maxon驱动系统在工业自动化与机器人领域的技术应用
在工业4.0、物联网及人工智能技术的推动下，制造业正迎来变革，工业生产对产品品质、生产效率及运行灵活性的要求持续提升。机电系统的高品质协同运行是满足上述要求的核心前提，maxon专注于研发生产直流电机、齿轮箱、传感器及控制器，其产品广泛应用于实验室自动化、原油天然气工业、测量检测技术、半导体生产等多个领域的驱动系统，为各类工业自动化设备及机器人提供稳定、精准的动力支撑。
一、实验室与通用自动化领域应用
1. 实验室自动化
实验室自动化设备对驱动系统的精度、稳定性及小型化要求，maxon研发的DC电机、齿轮箱、传感器及控制器组合，可精准适配实验室自动化各类设备的驱动需求，凭借紧凑结构、低磨损、高可靠性的特点，保障实验操作的精准度与高效性，适配各类精密实验仪器的协同运行。
2. 无线打包机与电池供电打包机
无线及电池供电打包机的驱动系统需兼顾高效能、长寿命与小型化，其驱动单元通常由电机、齿轮箱、编码器、硬件、固件及软件系统组成，电机优先选用无刷类型以实现长周期稳定运行。
maxon EC-i 30无刷电机可适配该领域需求，核心技术特点如下：具备高效率与高性能，磨损度极低，可长期稳定运行；内部多极转子设计能够充分发挥高动力输出；钢制法兰与钢制外壳构成的坚固结构，可适配多种复杂工作环境，实现多元化应用；产品尺寸紧凑，节省设备内部安装空间；可搭配GP 32 A行星齿轮箱使用，实现精准、低噪音作业，保障打包过程的稳定性与一致性。
3. 电控喷头
电控喷头广泛应用于各类精准喷淋场景，其驱动系统需具备防水、防腐蚀、高精度传动的特点，尤其是音乐喷泉喷水模块的完整装配单元，对部件材质与传动精度要求更为严苛。
该场景采用maxon EC-4pole电机与GP 42齿轮箱组合，所有部件均采用不锈钢制造，可有效避免水中生锈，同时能够抵抗海水盐分的侵蚀；电机与齿轮箱通过数控铣床加工而成，精度可达微米级，确保传动精准；喷水模块由两轴传动构成，通过浸油的电机与齿轮箱组合完成传动，无刷DC电机与三级行星齿轮箱GP 42的搭配，可实现过载保护，油液的冷却作用可进一步延长部件使用寿命。
二、半导体行业应用
半导体行业生产过程中，清洁度与精度是核心要求，即使微小的灰尘或水滴也会破坏整个生产流程，尤其是晶圆加工环节，需在真空室环境下进行，对驱动系统的清洁度、精度、小型化及耐真空性能提出标准。
1. 晶圆驱动系统与晶圆升降机
晶圆是半导体集成电路的核心基础，由硅等半导体材料制成圆形薄片，生产过程中需支撑于三个引脚之上，每个引脚通过电机驱动实现上下移动，构成三足式升降机，带动晶圆在真空室内向上移动，再由上方夹持系统完成夹取操作，整个过程对驱动系统的精度与稳定性要求。
maxon采用无刷EC flat电机、光学编码器、制动器及丝杠轴，组合构成晶圆升降高精度机电式驱动系统，其中maxon无刷EC flat无刷电机采用薄型设计，直径范围为9.2 – 90mm，功率覆盖0.2 – 260W，性能优异；该系列盘式电机内置霍尔传感器与内置电子装置，可实现精准控制，适配真空室环境下的晶圆升降作业，保障晶圆加工的精度与安全性。
三、精密加工领域应用
1. 钻孔整形
钻孔整形是指对微小钻孔进行精密修整，属于微米级加工范畴，最小钻孔直径仅为0.015毫米（小于人类头发直径），广泛应用于医疗技术、光纤技术、汽车工业等领域，如医用注射针、微型喷嘴、微电子技术装配仪器等，对加工精度与驱动稳定性要求。
钻孔整形本质上属于磨削过程（术语称为“珩磨"），具体操作的是根据现有钻孔直径，将带有极细小金刚石颗粒或包覆液体金刚石悬浮液的金属棒/金属线穿入孔中，通过精准旋转与纵向运动，实现钻孔的扩大、对中、修圆及打磨光滑。
maxon无刷DC电机在该领域表现突出，其在使用寿命、可靠性及精度方面具备显著优势，可灵活组合齿轮箱、编码器及控制器等组件，为钻孔整形作业提供精准、稳定的动力支撑，保障微米级加工精度。
四、机器人领域应用
1. 袖珍型机器人与工业机械手臂
袖珍型机器人属于小型工业机器人，具备体型小巧、操作直观、精度高等特点，其六轴机械手臂精度可达5微米，重量不足5公斤，底座可直接放置于手掌之上，同时有效负载可达500克；控制器采用内置式设计，既节省安装空间，又简化操作流程，仅需24V电源、一台电脑及一条以太网电缆，即可完成编程与操作。
该类型机器人广泛应用于机械工程制造标准元件加工、组装流水线、医疗设备辅助、动物手术助手、钟表及珠宝组装等场景，同时可执行传统拾放、检验等任务。其驱动系统需同时满足小型化、强动力、高品质的要求，maxon无刷盘式电机凭借紧凑设计与高转矩优势，搭配无间隙齿轮箱及高分辨率编码器组合运行，可实现精准动作控制，适配袖珍型机器人的驱动需求。
2. 培训用机器人
培训用机器人需具备操作便捷、运行稳定、安全性高的特点，同时需适配教学过程中的多样化操作需求，其驱动系统需兼顾稳定性与可操控性。maxon各类适配型电机（如EC flat系列）可根据培训机器人的规格，灵活组合齿轮箱与控制器，提供稳定、易操控的动力支撑，保障培训过程的顺利进行，同时具备较长的使用寿命，适配高频次教学操作。
3. 高速运动机器人
高速运动机器人对驱动系统的动力输出、响应速度及轻量化要求，如maxon参与研发的高速两足机器人，速度可达46 km/h，高度约半米，重量仅3公斤，双脚采用碳纤维增强塑料制成，跨步时通过人造肌腱拉紧蓄能，每条腿均由无刷maxon DC电机驱动，通过快速旋转轴杆实现高动态运动。
该场景采用maxon EC-4pole电机、GP 32 HP齿轮箱及ESCON Module 50/5控制器组合，电机具备高动力密度、快速响应的特点，齿轮箱保障动力传输的精准性，控制器实现对电机的精准调控，三者协同运行，满足高速运动机器人的高动态驱动需求。
4. 仿生机器人
仿生机器人涵盖仿生六腿运动机器人、仿生肌腱结构机器人等多种类型，其核心特点是模拟生物运动特性，需具备轻量化、高转矩、低发热、精准控制的驱动系统，同时需严格控制驱动部件的重量，适配机器人骨骼与肌腱结构的安装需求，且由于无法在机器人体内设置降温装置，电机温度变化需严格控制。
（1）仿生六腿运动机器人：采用碳纤维增强塑料外骨骼，腿部驱动部件及连接元件为铝合金材质，配备多台传感器，依据生物分散控制机制运作，可根据地面情况灵活调整运动状态；每条腿设有三个关节，需同时控制18个关节运动，采用maxon EC 45盘式电机驱动，驱动功率为50 W，通过生物运动原理启发的控制演算法实现精准控制；该电机具备体积小、扭矩高、重量轻、长度短的特点，可有效节省机器人腿部运动空间，适配六腿协同运动需求。
（2）仿生肌腱结构机器人：具备坚固的铝合金骨骼与复杂的仿真肌腱结构，采用maxon EC 16电子换向伺服电机，该电机转矩性能佳、功率高、转速范围大、使用寿命长，运行时发热量极低，可适配机器人体内无降温装置的使用场景，同时满足重量控制与高性能驱动需求。
5. 协作机器人与机器人手臂
协作机器人手臂采用铝质结构，标准高度1.1 m，作业半径80 cm，配备六个自由度，可实现物体的识别、抓取与操控，同时具备环境感知能力，广泛应用于工业协作、精密装配等场景。其驱动系统需具备控制简便、扭矩大、结构紧凑、散热性好的特点。
该类型机器人关节与夹具中，采用多达八台maxon EC flat电机，直径分别为45 mm和90 mm，功率覆盖70 W和90 W；EC flat系列盘式电机结构扁平，具备控制简单、扭矩大、结构紧凑、散热性好的优势，是机器人技术领域的优质解决方案，可适配协作机器人手臂的驱动需求，保障多自由度动作的精准与流畅。
6. 辅助机械人臂
辅助机械人臂主要用于改善操作员在高速作业、单调流程及沉重负荷下的工作状态，通常采用壁式安装，具备多根轴，作业半径超过两米，可实现上下左右移动，通过传感器即时识别使用者意图，由控制系统操控机器人臂移动至指定位置，操作便捷、省力。
该类型机器人臂采用maxon RE系列DC电机，可提供150-250W功率，整合重量、质量与功率密度等核心特性，能够提供合适的速度与转矩，操作简便，可精确传输强作用力；RE系列DC电机可与适配的行星齿轮箱、编码器及EPOS定位控制器组合使用，进一步提升控制精度与运行稳定性，保障辅助作业的高效与安全。
7. 研究用机器人
研究用机器人主要用于科学研究与教学应用，通常采用开源软件控制，配备平台及五级运动自由度，便于研发人员与机器人专业学生编写自主控制及应用软件。该类型机器人内部空间有限，需在手臂与车身中内置多台电机和行星齿轮箱，且元件需直接安装于机械手臂关节内，对电机的轻巧性、精度及结构坚固性要求。
maxon EC 45 flat无刷电机是该场景的优选产品，其结构简易、精巧，同时可提供高转矩强度，输出功率介于15至50 W，重量仅为46 g至110 g，体积小巧，可灵活安装于机器人关节内；关节与maxon定位编码器连接，可准确测量关节角度，为研究与教学提供精准的控制数据支撑。
8. 攀爬机器人
攀爬机器人主要用于高压铁塔等高危场景的保养维护，可通过平板电脑远程操控，替代人工攀登高塔进行检查，机器人沿轨道攀爬，通过摄像机实时传输图像与视频，便于操作人员快速发现并排除故障，其驱动系统需具备高负载能力、高效节能、精准控制的特点。
该类型机器人通过两台搭配行星齿轮箱的maxon RE 40电机驱动，可运输达60公斤的负载；RE 40电机配有无铁芯绕组和钕磁铁，具备小体积、高性能的优势，效率可达90％，高效节能，适合蓄电池供电；搭配maxon ESCON 50/5伺服控制器，可实现电机的精确控制，保障机器人在高危场景下的稳定运行。
9. 管道检测机器人
管道检测机器人主要用于下水管道等长距离、复杂环境的受损探测，需长时间在恶劣环境下稳定运行，其传动系统需具备高功率密度、体积小、功率曲线稳定、易于操控的特点，行星减速箱需具备良好的工作效率，以保障机器人的续航与探测精度。
maxon EC-max 22电机可满足上述先决条件，该电机为节能高效率、小型化直流电机，驱动电机与行星齿轮箱组合使用，具备易于操控、高度灵活的特点，可为自行式管道检测机器人提供精准传动力，保障机器人在数公里长的管道内稳定运行，完成受损探测任务。
10. 水底检验机器人
水底检验机器人主要用于发电厂、炼油厂、管路制造商及管路系统装配作业中的管路检测，配备高性能摄像头，需在水下复杂环境下稳定运行，其驱动系统需具备高功率、低能耗、高转矩、防水耐腐蚀的特点。
该机器人剪切驱动装置共有十二个滚轮，每个剪切侧和驱动电机配备两个，驱动力由六台maxon RE 40电机与行星齿轮箱提供；RE 40电机具备功率高、能耗低、转矩大的特点，拥有无铁绕组和钕磁铁，结构体积小，同时具备优异的坚固性和耐用性，可适配水下复杂环境，保障水底检验作业的顺利进行。
11. 蛇形机器人
蛇形机器人主要用于狭小、危险及难以进入的区域进行安全检测与视频拍摄，其蛇形手臂的直径是核心功能指标，直径与重量越大，机器人维护量越高。机器人各个关节通过钢缆连接，每根钢丝与maxon驱动电机连接，电机将机械功率传递给蛇形手臂实现动作，电机安装于机器人底座的执行器包内，头部电机负责照相机或抓臂的动作。
maxon EC-max 30电机与陶瓷版GP 32型行星齿轮箱组合，具备紧凑设计、动力充足的优势，无刷绕组可实现无顿转扭矩、高效率及高动态控制，适配蛇形机器人的驱动需求，既保障动作的灵活性与精准性，又有效控制机器人的体积与重量。
12. 救援机器人
救援机器人需具备高适应性、体型小巧、易于操控的特点，可通过高清图像将现场信息传递给外界，通过鳍轮电机的能耗测量精确分析与地面的接触状态，其驱动系统需具备高效、动力强劲、小巧轻盈、散热性好的特点。
该场景采用maxon EC-4pole 30无刷直流电机，具备高效、动力强劲、小巧轻盈的优势，4极动力组全效工作，可驱动机器人在起伏地形上行进；电机采用特殊绕组技术和四极磁钢，在单位体积和重量功率值方面具备显著优势，无齿槽效应，效率高，调节性能优异；金属壳体可确保良好的散热效果和稳定的机械性能，适配救援场景的复杂环境。
13. 多指机械手
多指机械手是精密驱动技术与高效总线技术融合的产物，每个手指具备四个关节和三个自由度，每个指关节均装备自动检测、无接触角度传感器和转矩传感器，对驱动电机的小型化、高精度、高效率要求。
maxon EC 20扁平式驱动器可满足该需求，该电机体积小、功效高，长度仅10.4 mm，外径21.2 mm，重量约15克，与谐波减速机高精度传动系列连成一个单元；电机灵活可变，预载滚珠轴承能精确响应控制指令，通过总线技术实现数据快速传输，实现微机械和微电子技术的互补，保障多指机械手动作的精准与灵活。
14. 微装配任务机器人
微装配是通过集成机电系统，实现对基于微型技术、纳米技术和生物技术的微型组件的快速、灵活、自动化操作，随着微型组件及系统微型化趋势的推进，对驱动技术的精度与速度要求不断提升。微装配任务机器人中，电机负责动作执行且自身不移动，固定于支撑臂上并将动作直接传递给结构体，需具备紧凑、高速、高精度的特点。
maxon EC-i 40电机可适配该场景需求，其作为紧凑式微电机，具备速度优势与高精度表现，在钟表业等微型部件分类、选择及加工场景中得到充分应用，为微装配作业提供精准、稳定的动力支撑。
五、能源与特种领域应用
1. 原油和天然气行业
原油和天然气行业的设备运行环境恶劣，多为高温、高压、高腐蚀场景，对驱动系统的坚固性、可靠性、耐腐蚀性要求。maxon研发的DC电机、齿轮箱、传感器及控制器组合，具备坚固的结构设计与优异的耐恶劣环境性能，可适配原油和天然气工业各类驱动系统，如钻井平台辅助设备、管道传输辅助设备等，保障设备在环境下的稳定运行。
2. 粒子加速器双晶单色器驱动
粒子加速器运行过程中，为避免电子因与空气份子碰撞而丢失，需在真空中完成，其双晶单色器驱动电机需满足无粘合剂、无塑料、高耐温的要求，同时需具备低噪音、低振动、高灵敏度的特点。
maxon EC 22 HD无刷电机可适配该场景，其无步进电机运行噪音及振动的缺点，采用不锈钢激光焊接外壳，符合真空环境使用要求，运行安静且反应灵敏；高真空度下，塑料及粘合接头易漏气，该电机组装主要通过微激光焊接完成，有效避免漏气问题；针对轻润滑油在低压条件下的不稳定问题，采用惰性强的润滑剂，在高真空条件下不会蒸发；电机采用高温设计，可承受120 °C的可控真空环境，保障粒子加速器的稳定运行。
六、其他工业自动化领域应用
1. 电梯门驱动装置
电梯门驱动装置需满足体型小、功能强、节能、可靠、智能的要求，负责驱动轿厢门与各楼层电梯外门的开关，其驱动系统的稳定性直接影响电梯的运行安全与使用体验。
maxon电梯门驱动装置采用EC flat系列电机，可通过齿形带驱动，能够移动达400公斤的电梯门；也可采用直接驱动方式，节省安装空间，适配不超过120公斤的电梯门；直径90 mm的无刷直流电机EC flat系列、直接内置于印刷电路板的高精度编码器、定制位置控制器，均整合在一个外壳中，结构紧凑；该驱动装置参考运行后，可自动辨识电梯门的规格和重量，计算匹配参数并在必要时修正，简化电梯安装人员的工作；EC flat系列盘式电机结构纤薄、节能，可提供足够转矩，搭配maxon EPOS，不仅能可靠执行预定工作，还可收集宝贵的运行数据，便于设备维护与优化。
2. 运动模型
铁道模型、运动火车模型等产品，不仅要求外观精致，还需承受严苛的运行条件，可直接在轨道上行驶，对火车头内直流电机的耐高温、耐超压、易操控性要求，尤其是电机电刷，需具备优异的耐高温、耐超压性能。
maxon A-max系列电机采用优化结构，可满足上述需求，具备耐高温、耐超压的特点，电机极易控制，适合用于模型制造领域，保障运动模型的稳定运行与操控体验。
3. 摄像机稳定系统
摄像机稳定系统广泛应用于采矿工业高空勘测、原油天然气开采钻井平台察看、能源供应商高压电缆监测等场景，此类场景面临强风、乱流、飞行载体震动等恶劣自然条件，需通过高精度万向轴悬吊系统维持摄像机稳定，拍摄无干扰的高品质高空影像，其核心驱动单元需具备高功率密度、高能源效率、低能耗、小体积、轻重量的特点。
maxon EC 32 flat无刷直流伺服电机是该系统的优选产品，其功率密度高、能源效率高、能耗低，可延长无人驾驶直升机的空中停留时间；电机与齿轮箱组合无间隙，转速、输出转矩、总重量、总长度、能源消耗量均符合设计要求，为摄像机稳定系统提供精准、稳定的动力支撑，保障影像拍摄的稳定性。
4. 镜间快门弹簧上弦电机
镜间快门采用传统机械弹簧作为蓄能器，通过弹簧上弦原理大幅缩减体积结构，其弹簧上弦驱动需具备结构紧凑、运行稳定、使用寿命长的特点。
maxon A-max 12电机齿轮传动单元，配有精密自由轮结构，可用于为三个拉力弹簧上弦，作为镜间快门的蓄能器；该电机结构紧凑，可满足长时间运行需求，保障镜间快门的稳定工作。
5. 安全门锁定系统
高防护安全门锁对驱动电机的稳定性、可靠性要求，需具备高转速、低干扰、无顿转扭矩的特点，保障安全门的锁定精度与安全性。
该系统采用maxon A-max 22有刷直流电机与GP 22 A行星齿轮箱组合，电机运行转数可达每分钟6740转；A-max电机配备性能强大的铝镍钴永磁铁及无铁芯的maxon绕组，具备无磁性顿转扭矩、电磁干扰小、稳定可靠的特点，可适配安全门锁定系统的驱动需求。
6. 天文光谱望远镜主焦点仪
天文观测光谱望远镜主焦点仪器作为独立自动化单元，包含12个子系统和24根移动轴，其中15根采用电动驱动，通过CANopen通信协议连接，需实现准确跟踪速度曲线、精准位置启停、多轴位置及速度曲线跟踪等多种操作，对驱动电机的精度、稳定性及控制性能要求。
该场景采用maxon EC系列无刷电机，可装配齿轮箱、磁性增量编码器和电动制动器，通过正弦换向实现低速匀速动作；电机标配霍尔传感器，还可选配增量编码器，向控制系统发送补充位置数据，提升控制精度；搭配maxon EPOS2 50/5型位置控制单元，该单元除具备电流、速度和位置的封闭式控制电路外，还设有运动插补模块，可追踪编程后的多轴运动曲线，通过CANopen接口实现操作，保障天文观测的精准性。
7. 高精度望远镜架台
天文望远镜需放置于多种不同应用环境中完成观测任务，其高精度望远镜架台需具备无障碍、不间断的运行能力，尤其是在特殊环境下，维修保养困难且危险，因此系统需长时间无间断、运行，对驱动电机的可靠性、扭矩、耐低温性能要求。
maxon RE 25型电机可适配该场景，其可使用低温调制的轴承润滑剂，安装完成后无需补充润滑剂，减少维护需求；电机具备大扭矩、高性能密度的特点，无铁芯绕组设计大幅降低顿转转矩，实现运动精度的提升，保障望远镜架台的稳定、精准运行。
8. 舞台灯光感锁
舞台灯光感锁（如RSC光感锁）的核心功能是通过反作用力，抑制轻型架灯桥造成的干扰性震荡，对驱动电机的体积、功率、运行精度要求，电机的丝毫延迟或移动幅度偏差，都会影响稳定效果。
maxon EC 90 flat电机体积小、功率强、运转精确，可适配舞台灯光感锁的驱动需求，有效抑制灯桥震荡，保障舞台灯光布置的稳定性，简化舞台灯光调试流程。
9. 电动高尔夫球车
电动高尔夫球车为球场出行提供便利，通常采用全碳架结构，重量仅5.5公斤，球袋无承重限制，其牵引驱动装置需具备动力强劲、高效节能、轻量化、结构紧凑的特点。
10. 纹身机
传统线圈纹身机已逐渐被小型电机驱动的旋转式纹身机取代，旋转式纹身机可绘制更精细的线条，且具备重量轻、运行噪音小的优势，对驱动电机的使用寿命、可靠性、低噪音、低振动、轻量化要求。
maxon RE 13电机可适配该场景，其使用寿命长、性能可靠，配备稀有金属电刷的DC驱动装置功率为2.5 W，功效高，适用于蓄电池驱动模式；运行噪音低，几乎不产生震动，电机重量极轻，可显著提升纹身机的操作手感与使用体验。
11. 自动仓储物流系统自动驾驶车辆
自动仓储物流系统以可自由行驶的自动驾驶车辆（AiV）为核心，车辆之间可相互识别、遵守先行规则，自主完成仓储搬运任务，其内部电机与齿轮箱需承担车轮转向控制、容器取放等关键任务，对电机的转矩特性、功率、使用寿命、耐磨性要求。
maxon EC-max 30电机可适配该场景需求，其具备转矩特性良好、功率高、转速范围大、使用寿命长久的特点；通过在齿轮箱中采用陶瓷零部件，可显著改善关键部件的磨损情况，延长齿轮箱使用寿命，同时增大连续扭矩和瞬时扭矩，提高输入转速，保障自动驾驶车辆的稳定、高效运行，提升仓储物流效率。
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