什么电机将迎来新生产力推动机械臂升级的巨大机遇？

电子爱好者网报道(文章 / 今年的政府工作报告提出，吴子鹏将大力推进现代产业体系建设，加快新质量生产力建设。最近，“新质生产力”一词引起了广泛的关注。随着新的生产力理念的推动，制造业正在积极升级，人形机器人得到了快速发展。然而，目前人形机器人距离大规模商业还有很长的路要走，提高机械臂的利用率、渗透率和覆盖率已经成为当前的焦点。

新的生产力要求机械臂进化成智能机械臂，这将使生产任务更加灵活和复杂。这对机械臂内部的核心部件——电机提出了更高的要求。

用于机械臂内部的电机

作为现代工业和商业领域的重要工具，机械臂在运动系统中使用各种类型的电机，如DC电机、步进电机和伺服电机。

机械臂是一个复杂的系统，大多数机械臂的连杆都是串联连接的，每个关节的位置都是由一个变量定义的，所以关节的数量和灵活性决定了机械臂的性能。机械臂关节作为核心部位，主要由传动系统、运动轴系统、驱动器、传感器组成。当前，机械臂的驱动形式主要包括液压驱动、气压驱动和电气驱动。其中，电气驱动具有控制性能好、控制精度高、使用可靠、维护简单等优点，适用于所有尺寸的机械臂。因此，电气驱动机械臂是目前使用最广泛的机械臂之一。

伺服电机是一种通过反馈机制进行闭环控制的电机，它可以提供高性能的运动控制。这类电机常用于机械臂中需要高精度、高速度和高扭矩的应用。伺服电机在精密加工、医疗手术辅助等应用的机械臂中市场份额较高。

步进电机是一种通过一步一步的移动来实现精确位置控制的电机。机械臂往往需要高性能的定位和控制，所以步进电机起着重要的作用。步进伺服电机具有精度高、转距大、控制简单的特点，适用于装配线精密控制等机械臂。

DC伺服电机具有可靠性好、反应灵敏、旋转角度准确等优点，是目前电气驱动机械臂中的主要永磁电机。DC伺服电动机由减速器、编码器、DC电动机组成。在实际工作过程中，减速器用于改变电机方向的转速，以满足机械臂所需的转速；编码器记录电机旋转的视角速度等信息；通过控制DC电机，DC伺服电机可以根据预期的速度和扭矩将其移动到预期的角落。

当机械臂进化到人形机器人时，扭矩电机的应用会非常普遍。扭矩电机是一种以扭矩为控制方向的特殊类型电机，在电机低速甚至堵塞时，仍然可以为负载提供稳定的扭矩。扭矩电机一般用于对扭矩有特定要求的应用，如机器人关节驱动。

智能化机械臂所需的电机

在新质量生产力的要求下，机械臂下一步发展的明显趋势是智能化升级。目前，越来越多的合作机器人企业开始积极参与新形式工业机器人的探索和发展。除了人形机器人的研发，机械臂中还增加了更多的功能，以创造更高性能的机械臂。举例来说，在今年的工博会上，Franka Research 3 是一种升级产品，归功于升级产品。 Franka AI Companion 有了帮助，这个机械臂可以快速实现 FCI、ROS、环境触发模型的开发，如相机驱动， 1kHz 频率控制算法使机器人能够立即接收到力反馈，基本没有延迟，实现了高精度、高灵敏度的力控反馈和高效、安全的人机合作功能。

例如基恩士三维机械手视觉系统 CV-X480D，因为 4 相机可以生成无死角的图像，新开发的三维测试可以在极快的速度内提供更好的测试结果。稳定的测试可以在不受工件位置或朝向影响的情况下实现。

为了实现这些智能功能，机械臂内的电机也应该有更好的性能支撑。例如，步进电机是这些精确控制系统在关节控制和视觉控制方面的主要电机。机械臂智能升级后，步进电机需要能够快速响应指令，使机器人能够准确完成各种动作。同时，步进电机应优化效率和稳定性，以确保复杂任务的稳定性。

另外，目前很多机械臂都延伸了机械手，关节多，部署空间小，对电机的小型化要求更高。为了实现电机的小型化，R&D人员需要不断优化电机的结构设计，采用微机电系统等新材料和制造工艺。（MEMS）技术等，在减小电机体积的同时，确保其性能不受影响。

结语

数据显示，全球机械臂市场规模已经超过数百亿美元，预计未来几年将达到预约。 12% 平均年增长率持续扩大。目前，机械臂智能化升级趋势明显。电机作为机械臂的核心部件，无论是电机本身、控制系统还是驱动系统，都需要迎合这一趋势进行相应的升级。

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