Drehmoment ist eine Rotationskraft. Es ist die Kraft, die ein Robotergelenk dreht. Wirkt man mit einer Kraft in einem bestimmten Abstand von der Achse, erzeugt man Drehmoment. Die Einheit ist Newtonmeter (Nm) im metrischen System und Fuß-Pfund (Fuß-Pfund) im angloamerikanischen. Ein Motor erzeugt Drehmoment. Ein Getriebe verstärkt es. Eine Last wirkt ihm entgegen.

Das Drehmoment verhält sich zur Rotation wie die Kraft zur linearen Bewegung. Ein Roboterarm benötigt Drehmoment, um eine Last zu heben. Je weiter die Last vom Gelenk entfernt ist, desto mehr Drehmoment ist erforderlich. Deshalb kann ein Roboterarm in der Nähe seiner Basis mehr heben als in voller Ausdehnung. Der Drehmomentbedarf steigt mit der Armlänge und dem Gewicht der Last.

Drehmoment in Robotergelenken

• Statisches Drehmoment: Hält eine Position entgegen der Schwerkraft.
• Dynamisches Drehmoment: beschleunigt und verzögert die Last.
• Maximales Drehmoment: maximale momentane Leistung.
• Kontinuierliches Drehmoment: nachhaltig ohne Überhitzung.
• Drehmomentdichte: Drehmoment pro Gewichtseinheit des Motors.

Das Motordrehmoment ist proportional zum Strom. Dadurch wird die Drehmomentregelung einfach: Man misst den Strom und kennt das Drehmoment. Ein Kraftsensor am Handgelenk misst die Kraft, und die Steuerung berechnet die benötigten Gelenkdrehmomente. Direktantriebsmotoren erzeugen ohne Getriebe ein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl, sind aber schwer und teuer. Getriebemotoren erzeugen ebenfalls ein hohes Drehmoment aus kleinen Motoren, jedoch führen die Zahnräder zu Spiel und Reibung. Harmonic Drives reduzieren das Spiel nahezu auf null. Zykloidgetriebe bewältigen hohe Stoßbelastungen. Die Wahl von Motor und Getriebe bestimmt die Drehmomentkapazität des Roboters. Drehmoment ist die reine physikalische Kraft des Roboters. Ohne ausreichend Drehmoment kann der Roboter die Arbeit nicht verrichten. Mit zu viel Drehmoment wird er gefährlich und ineffizient.