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：

1. 实现无背隙传动

2. 提供高刚性连接

3. 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。