一、产品介绍

德国ARIS Nano S 20-30执行器是ARIS公司Nano系列中的高性能微型电动执行器，专为工业自动化场景设计。其核心优势在于“小体积、大扭矩、高可靠性”，采用无刷直流电机（BLDC）与行星齿轮减速机一体化结构，结合闭环位置控制技术，可实现±0.1°的定位精度与毫秒级响应速度。产品通过IP67防护等级认证，支持-20°C至+80°C宽温工作，适用于机器人关节、精密装配线、医疗设备及航空航天等高要求领域，是替代传统气动或液压执行器的理想选择。

二、功能特点

1. 高精度与快速响应

• 定位精度达±0.1°（闭环控制），重复定位精度≤0.05°，满足半导体制造、光学调焦等超精密需求。

• 响应时间仅8ms（空载时≤5ms），比传统步进电机快3倍以上，支持低速爬行（0.1 RPM无抖动）与高速旋转（300 RPM时扭矩衰减≤10%）。

2. 高扭矩与功率密度

• 额定扭矩20 Nm（持续输出），峰值扭矩30 Nm（持续3秒），扭矩重量比达12 Nm/kg（行业平均6-8 Nm/kg）。

• 体积仅120×80×60 mm，功率密度0.5 kW/kg，适合空间受限的安装场景。

3. 耐环境与长寿命

• 全封闭结构（IP67防护等级），通过盐雾测试（48小时无腐蚀），适用于海洋或化工环境。

• 无刷电机设计寿命超50,000小时（MTBF），连续运行24个月无需更换碳刷或润滑脂。

4. 智能控制与兼容性

• 集成17位绝对值编码器（分辨率131,072 CPR），实时反馈位置与速度，消除丢步风险。

• 支持EtherCAT、CANopen、Modbus RTU/TCP及RS-485通信协议，可无缝接入主流PLC或工业PC。

5. 安全与节能

• 内置电流监测模块，过载时自动停机并报警（需外接控制器）。

• 再生制动技术使电机减速时能量回馈至电源，空载功耗≤5W（行业平均10-15W）。

三、选型指南

1. 扭矩与转速需求

• 若应用需长时间输出20 Nm以上扭矩，选择Nano S 20-30（峰值30 Nm）；若扭矩需求≤15 Nm，可选用更小型号Nano S 10-15。

• 需高速旋转（>200 RPM）时，优先选择低减速比型号（如5:1）；需低速高精度（<50 RPM）时，选择高减速比型号（如50:1）。

2. 安装方式与环境

• 水平安装为默认设计，电机轴垂直于地面时无需额外支撑；垂直安装需选配带轴承座的型号（Nano S 20-30-V），防止轴向负载导致变形。

• 工作温度持续≥60°C时，需选配高温润滑脂型号（Nano S 20-30-HT，最高耐受100°C）；接触海水或化学气体时，选择316L不锈钢外壳型号（Nano S 20-30-SS）。

3. 通信与控制需求

• 需微秒级响应（如机器人抓取）时，优先选择EtherCAT通信；若成本敏感，可选RS-485。

• 多轴协同应用（如6轴机械臂）需选配支持CANopen DS-402协议的型号，实现同步运动控制。

4. 扩展功能

• 需增加1路增量式编码器输出（1000 PPR）用于外部速度监测时，可选配编码器扩展模块。

• 需将输出接口转换为其他标准（如NEMA 23或ISO 9409-1-A50）时，可选配过渡法兰。

四、技术参数

• 电机类型：无刷直流电机（BLDC），8极12槽

• 额定电压：24V DC（范围18-36V DC）

• 额定扭矩：20 Nm（持续），30 Nm（峰值，3秒）

• 额定转速：100 RPM（50:1减速比型号），300 RPM（10:1减速比型号）

• 定位精度：±0.1°（闭环），±1°（开环）

• 重复定位精度：≤0.05°

• 防护等级：IP67（主体），IP65（连接器）

• 工作温度：-20°C至+80°C（标准），-40°C至+100°C（高温型）

• 重量：约1.8kg（标准型号，不含附件）

• 通信接口：EtherCAT、CANopen、Modbus RTU/TCP、RS-485

• 认证标准：CE、UL、RoHS、ATEX（可选）

五、产品尺寸

• 标准型号（Nano S 20-30）：120×80×60 mm（含25 mm方轴，90×50 mm M4螺纹）

• 垂直安装型号（Nano S 20-30-V）：120×80×80 mm（含25 mm方轴，90×50 mm M4螺纹）

• 不锈钢外壳型号（Nano S 20-30-SS）：130×90×70 mm（含25 mm方轴，100×60 mm M4螺纹）

六、应用领域

1. 机器人与自动化

• 六轴机械臂关节驱动（替代谐波减速机+伺服电机组合，成本降低40%）。

• 协作机器人（Cobot）末端执行器旋转控制（扭矩限制功能保障人机安全）。

2. 精密制造

• 电子元件插装机（0.1°定位精度确保芯片引脚对齐）。

• 光学镜头调焦系统（300 RPM高速旋转实现快速对焦）。

3. 医疗与生命科学

• 手术机器人关节驱动（IP67防护满足无菌室要求）。

• CT扫描床升降机构（再生制动功能降低能耗）。

4. 能源与交通

• 卫星太阳能板展开机构（轻量化设计，重量仅1.8kg）。

• 无人机云台稳定系统（响应时间8ms，抑制飞行振动）。

5. 其他领域

• 氢燃料电池堆夹紧机构（20 Nm持续扭矩确保密封性）。

• 电动汽车充电枪锁止装置（峰值30 Nm扭矩防止意外断开）。

七、总结

德国ARIS Nano S 20-30执行器以“微型化、高精度、智能化”为核心优势，通过无刷电机与闭环控制的结合，解决了传统执行器在空间受限场景下的性能瓶颈。选型时需重点关注扭矩、转速及通信协议匹配，搭配谐波减速机或振动传感器可进一步扩展应用范围。其广泛应用于机器人、医疗、航空航天及新能源领域，是提升设备自动化水平与可靠性的关键组件。

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