[发明专利]一种智能驱动单元的电机和减速器选型方法

说明书

本发明涉及一种智能驱动单元的电机、减速器选型方法，属于机器人应用开发领域，根据智能驱动单元三个设计指标，驱动单元目标输出力矩、驱动单元目标转速、驱动单元的目标荷质比，通过计算电机、减速器关键参数的方式，分步骤地从建立的电机、减速器数据库中选取最为合适的电机、减速器型号，并通过荷质比这个设计指标来确定最终的选型方案。该电机、减速器计算与选型方法主要针对协作机器人智能驱动单元的电机、减速器的选型，具有选型快速、准确等特点，克服机器人关节传统选型费时、费力、效率不高的缺点，极大地节约了智能驱动单元电机、减速器选型的时间，提高了电机、减速器选型的精准性。

【技术领域】

本发明属于机器人智能驱动单元应用开发领域，尤其涉及一种智能驱动单元的电机、减速器选型方法，该方法主要针对智能驱动单元，能够快速的找到匹配设计性能要求的智能驱动单元电机和减速器。

【背景技术】

智能驱动单元是机器人应用领域新兴的关节一体化技术，是协作机器人最主要的关键部件。智能驱动单元集传动、驱动、传感、控制等技术为一体，是一个高度集成化的机电部件，其集成度和智能化程度直接关系着机器人的精确程度。智能驱动单元的性能，如定位精度、速度以及响应时间都与电机、减速器的选型密切相关，选用合适的电机、减速器，既能保证智能驱动单元的正常工作，又能避免电机、减速器性能上的浪费。

传统的电机、减速器选型通常是按照工作条件通过大量计算得到输出功率、传动比、输出转速、输出转矩等参数，容易出错，设计过程中必须通过大量的计算和验证，不允许计算中出现失误，计算中的失误极有可能导致选型错误，再依据这些确定的参数，尽量使得选用的电机、减速器参数接近理想输出功率、减速比，这个过程需要反复的查询机械设计手册，通过初选，然后验算选取的电机、减速器的型号是不是符合初选要求，而往往初选的时候会考虑多种电机减速器进行对比，需要消耗大量的人力。随着协作机器人以后大规模的生产以及电机、减速器的种类、品牌、型号越来越多，人工对电机、减速器选型已经不符合机器人高速发展的技术要求，需要更多的“智能”选型方法。

【发明内容】

为克服智能驱动单元电机、减速器选型参数工作量大、效率低等缺点，本发明提供一种智能驱动单元的电机及减速器选型方法。该方法能根据智能驱动单元的设计技术指标，计算出最符合性能要求的匹配的电机、减速器参数和型号。

本发明在现有技术中建立电机、减速器数据库思想的基础上，通过新的计算方法获得适用于智能驱动单元的电机、减速器关键参数，电机、减速器的选型更加精准，并提出一个新的考核参数荷质比作为最终的选型依据，同时该发明是针对新兴领域机器人智能驱动单元而开发的，电机和减速器都要求是空心的，具有其专门的应用领域。综上，该计算和选型方法有利于提高驱动单元的性能及设计效率，降低成本及减小智能驱动单元设计难度。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能驱动单元的电机和减速器选型方法，包括以下步骤：

(1)建立适用于智能驱动单元的电机、减速器产品数据库；

(2)电机初步选型，包括：由下述公式计算得到初选电机的最小额定输出功率P_e，即

P_e＝120％·0.01745·T·ω/η

其中T是驱动单元目标输出力矩，ω是所述驱动单元的目标转速，η为减速器的传动效率；

额定输出达到P_e的电机即为初步选型的电机；并同时得到初步选型电机的额定扭矩、额定转速和重量；

(3)减速器初步选型，即根据选定电机的参数来选择相应的减速器，从而获得多组电机、减速器匹配对，具体包括：

基于选定电机的参数，由下述公式计算得到最小减速比i_min：

i_min＝T/(T_R·η)