在机器人关节电机的应用中，面临着电机功率密度难以提升、如何控制温升、更高的电磁设计要求，以及尽可能地降低成本等一系列难题。本文主要介绍了步科新推出的第三代无框力矩电机 FMC 系列产品，其针对上述应用“痛点”，在设计和制造工艺上做了进一步的优化，满足了目前机器人行业的应用需求。

市场应用“痛点”

在当前市场中，对于关节电机的实际应用，常常会遇到以下几个问题：

首先是关节电机转矩密度的问题。

近年来，随着对精细化操作和空间限制的大幅提高，市场对于关节电机会更加追求扭矩不变、尺寸更小，这意味着需要不断提升功率密度。

其次是关于电子设备温升的问题。

由于尺寸减小带来的热管理挑战，在达到高功率密度后，还需考虑达到的热稳态后的温度升高。因为关节是一个紧凑布置系统，其中包括减速器、编码器和传感器等元件，因此过高温度将导致一系列影响。

接下来就是要考虑的是电动机额定转速与最高转速之间的关系。

某些场景下，如快速移动所需，更快的速度成为首要任务。理论上对于同样的转矩需求，如果将速度接近或超过额定值，将会损失转矩，从而增加更多对电子设计上的要求。

最后还涉及到成本控制的问题。

新型国产机械人崛起之际，一旦进入市场，就设法把机械人的成本进行实实在在地落地。而作为关键零部件中的核心零部件，不仅要解决技术难题，还得保证价格合理，以促进国产化进程。

步科第三代无框力矩电机——FMC系列

自2016年步科推出第一代无框力矩電機以来，它們就一直未曾停止技術探索。在此基础上，步科继续突破設計與製造技術創造了多槽分瓣式結構，這種設計极大地提高了槽滿率，並且降低溫升。此後又推出了第二代無框力矩電機——這是一款18槽灌封工藝，是業界首创品。2022年，步科基于市場反饋及進一步優化研發出了第三代無框力矩電機 —— FMC 系列無框力矩電機。

经过多年的积淀与发展，本公司深刻理解并坚持品牌定位，与同行相比，本公司FMC無框力的特色体现在：

(1) 专精特新

• 专业：通过深入优化電磁方案獲得更高轉扭密度;

• 精细：目前有52mm - 132mm10种桿架尺寸覆盖3 - 25kg負載需求;

• 特色：首创無桿灌封工藝輕量化設計，更薄機殼運動速度更快，更平穩;

• 新颖：與市場主流減速機匹配，有較大的內徑滿足客戶多樣化穿線需求;

(2) 科技赋能

• 搭载可集成24bit绝对值中空编码器或者霍尔传感器，让运行更加平稳;

• 定轉子激光标识，保证追溯性;

• 提供定制解决方案，可提供無壳/有壳等方案;

• 数字生产线持续稳定生产，全局分销，为客户提供服务支持;

选择无框力的优势

采用无 框力的选项具有以下优势：

工程师不再受限于选择传统同步 电動馬達來建立运动控制轴，而可以创新性地把 无 框 力 矩 電 勢 集 成 到 機 器 本 身 的 結 構 里；

结语

然而，无 框 力 矩 電 勢 不僅 只 局 限 於 協 作 機 器 人 的 應 用 场 景，可以說只要是機械人行業的一部分，都可以考慮應用無 框 力 矩 電 勢 以 达 到 更 高 的 集 成 度。在性能更佳的情况下，由于设计成本控制及量产成本摊薄帶來的人民币成本下降，其在機械人領域中的應用前景可以說非常良好。