহৃত সাধারণ BLDC ফ্রেমের আকারের বিরুদ্ধে প্রতিনিধিত্বমূলক যৌথ টর্কের প্রয়োজনীয়তা।
রোবট জয়েন্ট টাইপ	আউটপুট এ অবিচ্ছিন্ন ঘূর্ণন সঁচারক বল প্রয়োজন	সাধারণ BLDC ফ্রেম
কব্জির অক্ষ	0.5-1.5 Nm	42 মিমি
কনুই অক্ষ	3-8 Nm	57-76 মিমি
কাঁধের অক্ষ	15-40 Nm	80-100 মিমি

রোবোটিক জয়েন্ট আর্কিটেকচারের সাথে মোটর প্ল্যাটফর্মের মিল

যৌথ আর্কিটেকচারে মোটর ফ্রেম এবং গিয়ারবক্স নির্ধারণ করা উচিত, অন্যভাবে নয়।

উচ্চ-লোড কাঁধের জয়েন্টগুলি হারমোনিক গিয়ার মোটর থেকে উপকৃত হয়, যা শূন্য ব্যাকল্যাশ এবং উচ্চ শক্তির ঘনত্ব প্রদান করে। Jiangsu Retek Motion Co., Ltd. (Retek Motion) একটি 200 Nm হারমোনিক গিয়ার মোটর অফার করে যা ভারী কাঁধ এবং কোমরের অক্ষের সাথে ফিট করে। সহযোগিতামূলক অস্ত্র এবং মোবাইল ম্যানিপুলেটরগুলিতে মাঝারি পেলোডগুলি 60 Nm গিয়ার মোটরগুলির সাথে ভাল কাজ করে। কমপ্যাক্ট, কাঁধে-মাউন্ট করা মেডিকেল রোবোটিক্সের জন্য, গিয়ারহেড সহ একটি 42 মিমি আউটরানার ব্রাশলেস মোটর একটি ছোট খামে শক্তির ঘনত্ব প্রদান করে।

200 Nm Harmonic Gear Motor for Heavy-Duty Robot Joints

হেভি-ডিউটি রোবট জয়েন্টগুলির জন্য 200 Nm হারমোনিক গিয়ার মোটর এই মোটরটি শূন্য ব্যাকল্যাশ সহ 200 Nm টর্ক সরবরাহ করে, এটিকে সুনির্দিষ্ট এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য অবস্থানের প্রয়োজন রোবটগুলিতে ভারী কাঁধ এবং কোমরের অক্ষের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। পণ্য দেখুন →

60 Nm Gear Motor for Collaborative Robots and Manipulators

সহযোগী রোবট এবং ম্যানিপুলেটরগুলির জন্য 60 Nm গিয়ার মোটর একটি 60 Nm রেটযুক্ত টর্ক সহ, এই গিয়ার মোটরটি মাঝারি পেলোড সহযোগী অস্ত্র এবং মোবাইল ম্যানিপুলেটরগুলির সাথে ফিট করে, যা বিভিন্ন রোবোটিক কাজের জন্য নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতা প্রদান করে। পণ্য দেখুন →

42mm Outrunner Brushless Motor with Gearhead for Medical Robotics

মেডিকেল রোবোটিক্সের জন্য গিয়ারহেড সহ 42 মিমি আউটরানার ব্রাশলেস মোটর গিয়ারহেড সহ এই কমপ্যাক্ট 42 মিমি আউটরানার ব্রাশলেস মোটর উচ্চ টর্ক এবং সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে, কাঁধে-মাউন্ট করা মেডিকেল রোবোটিক্স অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ। পণ্য দেখুন →

হারমোনিক গিয়ারবক্স শূন্য ব্যাকল্যাশ অফার করে, যা পুনরাবৃত্তিযোগ্য অবস্থানের জন্য প্রয়োজনীয়। প্ল্যানেটারি গিয়ারবক্সগুলি কম ব্যয়বহুল এবং প্রভাব লোডগুলিকে আরও ভালভাবে সহ্য করে, তাই তারা মোবাইল রোবট চাকার জন্য উপযুক্ত যা কার্ব এবং র‌্যাম্পে আঘাত করে। মোটর ফ্রেম গিয়ারবক্স পছন্দ অনুসরণ করে, অন্যভাবে নয়।

একটি রোবট জয়েন্টের জন্য যেকোনো প্রার্থীর মোটর মূল্যায়ন করার সময় এই চেকলিস্টটি ব্যবহার করুন:

অপারেটিং গতিতে ক্রমাগত টর্ক পরীক্ষা করুন, শূন্য গতিতে সর্বোচ্চ টর্ক নয়।
গিয়ারবক্স অনুপাত প্রয়োগ করে কগিং টর্ক পরিমাপ করুন।
আইপি রেটিং ওয়াশডাউন বা ডাস্ট এক্সপোজার অবস্থার সাথে মেলে তা নিশ্চিত করুন।
এনকোডার ফিডব্যাক রোবট কন্ট্রোলারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ কিনা যাচাই করুন।
গিয়ারবক্স হাউজিং মাধ্যমে তাপ পথ মূল্যায়ন.

BLDC ফ্রেমের মাপ জুড়ে টর্কের ঘনত্বের তুলনা

একটি বড় ফ্রেম সবসময় আনুপাতিকভাবে বেশি ব্যবহারযোগ্য টর্ক তৈরি করে না, কারণ উইন্ডিং ফিল ফ্যাক্টর এবং তাপ অপচয় ব্যাস এবং অক্ষীয় দৈর্ঘ্যের সাথে পরিবর্তিত হয়।

Retek Motion এর ব্রাশবিহীন ডিসি লাইন 28 মিমি থেকে 130 মিমি পর্যন্ত বিস্তৃত। 24 ভিডিসি সিরিজের প্রতিনিধিত্বমূলক ক্রমাগত টর্কের মান হল একটি 42 মিমি মোটরের জন্য 0.4 Nm, 57 মিমি-এর জন্য 0.8 Nm, 76 মিমি-এর জন্য 1.6 Nm, 80 মিমি-এর জন্য 2.2 Nm, 100 মিমি-এর জন্য 3.5 Nm, এবং 6.350 মিমি। অগ্রগতি রটার ব্যাসের সাথে ঘন সম্পর্কের কাছাকাছি, যে কারণে ফ্রেমের আকার নির্বাচন প্রাথমিকভাবে একটি তাপ নকশা সমস্যা।

ফ্রেমের আকার অনুযায়ী ক্রমাগত টর্ক (24 ভিডিসি সিরিজ)

42 মিমি 0.4 Nm

57 মিমি 0.8 Nm

76 মিমি 1.6 Nm

80 মিমি 2.2 Nm

100 মিমি 3.5 Nm

130 মিমি 6.5 Nm

নির্বাচিত ফ্রেমের মাপ, 24 ভিডিসি সিরিজের জন্য প্রতিনিধিত্বমূলক ক্রমাগত টর্ক পরিসংখ্যান।

কাঁধের অক্ষে, একটি 100 মিমি বিএলডিসি এবং একটি 200 এনএম হারমোনিক গিয়ারবক্স বেশিরভাগ শিল্প পেলোডকে কভার করে। এর নীচে, 80 মিমি এবং ছোট ফ্রেমগুলি কব্জি এবং টুল-সেন্টার-পয়েন্ট মোশন পরিচালনা করে।

রোবোটিক্স মোটর সরবরাহকারীতে কী সন্ধান করবেন

ইঞ্জিনিয়ারিং নমনীয়তা এবং উল্লম্ব উত্পাদন ইন্টিগ্রেশন ক্যাটালগ প্রস্থের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ বেশিরভাগ রোবট জয়েন্টগুলির জন্য একটি কাস্টম মোটর প্রকল্পের প্রয়োজন হয়।

Retek Motion 2018 সাল থেকে ব্রাশবিহীন ডিসি মোটর ইন-হাউস ডিজাইন ও তৈরি করেছে। কোম্পানিটি একই ছাদের নিচে CNC-মেশিনড গিয়ারবক্স হাউজিং, ডাই-কাস্ট কম্পোনেন্ট এবং তারের জোতাও তৈরি করে। এই সংমিশ্রণটি একটি রোবট প্রস্তুতকারককে একাধিক সরবরাহকারীর সমন্বয় ছাড়াই উইন্ডিং, এনকোডার এবং সংযোগকারী কনফিগারেশনে পুনরাবৃত্তি করতে দেয়।

নির্দিষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রে, Retek এর কম cogging brushless মোটর আউটপুটে অবস্থান লহর কমাতে, যখন উচ্চ-টর্ক ব্রাশলেস ডিসি মোটর পেলোডগুলি গতিশীল হলে প্রয়োজনীয় মার্জিন প্রদান করুন।

একটি রোবট মোটর হল একটি সিস্টেম-অন-এ-শ্যাফ্ট: উইন্ডিং, এনকোডার, ব্রেক, গিয়ারবক্স এবং জোতা সবই একটি টর্ক-স্পীড প্রোফাইলে সারিবদ্ধ হওয়া আবশ্যক।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

যৌথ গতিতে অবিচ্ছিন্ন টর্ক দিয়ে আপনার মোটর স্পেসিফিকেশন শুরু করুন, ডেটাশিট থেকে নো-লোড গতি নয়।

রোবোটিক্সের জন্য একটি ব্রাশবিহীন মোটর এবং একটি নিয়মিত BLDC মোটরের মধ্যে পার্থক্য কী?

একটি রোবোটিক্স ব্রাশবিহীন মোটরকে কম গতিতে, কম কগিং এবং ফিডব্যাক সামঞ্জস্যে অবিচ্ছিন্ন টর্কের জন্য নির্দিষ্ট করা হয়, যখন একটি নিয়মিত BLDC মোটরকে সাধারণত সর্বোচ্চ গতি এবং উচ্চ আউটপুট পাওয়ারের জন্য রেট দেওয়া হয়।

আমি কিভাবে একটি রোবট জয়েন্টের জন্য প্রয়োজনীয় ক্রমাগত টর্ক গণনা করব?

পেলোড ভরকে মুহূর্তের বাহুর দৈর্ঘ্য দ্বারা গুণ করুন, প্রতিফলিত জড়তা এবং গিয়ারবক্সের ক্ষতি যোগ করুন, তারপর কমপক্ষে 3x এর একটি নিরাপত্তা ফ্যাক্টর প্রয়োগ করুন।

একটি ব্রাশবিহীন মোটর রোবটের জন্য একটি গ্রহগত গিয়ারবক্সের চেয়ে একটি সুরেলা গিয়ারবক্স কি ভাল?

হারমোনিক গিয়ারবক্সগুলি সুনির্দিষ্ট আর্ম জয়েন্টগুলির জন্য শূন্য ব্যাকল্যাশ এবং উচ্চ হ্রাস প্রদান করে; প্ল্যানেটারি গিয়ারবক্সগুলি মোবাইল ড্রাইভ চাকার জন্য শক লোডগুলি আরও ভালভাবে পরিচালনা করে।

আমি কি রোবোটিক্সের জন্য একটি সমন্বিত নিয়ামক সহ একটি কাস্টম ব্রাশবিহীন মোটর পেতে পারি?

হ্যাঁ। ইন্টিগ্রেটেড কন্ট্রোলার এবং কাস্টম উইন্ডিং বিকল্পগুলি মানক, এবং একটি উল্লম্বভাবে সমন্বিত সরবরাহকারী গিয়ারবক্স হাউজিং এবং তারের জোতাও তৈরি করতে পারে৷

Previous: কিভাবে FPV ড্রোন মোটর নির্বাচন করবেন: KV, 4S বনাম 6S এবং প্রোপেলার ম্যাচিং Next: OEM-এর জন্য মিনি ব্রাশলেস মোটর নির্বাচন নির্দেশিকা: মূল বৈশিষ্ট্য এবং কেনার টিপস