Крутящий момент — это вращательная сила. Именно он заставляет шарнир робота вращаться. Приложите силу на некотором расстоянии от оси, и вы создадите крутящий момент. Единица измерения — ньютон-метр в метрической системе, фут-фунт в имперской. Двигатель создает крутящий момент. Редуктор увеличивает его. Нагрузка оказывает сопротивление.

Крутящий момент относится к вращению так же, как сила к прямолинейному движению. Роботизированной руке необходим крутящий момент для подъема полезной нагрузки. Чем дальше полезная нагрузка находится от шарнира, тем больший крутящий момент требуется. Именно поэтому роботизированная рука может поднимать больше груза, находясь ближе к основанию, чем в полностью вытянутом состоянии. Требование к крутящему моменту возрастает с длиной руки и весом груза.

Крутящий момент в шарнирах роботов

• Статический крутящий момент: удерживает положение против силы тяжести.
• Динамический крутящий момент: ускоряет и замедляет нагрузку.
• Максимальный крутящий момент: максимальная мгновенная выходная мощность.
• Постоянный крутящий момент: устойчивое сохранение крутящего момента без перегрева.
• Плотность крутящего момента: крутящий момент на единицу массы двигателя.

Крутящий момент двигателя пропорционален току. Это упрощает управление крутящим моментом: измерьте ток, и вы узнаете крутящий момент. Датчик силы на запястье измеряет силу, а контроллер вычисляет необходимые моменты в суставах. Двигатели с прямым приводом создают высокий крутящий момент на низкой скорости без редуктора, но они тяжелые и дорогие. Редукторные двигатели создают высокий крутящий момент от небольших двигателей, но шестерни создают люфт и трение. Гармонические приводы уменьшают люфт почти до нуля. Циклоидальные приводы выдерживают высокие ударные нагрузки. Выбор двигателя и редуктора определяет крутящий момент, который может выдержать робот. Крутящий момент — это чистая физическая сила робота. Без достаточного его количества робот не сможет выполнить работу. При слишком большом он становится опасным и неэффективным.