机器人关节模组中的“隐形冠军”：摩擦垫片的实战价值与技术突破
发布时间：2025-11-12 16:32:06 分类：营销学堂
一、 摩擦垫片在关节模组中的核心作用
简单来说，摩擦垫片的核心作用是通过高摩擦系数界面，将螺栓的轴向预紧力高效地转化为巨大的径向摩擦力矩，用以传递扭矩和承受负载，同时消除连接件之间的微观间隙和相对运动。
其核心价值可概括为三点：
实现无背隙传动
提供高刚性连接
保护核心精密部件
二、 摩擦垫片在关节模组中的具体应用位置
摩擦垫片通常被应用在关节模组中以下几个最关键的连接界面：
1. 谐波减速器输出端与臂杆的连接
位置： 位于谐波减速器的柔轮与机器人臂杆（或输出法兰） 之间。
功能需求： 这是关节模组中扭矩输出最大、受力最复杂的部位之一。连接必须绝对可靠，不能有任何转动间隙（背隙），否则将直接导致机器人末端抖动和定位精度丧失。
传统方案缺陷： 花键连接存在微米级侧隙，且占用空间大；过盈配合装配困难，易损伤柔轮。
摩擦垫片解决方案：
在柔轮端面与臂杆连接法兰之间加入一片环形摩擦垫片。
通过周向均布的螺栓施加精确的预紧力，巨大的摩擦力矩足以对抗机器人的最大输出扭矩。
结果： 实现了完全无背隙的扭矩传递，结构极其紧凑，且便于拆卸维护。
2. 电机轴与减速器输入端的连接
位置： 位于伺服电机轴与减速器（通常是波发生器） 的输入孔之间。
功能需求： 需要高效、无背隙地将电机扭矩传递到减速器。此处的背隙会被减速比放大，严重影响控制精度。
传统方案缺陷： 常用键连接或胀紧套。键连接存在背隙；胀紧套结构相对复杂，成本较高。
摩擦垫片解决方案：
将摩擦垫片置于电机轴法兰与减速器输入法兰之间，或采用套筒式摩擦衬套插入连接孔内。
螺栓预紧后，摩擦力矩直接传递电机扭矩。
结果： 连接简单紧凑，彻底消除传动链前端的背隙，提升系统刚性。
3. 制动器与电机壳体的连接
位置： 位于制动器法兰与电机壳体之间。
功能需求： 确保制动器壳体固定可靠，在频繁启停和振动下不产生位移。
摩擦垫片解决方案：
使用摩擦垫片可以防止结合面因振动而松动，确保制动器位置的绝对稳定。
4. 轴承预紧与固定
位置： 在需要高刚性支撑的轴承座中，位于轴承外圈或内圈的压紧端面。
功能需求： 消除轴承游隙，实现精确的预紧，提高主轴刚性。
摩擦垫片解决方案：
使用摩擦垫片可以确保预紧力在长期振动下不衰减，维持恒定的轴承预紧状态。
三、 摩擦垫片带来的核心优势总结
在关节模组这一特定场景下，摩擦垫片的应用优势尤为突出：
极致紧凑化： 无需花键、键槽等占用径向空间的结构，允许法兰盘设计得更小，直接导致关节模组直径缩小，实现更高的功率密度。
零背隙与高刚性： 提供纯粹的面接触，消除了由配合公差和磨损产生的微小间隙，显著提高关节的扭转刚度和位置精度。
阻尼防松与抗微动磨损： 垫片材料能吸收振动能量，防止螺栓连接自发松动。同时，作为牺牲层，它承受了连接界面间的微幅相对运动（微动），保护了昂贵的谐波减速器柔轮和电机轴等核心零件，大幅延长其使用寿命。
简化设计与装配： 标准化和简单的“螺栓+垫片”连接方式，降低了零件的加工精度要求，简化了装配流程，提高了生产效率和可维护性。
四、 以DAOLER®金刚石摩擦垫片为例的技术演进
以DAOLER®金刚石摩擦垫片为例，其技术先进性将上述优势发挥到了新高度：
更高的摩擦系数（μ > 0.20）： 意味着在相同预紧力下能传递更大扭矩，或在传递相同扭矩时允许使用更小的螺栓和更薄的法兰。
超凡的抗压强度与耐磨性： 能承受超过300MPa的面压，确保在机器人极端负载下连接性能不衰退，其超长寿命等同于关节模组的设计寿命。
卓越的热稳定性： 性能不随关节内部温度变化而波动，为高速、高负载运行的机器人提供了全天候的可靠性保障。
结论
在高度集成化的机器人关节模组中，摩擦垫片已从一个简单的功能性零件，升华为一项决定模组性能边界的关键技术。它通过精妙的摩擦学原理，解决了紧凑空间内高可靠性动力传递的工程难题，是推动机器人向更小巧、更精准、更强劲方向发展的“隐形功臣”。选择高性能的摩擦垫片，如DAOLER®金刚石摩擦垫片，已成为高端机器人关节模组设计的不二之选。