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当麻省理工学院的科学家将一款新硬件描述为“低成本”时，这个“低成本”与普通爱好者所理解的“低成本”可能大相径庭。[Caden Kraft] 在构建 SCARA 机械臂时，曾为寻找高质量驱动器而苦恼。麻省理工学院的 Mini Cheetah 所使用的驱动器似乎是理想选择，但其价格高达 300 美元。于是，[Caden] 决定自己设计一款价格更低但性能依然出色的驱动器。
[Caden] 设计的驱动器是一种准直接驱动驱动器，它将无刷直流电机与集成齿轮箱结合在一个紧凑高效的封装中。为了让电机中的所有定制部件都能通过 3D 打印制造，[Caden] 决定不采用永磁体的背铁，而是通过排列磁铁形成 Halbach 阵列。根据他的模拟，这种设计的表现几乎与带有背铁的电机相同，同时还减少了转子的惯性，使其更容易反转。
为了增加扭矩，[Caden] 使用了具有摆线齿轮轮廓的行星齿轮箱，这可能是设计的亮点之一。这种设计不仅减少了齿轮间隙，降低了齿上的应力集中，还更容易进行 3D 打印。他找到了一个用于生成行星齿轮箱设计的 Python 程序，并最终创建了一个能够导出 3D 文件的分支。电机的定子是商业购买并手工绕制的，驱动器还集成了一个廉价的嵌入式电机控制器。
为了测试驱动器的性能，[Caden] 安装了一个臂并施加了垂直力。在第一次测试中，驱动器因电流超过电源供应能力而失败。于是，他改用电动汽车电池模块重新测试。这一次，驱动器提供了 29.4 Nm 的扭矩，几乎是他最初目标的三倍，且未受到任何损坏。[Caden] 之所以停止测试，是因为电流达到了 50 A，他认为已经接近硬件的极限。考虑到整个驱动器的制造成本不到 80 美元，他的目标显然已经超额完成。
如果你对这种驱动器的灵感感兴趣，可以参考之前报道过的 Mini Cheetah。此外，还可以看到 这些驱动器 被用于构建其他 四足机器人。
感谢 [Delilah] 提供的线索！
