Die Vorteile der Verwendung von Zykloidalgetrieben in der Robotik

Zykloidalroboter - mit seinem Zykloidalgetriebe, um Präzision und Effizienz zu steigern. Getriebetriebe werden in allen Branchen weitgehend eingesetzt, in denen Roboter sehr präzise wiederholende Arbeiten ausführen müssen, und Getriebe sind die Ausführelemente einer Roboterachse.

Was ist ein Zykloidalgetriebe?

Warum ist es also in der wettkampfintensiven Welt der Robotik von Bedeutung, wo jeder einzelne Schritt vorab berechnet und mit exakten Spezifikationen ausgeführt werden muss? Im Gegensatz zum traditionellen Getriebesystem verfügt es über ein kreisförmiges Design, das dieses Getriebe hervorhebt. Das Getriebe bietet einen hohen Verkleinerungsfaktor mit guter Glätte und Genauigkeit durch den Rotor (ein exzentrischer kreisförmiger Scheibenrotor), der sich auf Statorbereichen befindet, die ringförmige Pinionen halten. Die Bauweise der Zykloidalgetriebe ist so, dass sie fast eine Kreisbahn beschreiben und daher ideal für Positionierungsmechanismen sind, die von Robotern bei hochgenauen Manipulationen eingesetzt werden, wenn die Aufgabe äußerste Präzision erfordert, wie bei feiner Chirurgie oder komplexen Fertigungslinienoperationen.

Wie Zykloidalgetriebe die Leistungsfähigkeit von Robotern verbessern können

So sehr es auch einfach klingt, dass die Motoren, zusammen mit welchen hochentwickelten Algorithmen auch immer im Einsatz sind, irgendwo eine Menge Drehmoment erzeugen und in einer idealen Welt alles, was man tun müsste, dieses ansonsten verschwendete Gut in die Batterie umzuleiten... Die Planetengetriebe könnten mehr oder weniger effizient sein, aber das kleine Ausmaß der Komponenten eines Zykloidalgetriebes bietet einen entscheidenden Vorteil, da es extrem hohe Leistungsdichte und Ausgangsdrehmoment aufweist. Diese Eigenschaft ermöglicht es Robotern, schwere Lastanwendungen zu bewältigen, schnellere Prozesszyklen und weniger nutzbare Energie, was wiederum eine umweltfreundlichere Lösung schafft. Darüber hinaus sind Zykloidalgetriebe natürliche robuste Systeme mit natürlicher Torsionskompatibilität anstatt Gelenke oder andere kompatible Mechanismen, sodass Roboter ihre erforderliche Zielposition zuverlässig erreichen können, selbst unter Belastung oder plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen.

Quelle: The Year In AI/ML 2020A Eine stille Revolution in der Robotik

Eine sehr unterbewertete Sache ist wirklich die Geräuschunterdrückung, wissen Sie, in vielen industriellen Umgebungen, in die ich komme, gibt es einfach so viel Lärm – und jedes Mal, wenn ich diese Standorte besuche, wow, wie Dinge erledigt werden. Aber dann leisten die stilleren Anlagen meistens alles. Die Getriebe haben leisere Zahnriemen und arbeiten somit schalldämpfend, wodurch die Gesundheit der Mitarbeiter geschützt wird. Sie sind darauf ausgelegt, eine ruhige, kontinuierliche Bewegung zu ermöglichen, und gelten als sicher für Personen, die in der Nähe arbeiten, im Gegensatz zu traditionellen Zahnrädern, die stark vibrieren, während sie arbeiten. Im Hinblick auf Anwendungen ist diese stille Revolution besonders nützlich in Bereichen, in denen Heimlichkeit (z. B. Überwachungsdrohnen, die nachts geheime Operationen durchführen) oder ein geringer akustischer Fußabdruck gewünscht sind (z. B. Medizingeräte innerhalb von Sperrzonen in Krankenhäusern).

Zykloidalgetriebe: In anspruchsvollen Umgebungen bestehen

Diese Roboter arbeiten größtenteils in rauen Umweltbedingungen, wie hohe oder niedrige Temperaturen, staubige/korrosive Umgebungen. Sie sind speziell darauf ausgelegt, diesen Art von Belastung standzuhalten, was den Grund für die erstaunliche Zuverlässigkeit einer Zykloidalgetriebe ausmacht. Darüber hinaus werden diese Getriebe in hochwertigen Materialien verpackt, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Auch wird die Belastung auf viel mehr Zähne verteilt (die 4-8 würden wahrscheinlich den besten Fall darstellen?) im Vergleich zu nur zwei oder drei in konventionellen Schaltgetrieben, wodurch die Verschleißmuster weniger symmetrisch sind, was sie ebenfalls länger halten lässt. Die zusätzliche Stärke zeigt sich in der Form einer verlängerten Lebensdauer, die weniger Wartung erfordert und zu einer reduzierten Downtime führt - während die Roboter weiterhin ein hohes Maß an Betriebszuverlässigkeit bei rauen Betriebsbedingungen aufrechterhalten können.

Vorteile der Zykloidalgetriebetechnik zur Verwendung in Robotarmen

Ein weiterer Grund für die Notwendigkeit des ROI (Return on Investment) liegt an einem wettbewerbsintensiven Markt, in dem jeder investierte Penny von Bedeutung ist. Die Spiralrädchen sind sehr genau, aber aufgrund des ständigen Kontakts und der daraus resultierenden Reibungsverschleiß zwischen ihnen (was das mechanische Spiel vergrößern wird), gibt es eine Begrenzung ihrer Leistungsfähigkeit bei der Kraftübertragung, was sie geräuschvoller und weniger effizient macht. Trotzdem ist es das, was cycloidal Getriebe für Hersteller robottischer Systeme attraktiv macht: Ihre einzigartige Kombination aus Geschwindigkeitsdynamik und leiser Betriebsführung. Ein weiteres Mal werden hierbei langlebige Roboterkomponenten eingesetzt, die auch ein zukunftssicheres modulares Design aufweisen, welches sich an neue Anforderungen anpassen lässt. Dies unterstreicht die Bedeutung der Verwendung von cycloidal Getrieben bei der Modernisierung von Robotern (insbesondere in Sektoren, in denen Roboter-Technologie einen besonders schnellen Wandel durchmacht), da es möglich ist, bereits existierende Roboter kostenoptimiert zu nutzen. Wie man sieht, wird der Einsatz jedoch wesentlich kritischer als reine Anpassungskosten.

Zusammenfassung: Was bedeutet dies für die Robotik im Bezug auf Zykloidengetriebe?

Die Bestellgenauigkeit dieses Getriebes für Roboter fördert den Ingenieurdesign mehr als jede andere Klasse. Zielsetzung der Erzeugung einer bislang einzigartigen Ordnung von Zahnradanwendungen ohne es. Dieses Getriebe ist stark und leise genug, um selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen zu überleben, was deren wirtschaftliche Nutzung in der Meeresforschung ermöglicht – eine Anwendung mit schrumpfenden Ressourcen. Daher kann man sicher sagen, dass Zykloidengetriebe weiterhin an dieser laufenden Robotikrevolution teilnehmen werden, da Roboter immer noch die Grenzen dessen, was möglich ist, sprengen.