伺服輪轂

欄目：行業(yè)資訊發(fā)布時間：2020-06-09

簡單介紹伺服輪轂是什么，以及伺服輪轂的發(fā)展史及應用。

伺服輪轂，是將電機、編碼器、減速機、輪子、輪胎全部集成為一體，既是伺服電機也是行走輪子，由于沒有減速機，直接消除了減速機帶來的噪聲，使得伺服輪轂具有噪聲低、安裝方便、性價比高等優(yōu)點，廣泛應用在服務機器人、商用AGV、工業(yè)AGV、AMR等各種各樣所需用到行走的行業(yè)上。

定義

伺服輪轂的名稱來源于伺服電機，伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服輪轂于伺服電機具有相同的原理，都屬于永磁同步電機，但不同的是，伺服電機為內轉子電機，伺服輪轂為外轉子電機，并且安裝上高精度編碼器，使得伺服輪轂具有力矩大、慣量大、噪聲小、精度高等特點，可直接在外轉子上套上相應的輪胎，構成了伺服輪轂，直接驅動輪子行走，以替代原有傳統(tǒng)的“伺服電機+減速機+輪子+輪胎”方案。

發(fā)展歷史

在自動搬運的發(fā)展史上，最早發(fā)展的RGV（Rail Guided Vehicle，有軌制導車輛），采用的行走方案是“直流無刷電機/直流有刷電機+減速機+輪子”，由于沒有編碼器作為位置信息反饋，只能行走在相應的導軌上（如磁導軌、電導軌等），從導軌中獲取相應的位置信息，以對RGV進行精準控制，導致RGV無法滿足復雜地形的應用，并且需要對導軌進行維護，在當今生產(chǎn)水平提升，自動化程度高的社會，逐漸難以滿足各個廠家的需求。像Kiva、快倉、極智嘉等AGV（Automated Guided Vehicle，無人引導運輸車）廠家應運而生，采用二維碼導航、激光導航、視覺導航、慣性導航等導航方式，使得AGV在各種環(huán)境、各種地形皆可適用，滿足了當代工業(yè)化應用，但AGV在行走過程中需要實時精準獲取位置，并且需要過載能力強、空間體積小，所以大部分采用了“伺服電機+減速機+輪子+輪胎”的方案。

隨著RGV、AGV的發(fā)展，技術逐步地發(fā)展成熟，商業(yè)服務機器人也隨著發(fā)展起來，所以一開始服務機器人也參考AGV中“伺服電機+減速機+輪子+輪胎”的行走方案，但是面臨著以下問題：

1.AGV一般應用在工業(yè)上，噪聲問題不太明顯，而服務機器人直接服務人，減速機所帶來的噪聲為用戶所詬??；

2.服務機器人內部空間小，底盤低，傳統(tǒng)方案所占空間大，給結構設計及外觀設計提高了難度；

3.電機與減速機、減速機與輪子之間的安裝，若安裝不恰當會引發(fā)一系列問題，給安裝生產(chǎn)帶來了很多麻煩；

4.減速機壽命有限，直接影響了機器人的使用壽命；

5.“伺服電機+減速機+輪子+輪胎”方案所用部件多，并且像伺服電機、減速機都成本較高，給服務機器人帶來了成本上的壓力。

如何解決以上問題為服務機器人廠家心中的一道坎，深圳市安普斯智能科技有限公司團隊擁有十幾年的工控伺服技術，并且在服務機器人、AGV上有豐富的應用經(jīng)驗，一直在思考如何解決以上客戶痛點，從工控行業(yè)中的DD馬達（直驅伺服電機）中受到啟發(fā)，如果仿照DD馬達，將電機做成外轉子，安裝上編碼器，在外轉子上套上輪胎，直接將“伺服電機+減速機+輪子+輪胎”集成一起，這種方案是否可行，進行多次的設計與試驗，終于做出了伺服輪轂，并且在眾多服務機器人廠家中得到了廣泛應用，具有靜音、運行平穩(wěn)、穩(wěn)定可靠性高、安裝方便、性價比高等優(yōu)點，為服務機器人廠家解決了心中的痛點，促進了服務機器人行業(yè)發(fā)展。