Преимущества использования циклоидальных редукторов в робототехнике

Циклоидальный робот — с его циклоидальным редуктором для повышения точности и эффективности. Редукторы широко используются во всех отраслях промышленности, где роботам нужно выполнять очень точную повторяющуюся работу, а редукторы являются исполнительными механизмами роботизированных сочленений.

Что такое циклоидальный редуктор?

Так почему это имеет значение в жестоком мире робототехники, где каждый шаг должен быть заранее просчитан и выполнен с точностью до мелочей? В отличие от традиционной системы зубчатых передач, у этой коробки передач есть круглый дизайн, который её выделяет. Коробка передач обеспечивает высокий коэффициент редукции, работая плавно и точно благодаря ротору (эксцентричному круглому диску), который вращается вокруг статора, содержащего кольцевые шестерни. Конструкция циклоидальных зубчатых передач такова, что они описывают почти круговую траекторию движения, что делает их идеальными для механики позиционирования, используемой роботами для высоко точного манипулирования, когда задача требует экстремальной точности, например, при тонкой хирургии или сложных операциях на конвейере.

Как циклоидальные редукторы могут повысить производительность роботов

Насколько это просто сказать, что двигатели, вместе с какими бы то ни было высокоуровневыми алгоритмами, выдают огромный крутящий момент где-то, и в идеальном мире все, что вам нужно было бы сделать, — это перенаправить эту иначе потерянную энергию обратно в батарею... Планетарные передачи могут быть более или менее эффективными, но компактный размер циклоидального редуктора предлагает ключевое преимущество: он обладает чрезвычайно высокой плотностью мощности и крутящего момента. Эта особенность позволяет роботам справляться с тяжелыми нагрузками, ускорять цикл обработки и использовать меньше энергии, что, в свою очередь, способствует экологичности. Кроме того, поскольку циклоидальные редукторы являются естественно прочными системами с естественной кручением вместо гибких соединений или других комплиантных механизмов, роботы могут надежно достигать своей целевой позиции даже при такой нагрузке или внезапных изменениях скорости.

Источник: Год в ИИ/ML 2020: Тихая революция в робототехнике

Очень недооцененной вещью является устранение шума, знаете ли, во многих промышленных средах, куда я хожу, там просто так много шума - и каждый раз, когда я посещаю эти места, ох как выполняется работа, но затем более тихие сервисные компании обычно делают что угодно. Редукторы имеют менее шумные зубчатые колеса и, следовательно, работают бесшумно, тем самым заботясь о здоровье сотрудников. Разработаны для обеспечения тихого непрерывного движения, эти передаточные механизмы считаются безопасными для людей, работающих поблизости, в отличие от традиционных зубчатых колес, которые очень вибрируют при работе. С точки зрения применения, эта бесшумная революция особенно полезна в случаях, где требуется скрытность (например, наблюдательные дроны, проводящие тайные операции ночью) или низкий акустический след (например, медицинское оборудование в красной зоне больничных помещений).

Циклоидальные редукторы: Выживание в сложных условиях

Эти роботы в основном работают в сложных климатических условиях, таких как высокая или низкая температура, пыльная/коррозионная среда. Они специально предназначены для того, чтобы выдерживать такой вид нагрузки, и именно поэтому циклоидальная коробка передач обладает невероятной надежностью. Кроме того, эти редукторы изготовлены из материалов повышенной прочности, что увеличивает их срок службы. Также нагрузка распределяется по большему количеству зубьев (4-8 вероятно будут лучшим вариантом?) по сравнению с двумя или тремя в обычных механических коробках передач, поэтому износ менее симметричен, что также увеличивает их долговечность. Дополнительная прочность проявляется в виде увеличенного срока службы, что требует меньшего обслуживания и приводит к снижению простоев - при этом роботы могут сохранять высокий уровень операционной надежности даже в суровых условиях эксплуатации.

Преимущества использования циклоидальной коробки передач в роботизированных манипуляторах

Еще одной причиной необходимости расчета ROI (Return on Investment) является конкурентный рынок, где каждый вложенный цент должен быть оправдан. Конические шестерни очень точные, но из-за постоянного контакта и последующего трения между ними (что увеличивает механические зазоры), существует ограничение их способности передавать мощность, что делает их более шумными и менее эффективными. Несмотря на это, то, что делает циклоидальные редукторы привлекательными для производителей роботов, — это их уникальная комбинация динамики скорости работы и тихой производительности. Более того, долговечные компоненты робота используются в этих редукторах, а также применяется модульный дизайн, который можно адаптировать под новые требования приложений. Это подчеркивает важность использования циклоидальных редукторов для модернизации роботов (особенно в секторах, где технология робототехники развивается особенно быстро), поскольку возможно оптимизировать стоимость уже существующего робота, хотя становится очевидно, насколько критически важно использовать это не только для простой кастомизации, но и для снижения затрат.

Вывод: Что это значит для робототехники с точки зрения циклоидальных редукторов?

Точность заказа этого редуктора для робототехники продвигает инженерный дизайн больше, чем любой другой класс. Объективные ускорители достижения беспрецедентного порядка для шестерен невозможны без него. Этот редуктор достаточно прочный и бесшумный, чтобы выжить в самых суровых условиях, позволяя использовать его экономически эффективно в морских исследованиях — области с истощающимися ресурсами. Следовательно, можно с уверенностью сказать, что циклоидальные редукторы продолжат участвовать в этой продолжающейся робототехнической революции, поскольку роботы все еще ломают шаблоны того, что может быть сделано.