Las ventajas de usar cajas de engranajes cicloides en robótica

Robot cicloide - con su Caja de Engranajes Cicloidal para mejorar la precisión y la eficiencia. Los sistemas de transmisión por engranajes son ampliamente utilizados en todas las industrias donde los robots deben realizar trabajos muy precisos y repetitivos, y las cajas de engranajes son ejecutores de las articulaciones del robot.

¿Qué es un Engranaje Cicloidal?

¿Por qué importa en el mundo competitivo de la robótica, donde cada paso debe ser precalculado y ejecutado con especificaciones exactas? A diferencia del sistema de engranajes tradicional, tiene un diseño circular que distingue a este caja de velocidades. La caja de velocidades ofrece un alto factor de reducción trabajando con buena suavidad y precisión a través del rotor (un disco circular excéntrico) girando sobre rangos de estator que contienen pinones anulares. La construcción de los engranajes cicloides es tal que trazan casi una trayectoria circular, por lo que son ideales en mecánicas de posicionamiento utilizadas por robots para manipulaciones altamente precisas cuando la tarea requiere niveles extremos de precisión, como en cirugías finas o operaciones de líneas de ensamblaje sofisticadas.

Cómo las Cajas de Velocidades Cicloides Pueden Mejorar el Rendimiento de los Robots

Aunque es fácil decir que los motores, junto con cualquier algoritmo de alto nivel que esté en juego, generan una gran cantidad de par en algún lugar y, en un mundo ideal, todo lo que necesitarías hacer sería transferir esta bondad de lo contrario desperdiciada a la batería en su lugar... Las engranajes planetarios pueden ser más o menos eficientes, pero el componente de pequeño tamaño del cicloide ofrece una ventaja clave ya que tiene una densidad extremadamente alta de potencia y par de salida. Esta característica permite a los robots manejar aplicaciones con cargas pesadas, tiempos de ciclo de proceso más rápidos y menos energía utilizable, lo que a su vez contribuye a un entorno verde. Además, como las cajas de engranajes cicloides son sistemas naturalmente fuertes con una complacencia torsional natural en lugar de articulaciones flexibles u otros mecanismos comprensivos, los robots pueden alcanzar confiablemente su posición objetivo requerida incluso bajo esa carga o cambios súbitos de velocidad.

Fuente: El Año en IA/ML 2020 Una Revolución Silenciosa en la Robótica

Una cosa muy subestimada es la eliminación del ruido, ya sabes, en muchos entornos industriales a los que voy hay tanto ruido, ¿verdad? Y cada vez que visito estos lugares, ¡vaya cómo se hacen las cosas! Pero luego, las empresas más silenciosas suelen estar haciendo cualquier cosa. Las cajas de velocidades tienen engranajes de bajo ruido y, por lo tanto, operan en silencio, cuidando así la salud del personal. Diseñados para proporcionar un rodaje continuo y silencioso, estos administradores de transmisión se consideran seguros para las personas que trabajan cerca, en contraste con los engranajes tradicionales, que son tan vibratorios mientras funcionan. En términos de aplicaciones, esta revolución silenciosa es particularmente útil en aplicaciones donde se desea el sigilo (por ejemplo, drones de vigilancia realizando operaciones encubiertas por la noche) o una huella acústica baja (por ejemplo, equipos médicos dentro de las áreas críticas de los hospitales).

Cycloidal Drives: Sobreviviendo en Entornos Difíciles

Estos robots trabajan principalmente en condiciones ambientales difíciles, como temperaturas altas o bajas, y entornos polvorientos/corrosivos. Están específicamente diseñados para soportar este tipo de maltrato, lo que explica por qué una caja de engranajes cicloidal tiene una fiabilidad increíble. Además, estas cajas de engranajes están fabricadas con materiales de alta resistencia para aumentar su vida útil. También, la carga se distribuye sobre muchos más dientes (el rango de 4-8 probablemente sería el mejor caso?) en comparación con solo dos o tres en las transmisiones manuales convencionales, por lo que los patrones de desgaste son menos simétricos, lo que también hace que duren más. La mayor resistencia se traduce en una mayor duración, lo que requiere menos mantenimiento y resulta en una menor inactividad, mientras que los robots aún pueden mantener un alto nivel de fiabilidad operativa durante condiciones de funcionamiento severas.

Ventajas de la tecnología de caja de engranajes cicloidal para su uso en brazos robóticos

Otra razón para la necesidad de ROI (Retorno de la Inversión) es debido a un mercado competitivo donde cada centavo invertido tiene que valer la pena. Las engranajes en espiral son muy precisos, pero debido al contacto continuo y el desgaste por fricción subsiguiente entre ellos (lo cual aumentará el juego mecánico), hay una limitación en su capacidad de transmisión de potencia, lo que los hace más ruidosos e ineficientes. A pesar de eso, lo que hace atractivos a los reductores cicloides para los fabricantes de robótica es su combinación única de dinámica de operación de velocidad y rendimiento silencioso. Una vez más, las piezas del robot de larga duración se utilizan en estos reductores y también cuentan con un diseño modular a prueba de futuro, que puede adaptarse a nuevas demandas de aplicación. Esto subraya la importancia de usar reductores cicloides para la renovación de robots (especialmente en sectores donde la tecnología robótica está viendo una evolución rápidamente acelerada), ya que es posible optimizar costos de un robot existente, aunque como se ve cuán crucial resulta este uso y no solo los costos de personalización.

En Conclusión: ¿Qué Significa Esto para la Robótica, con Respecto a las Cajas de Velocidades Cicloides?

La precisión de pedidos de esta caja de velocidades para la robótica avanza el diseño de ingeniería más allá de cualquier clase. Los objetivos enablers de un orden sin precedentes para engranajes no sería posible sin ella. Esta caja de velocidades es lo suficientemente fuerte y silenciosa como para sobrevivir en los entornos más arduos, permitiéndoles un uso económico en la investigación marina, una instalación con reservas disminuyentes. Por lo tanto, podría decirse que las cajas de velocidades cicloides seguirán participando en esta continua revolución de la robótica mientras los robots siguen rompiendo los moldes de lo que se puede hacer.