缩小的感觉

现在，您可能携带的智能手机厚度不足 1 厘米，但其处理能力比用于引导宇航员登月的计算机更强。我们是怎么来到这里的？

1965 年，英特尔联合创始人戈登摩尔表示，密集集成 PCB 电路中安装的晶体管数量每两年翻一番。众所周知，“摩尔定律”支持了 50 多年的创新。

虽然近年来缩小的速度开始趋于平稳，但电子电路仍在稳步增加。对于我们从事运动控制的人来说，这意味着为工程师提供更轻、更小、更强大的微型伺服驱动解决方案

为什么我们需要更小的伺服驱动器？

是的，创新使我们能够制造出非常小的伺服驱动器。驱动器不仅比以前的笨重放大器更紧凑、更智能，而且具有更高的功率密度，因此它们仍然可以为电机提供必要的扭矩和速度。但是我们不会仅仅因为我们可以就制造微型伺服驱动器；拥有紧凑型伺服驱动器解决方案有很多好处。

随着机器人变得更小、更时尚、更复杂，我们需要更小的伺服驱动解决方案来安装在机器人内部，同时提供相同的性能。这不仅仅是美学问题，更小更轻的伺服驱动器性能更好。

让我们以具有多个连杆的简单协作机器人手臂为例。每增加一个节段，就意味着每个关节中多一个电机和一个驱动器。每当关节中的电机旋转时，它必须提供足够的扭矩来提升距离协作机器人基点较远的连杆。因此，仅仅减轻伺服驱动器的重量就可以减少机器人的必要能源消耗并提高其效率。

在关节中使用更轻的伺服驱动器可减少抬起手臂所需的扭矩

现在有人可能会说，“为什么不把所有的伺服驱动器都安装在机器人的底部而不是关节上呢？” 这在理论上是可行的，但不太实用。在每个关节中安装伺服驱动器及其各自的电机，不仅便于维护，而且还减少了通过机器人手臂一直运行不同长度的电机相位电缆和反馈电缆的需要。这不仅可以防止在整个机械臂上跟踪一组电缆的维护噩梦，而且还可以防止与电气噪声相关的反馈问题。

出于可制造性和可靠性的目的，最好有紧凑、轻便的伺服驱动器，可以在每个关节中安装电机。

除了固定机器人，较小的伺服驱动器在移动机器人应用中也很有用。与协作机器人示例类似，机载小型轻型伺服驱动器可以减轻不必要的重量以提高效率和/或为更大的电池留出更多空间。无论哪种方式，最终结果都是一个可以全天更努力、更长时间工作的机器人。

减轻重量在医疗和军事工业中通常也是必不可少的，尤其是对于需要便携的设备。在航空航天应用中，寻找轻量化解决方案对于在对抗重力的战斗中减少燃料消耗至关重要。

好吧，那为什么不是所有的伺服驱动器都是小的呢

有许多微型伺服驱动器可用且它们的优势显而易见，您可能想知道为什么森远达和其他伺服驱动器公司继续营销和销售更大的伺服驱动器。这是一个公平的问题，有几个原因。

功率密度限制

正如摩尔定律所观察到的那样，电子产品正在不断变得更加紧凑。然而，与大多数计算机组件不同，伺服驱动器不仅必须执行逻辑功能——它们实际上必须通过 PCB 传输足够的功率来驱动电机。

对于高功率电机，这需要很大的电流，而且只有足够大的电流可以泵过一个小电路板而不会因过热而损坏组件，即使使用冷却风扇、散热器和其他热管理技术也是如此。

此外，随着电压的增加，印刷电路板上走线之间所需的间距也必须增加，以防止噪声干扰甚至电弧。

即使 PCB 本身内可能的功率密度有所提高，找到能够处理高电流输出而不会熔化同时仍能整齐地安装在伺服驱动器上的可靠电机和电源连接器成为一个限制因素。

对于重载运动控制应用，您只需要更大、更重载的伺服驱动器。

成本与必要性

另一个因素是成本与必要性。在许多情况下，不太紧凑的驱动器实际上制造起来更容易且成本更低，因此它们的价格自然会更低。小型驱动器可能非常好，但如果应用程序没有严格的空间限制，则较大但价格较低的驱动器就足够了。

如果您正在设计一个大型龙门系统，该系统有足够的空间来安装大型伺服驱动器，那么花额外的钱购买一个几乎不会影响性能的微型伺服驱动器是没有意义的。

有时，拥有更大的伺服驱动器不仅是可以接受的，而且实际上更可取。想象一下必须将您的上半身深入大型制造机器进行维护。您是想花 10 分钟弯腰尝试连接数十个带有压接引脚的微型夹式连接器，在光线不好的情况下摆弄它们，还是只想拧入电源线和几个 D-Sub 连接器并完成在 30 秒内？

对小型驱动器的需求和使用肯定在扩大，但对大型驱动器的需求肯定也不会消失。