amerikali
Yeni Üye
Harmonik Tahrik: Dönen bir dişli nasıl hassas robot hareketlerini sağlar?
Boston Dynamics'in elektrikli insansı robotu Atlas ve robot köpek Spot'ta, cerrahi robot Da Vinci'de ve ayrıca NASA'nın Curiosity ve Perseverance robotlarında yuvarlanan Harmonic Drive, yüksek torkta mümkün olan en hassas hareketleri elde etmek için kullanılıyor. elektrikli aktüatörler. Fanuc, Kuka ve Universal Robots gibi endüstriyel robotların da harmonik sürücüler olmadan hayal edilmesi zordur. Peki istenilen sallanma hareketini sağlayan dişli neyden yapılmıştır? Peki nasıl çalışıyor?
Reklamcılık
Harmonik sürücülerin başlangıcı birkaç on yıl öncesine dayanmaktadır. 1955 yılında Amerikalı mucit C. Walton Musser tarafından geliştirildi. Çok yaratıcıydı ve hidrolik direksiyon sistemleri, geri tepmesiz tüfekler ve can yelekleri için pnömatik şişirme cihazlarının yanı sıra askeri jet uçakları için fırlatma koltuklarında kullanılan çeşitli geliştirmeler gibi çeşitli patentlere sahipti.
Yapı
İlk harmonik sürücüler ticari olarak ilk kez 1960'ların başında kullanıldı. Bu sadece üç ana bileşenden oluşan bir dişlidir: bir dalga üreteci, esnek bir spline ve dairesel bir spline.
Dalga Jeneratörü hafif eliptiktir ve dış kenarında bir bilyeli yatak halkası bulunur. Sürücü için bir giriş merkezi görevi görür. Flexspline fincan şeklindedir, esnektir ve dış dişlere sahiptir. Bununla birlikte, yalnızca radyal olarak deforme olur, bunun dışında burulma açısından katı kalır. Dairesel spline aslında iç dişlere sahip sert bir halkadır. Flexspline'ın iç dişlerinin sayısı dış dişlerinin sayısından iki fazladır. Her üç bileşen de birbirinin içine itilir ve harmonik sürücüyü oluşturur.
Nasıl çalışır?
Dalga Jeneratörü döner dönmez, esnek elips bir devirde bir yuvarlanma hareketi yaratır ve bu hareket esnek Flexspline'a aktarılır. Sonuç olarak Flexspline'ın dış dişleri herhangi bir zamanda dairesel spline'ın iç dişlerinin yalnızca yüzde 30'una temas eder.
Önerilen editoryal içerik
İzniniz üzerine harici bir YouTube videosu (Google Ireland Limited) buraya yüklenecektir.
Her zaman YouTube videosunu yükle
Şimdi YouTube videosunu indirin
Harmonic Drive SE tanıtım videosunda şanzımanın yapısı ve işlevi anlatılıyor.
Dairesel spline genellikle bir mahfazaya sıkı bir şekilde bağlanır. Sürekli dalga hareketi nedeniyle Flexspline, dönme hareketi tahrik yönüne ters yönde ilerleyen dairesel dişler içerisinde döner.
En küçük alanlarda hassas robot hareketleri
Çok sayıda diş sayesinde Harmonik Tahrik ile çok büyük redüksiyonlar elde edilebilmekte ve bu sayede yüksek torklar elde edilebilmektedir ki bu da robot aktüatörler için bir avantajdır. Ayrıca farklı sayıda diş kullanılarak akla gelebilecek tüm uygulama senaryoları için farklı redüksiyon oranlarına kolaylıkla ulaşılabilir.
Ayrıca böyle bir dişli kutusu, az sayıda bileşeni nedeniyle çok hafif ve kompakttır ve bu da robot aktüatörlerinde kullanımını kolaylaştırır. Ayrıca şanzıman neredeyse hiç bakım gerektirmez ve uzun ömürlüdür. Bu, robotik için gereken güvenilirliği sağlar.
Ancak robotlarda kullanım için çok önemli bir faktör daha vardır: Dişler ve iç dişliler arasında boşluk olmadığından dişli kutusu boşluksuz çalışır. Bu, çok hassas ayarlanmış ve dolayısıyla hassas hareket süreçlerinin bir elektrik motoru kullanılarak uygulanabileceği anlamına gelir. Buna göre harmonik tahrik, robotların elektrikli aktüatörlerinde en küçük hareketlerin bile yüksek hassasiyetle, yüksek torkla ve en küçük alanlarda tekrarlanabilir olmasını sağlamak için kullanılır.
(olb)