協作機器人的電機選型需兼顧安全性、靈活性、輕量化三大核心特性，與工業機器人相比，對力矩控制精度、動態響應速度和人機交互安全性要求更高。
一、選型核心原則
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輕量優先：協作機自重小、負載輕，優先低壓伺服電機（48V/24V）
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高扭矩低轉速：關節低速大扭矩，直驅 / 減速一體化電機最優
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安全柔性：支持力矩傳感、過載限流、碰撞停機
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體積極小：內置關節內部，扁平、細長緊湊結構
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閉環精準：高精度編碼器，滿足 ±0.02mm 重復定位
二、先確定基礎參數
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額定電壓
主流協作機器人統一：DC48V（最通用）
小型桌面款：DC24V
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負載等級劃分
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3kg 及以下：輕載小型協作
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5–10kg：通用主流協作
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12–20kg：重載協作
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關節分布
底座 1 軸、大臂 2 軸、小臂 3 軸力矩最大；手腕 4/5/6 軸力矩最小
三、電機核心選型參數
1. 額定扭矩 & 峰值扭矩
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1/2/3 大關節
額定扭矩：15~40 N·m
峰值扭矩：額定 1.8~2.2 倍（啟停、抬升重物用）
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4/5/6 手腕關節
額定扭矩：3~12 N·m
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經驗公式：
關節所需扭矩 = 負載重心力臂 × 總重量 × 安全系數 1.5~2.0
2. 轉速
協作關節轉速極低
額定轉速：1000~3000rpm
經諧波減速器減速后，末端轉速滿足產線節拍即可
3. 功率快速匹配
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大關節電機功率：1.6KW ~ 12.6KW
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手腕小關節功率：0.3KW ~ 3.8KW
市面通用協作電機集中：400W~1500W
4. 減速器搭配（電機必配）
協作機器人只用諧波減速器
速比常用：50:1、80:1、100:1
電機小高速 + 諧波大減速 = 關節大扭矩
5. 編碼器要求
必須：多圈絕對值編碼器
斷電不掉原點，開機直接運行，無需回零
6. 力矩傳感（協作必備）
電機內置 / 外置力矩傳感器
實現：拖拽示教、碰撞急停、柔性浮動、力控裝配
無力度傳感≠標準協作機器人
四、按負載直接套用選型（最快）
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3kg 小型協作
電壓 48V，單關節電機400W~750W，扭矩 8~18N?m
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5~10kg 通用協作（最常用）
電壓 48V，大關節750W~1000W，扭矩 20~35N?m
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12~20kg 重載協作
電壓 48V，大關節1000W~1500W，扭矩 35~45N?m
五、電氣與通訊選型
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驅動方式：伺服驅動器一體化集成（關節集成驅動最省空間）
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通訊協議：主流 EtherCAT（高速同步）
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制動：帶電磁抱閘，斷電鎖死關節不下墜
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溫控：內置溫度探頭，過熱降功率保護
六、避坑要點
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不要選用高壓 220V 工業伺服，體積大、不安全、不適合協作
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只看功率不看扭矩，協作優先扭矩
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無抱閘電機不能用于垂直關節，會溜臂
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不選增量編碼器，必須絕對值
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焊接、搬運重載場景，扭矩安全系數拉到 2.0 以上
協作機器人電機統一選48V 低壓一體化伺服電機，大關節偏大扭矩、小關節輕量化，搭配諧波減速器 + 絕對值編碼器 + 力矩傳感，滿足拖拽示教、安全碰撞、高精度定位三大核心需求。