在人形機(jī)器人中，機(jī)器人靈巧的手部位使用的常規(guī)都是空心杯電機(jī)+多級行星減速箱組成的模組。因?yàn)榭招谋姍C(jī)高速低扭矩的特性，為了在較小空間內(nèi)獲得較大的手指抓握力，空心杯電機(jī)都需要搭配行星減速箱進(jìn)行使用，一般都會(huì)集成2-3級的行星減速箱。

一、人形機(jī)器人關(guān)節(jié)空心杯電機(jī)分類

空心杯關(guān)節(jié)是直流永磁伺服微特電機(jī)的一類，從原理上來說屬于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的范疇，具有新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的線圈制造工藝和較小的尺寸。空心杯電機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，其電樞繞組為空心杯線圈，形似水杯，因此被稱為“空心杯電機(jī)”。

空心杯電機(jī)分為有刷和無刷兩種：有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子無鐵芯和無刷空心杯電機(jī)定子無鐵芯。

1、有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子無鐵芯

空心杯直流有刷微電機(jī)采用機(jī)械換向，磁極不動(dòng)，線圈旋轉(zhuǎn)。電機(jī)工作時(shí)，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器和電刷來完成的。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中會(huì)摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷。碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會(huì)發(fā)生電火花，產(chǎn)生電磁破，干擾電子設(shè)備。

2、無刷空心杯電機(jī)定子無鐵芯

無刷空心杯直流電機(jī)采取電子換向，線圈不動(dòng)，磁極旋轉(zhuǎn)。無刷空心杯直流電機(jī)，是使用一套電子設(shè)備，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時(shí)切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因?yàn)槭亲钥厥竭\(yùn)行的，所以不會(huì)像變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組，也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步，消除了空心杯直流有刷微電機(jī)的缺點(diǎn)。

二、機(jī)器人電機(jī)有刷空心杯電機(jī)和無刷空心杯電機(jī)區(qū)別

1、換向方式不同：有刷空心杯電機(jī)采用機(jī)械電刷換向，電機(jī)運(yùn)行過程中存在著一定的相對摩擦，會(huì)產(chǎn)生噪聲、電火花，降低了電機(jī)的使用壽命，用物理碳刷和換向器的配合來完成換向。無刷空心杯電機(jī)采用電子換向的方式，具有效率高、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、使用壽命高、結(jié)構(gòu)精巧，維護(hù)方便，易保養(yǎng)等特點(diǎn)，沒有物理碳刷和換向器這種物理結(jié)構(gòu)，用線圈導(dǎo)線直接連接到控制器。

2、控制方式不同：有刷空心杯電機(jī)采用電流控制；而無刷空心杯電機(jī)需要搭配電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制。

3、轉(zhuǎn)子不同：有刷空心杯電機(jī)是線圈、換向器和連接板在外殼和永磁體中間旋轉(zhuǎn)，共同組成轉(zhuǎn)子；無刷的線圈是同定的，磁鐵在中間旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也是轉(zhuǎn)子。

4、是否有霍爾傳感器：有刷空心杯電機(jī)沒有霍爾傳感器；無刷空心杯電機(jī)有霍爾傳感器。

5、壽命：有刷空心杯電機(jī)的壽命取決于換向器（一旦損壞，即要更換電機(jī)），壽命一般1000-3000h；無刷空心杯電機(jī)采用軸承，壽命更長，可達(dá)10000h+。

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