权衡 1：转矩密度 VS 尺寸
在计算机器人关节的转矩要求时，您可能会遇到第一个需要权衡的条件 ：如何在不增加机器人电机尺寸的情况下增加转矩？
在用于机器人关节的无框电机中，转矩随电机长度的增加或直径的平方增加而增加。 换而言之，直径翻倍，转矩将增加四倍，即 D2L 规则。 为了获得移动和承受大负载所需的转矩，最常用的方法是使用直径较大的机器人电机，而不是较长的电机，较长的电机会增加关节尺寸，难以集成到设计中。
但电机直径过大也会造成一定限制。 这需要速度和转矩额定值与谐波减速机配合使用，谐波减速机又称应变波减速机，通常用于保持机器人关节紧凑和消除齿隙。 但这些减速机传动系统只是在现有设计的有限范围内发挥作用。 标准电机是否能够在尺寸、重量和性能方面都经过优化的机器人关节上工作？ 开发周期更长、成本更高，是否只会导致性能上的妥协？
权衡 2：速度 VS 转矩
谐波减速机系统除了结构紧凑、齿隙小外，其固有的传动比也相对较高，减速比通常在 30：1 到 320：1 不等。 谐波减速机系统的高传动比有利于高惯性负载的平稳加速/减速，和精确定位，但牺牲了速度。
工业流程的速度是一个明显的优势，所以机器人工程师致力于提高移动负载的精确性和快速性。 在配有谐波减速机的机器人关节中，这意味着需使用能够提供高输入速度（大约 4,000 rpm 或更高）的电机。 问题在于，大多数无框电机在接近额定转速范围的上限时，会迅速损失转矩。
有时，在应用所需要的速度范围内要求维持一定的转矩，此时，性能与尺寸就成为了需要权衡的内容。 在中低转速范围内运行时，为维持较高的转矩，您是否会选择较大型号的电机？ 如果选择了较大型号的电机，您是否接受较大的关节尺寸设计？ 您是否需要定制设计的电机或减速机？ 需要多少次设计迭代，才能实现平稳的速度和一致的转矩性能?
权衡 3：温度 VS 性能
正如我们所见，机器人电机需要足够的转矩和速度。 综合来看，您可以将这些因素考虑为定义电机的整体运动控制性能。 而这种性能取决于电机的电磁效率。 电机会通过绕组散热的形式损失一部分电磁能。 在给定电流下，高效率电机性能更强、工作温度更低，低效率电机则相反。
高转矩和高速度要求电机消耗更高的电流，从而导致温度升高。 然而，要在封闭的机器人关节中安装电机，还需要考虑其他因素。 大多数机器人电机的最高额定绕组温度为 125ºC 到 155ºC（环境温度 + 温升）。 在协作机器人应用中，这样的高温可能会对人体造成伤害，因此通常会对这类电机进行降额。
除了安全问题之外，还有另一个问题不为人熟知。 绕组温度远低于 125ºC，但仍然相对较高，会对减速机和其他部件产生一定的危害。 当线圈温度上升至 85ºC 以上时，润滑脂润滑性能会变差，导致减速机提前发生磨损并可能无法维持位置公差。 高温还可能导致电子元件（如编码器和其他反馈设备）失灵甚至烧毁。 每个部件都是相互联系的，一个部件因高温而失灵，机器人也会随之故障。
那么问题就变成了，您是否会降低电机功率并减慢客户的整个操作速度？ 或是希望您的客户持续承受更换故障关节的费用和停机损失？
在很多方面，这都是一大权衡点。 可以通过过度指定电机性能或进行降额来避免发生高温损坏。 然而，尺寸、转矩或速度的牺牲真的在所难免吗？ 有没有更好的方式？
对妥协说不
我们一直在描绘机器人电机市场的现状。 但现在，未来以来。
经过多年的研发，科尔摩根专为机器人市场打造了新一代无框伺服电机，旨在消除所有权衡取舍。 TBM2G 系列隆重推出
- TBM2G 电机采用标准尺寸，优化后可与常用谐波减速机配对，无需昂贵的定制成本，同时尽量对整体关节尺寸进行优化。
- TBM2G 电机的电磁封装经过优化，长度更短、重量更轻，可以满足 3 ~ 15 公斤级协作机器人的速度和转矩要求。
- TBM2G 电机轴向长度短、外径小且通孔尺寸大，简化了下一代机器人的复杂设计。
- 先进的材料和创新的绕组工艺可以在广泛的速度和负载要求下，提供一致的性能。
- 可选集成霍尔传感器，能够提供换相反馈而不增加电机总长度。
- 多标准的热敏传感器选项，能够与机器人市场上最流行的驱动器协同工作。
- TBM2G 电机经过专门设计，可在线圈温度不超过 85ºC 的情况下，提供卓越的性能，确保润滑脂、电子元件和其他机器人关节部件达到最大寿命。
消除更多妥协选项
从理论上来说，解决我们的三个权衡点仅需要您的一次让步：为定制电机或减速机系统设计的开发、原型设计和生产付费。 TBM2G 系列可以让您无需做任何让步。
科尔摩根拥有高度自动化的制造工艺，能够为您生产所需要的高质量电机。 助力您自信开拓市场。 正如我们所说，TBM2G 电机完全是“为机器人量身打造”。
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