ข้อดีของการใช้กล่องเกียร์ไซโคลอิดในหุ่นยนต์

หุ่นยนต์ไซโคลอิด - พร้อมด้วยเกียร์ไซโคลอิดเพื่อเพิ่มความแม่นยำและความมีประสิทธิภาพ เกียร์ไดรฟ์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในทุกอุตสาหกรรมที่หุ่นยนต์ต้องทำงานซ้ำๆ อย่างแม่นยำ และกล่องเกียร์เป็นผู้ปฏิบัติการของข้อต่อหุ่นยนต์

เกียร์ไซโคลอิดคืออะไร?

แล้วทำไมมันถึงสำคัญในโลกของการสร้างหุ่นยนต์ที่ดุเดือด ซึ่งทุกๆ ก้าวจำเป็นต้องคำนวณล่วงหน้าและปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างแม่นยำ? ไม่เหมือนกับระบบเฟืองแบบดั้งเดิม มันมีการออกแบบเป็นวงกลมที่ทำให้กล่องเฟืองนี้แตกต่างออกไป กล่องเฟืองนี้มอบอัตราการลดความเร็วสูง โดยทำงานได้อย่างลื่นไหลและแม่นยำผ่านโรเตอร์ (จานวงกลมที่หมุนรอบแกนกลาง) ที่หมุนบนช่วงสเตเตอร์ที่รองรับเฟืองลูกปืนวงแหวน การก่อสร้างของเฟืองไซโคลอิดัลมีลักษณะที่สามารถสร้างเส้นทางเกือบจะเป็นวงกลม จึงเหมาะสำหรับกลไกการวางตำแหน่งที่หุ่นยนต์ใช้ในการควบคุมที่แม่นยำมากเมื่อมีงานที่ต้องการระดับความละเอียดสูง เช่น การผ่าตัดที่ละเอียดอ่อนหรือกระบวนการประกอบในสายการผลิตที่ซับซ้อน

วิธีที่กล่องเฟืองไซโคลอิดัลสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของหุ่นยนต์

แม้ว่าจะพูดได้ง่ายว่ามอเตอร์ พร้อมกับอัลกอริทึมระดับสูงที่ทำงานอยู่ จะสร้างแรงบิดจำนวนมากในจุดหนึ่ง และในโลกแบบอุดมคติ สิ่งที่คุณต้องทำก็แค่เก็บพลังงานที่ถูกปล่อยทิ้งไปนี้กลับเข้าสู่แบตเตอรี่แทน... แต่เกียร์ดาวเคราะห์อาจมีประสิทธิภาพมากหรือน้อยแตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ขนาดเล็กของเกียร์ไซโคลยิดมอบข้อได้เปรียบที่สำคัญ เนื่องจากมีพลังงานและความหนาแน่นของแรงบิดสูงมาก คุณสมบัตินี้ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถจัดการกับภาระหนักได้ มีเวลาวงจรกระบวนการเร็วขึ้น และใช้พลังงานน้อยลง ซึ่งช่วยสร้างสภาพแวดล้อมที่สะอาดกว่า นอกจากนี้ เนื่องจากเกียร์ไซโคลยิดเป็นระบบที่แข็งแรงตามธรรมชาติและมีความยืดหยุ่นเชิงแรงบิดโดยไม่ต้องใช้ข้อต่อแบบยืดหยุ่นหรือกลไกอื่นๆ หุ่นยนต์สามารถไปถึงตำแหน่งเป้าหมายได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ภายใต้ภาระหรือการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่กระทันหัน

ที่มา: The Year In AI/ML 2020A Quiet Revolution in Robotics

สิ่งหนึ่งที่ถูกมองข้ามมากคือการลดเสียงรบกวน คุณรู้ไหม ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมหลายแห่งที่ฉันไป มีเสียงดังมากมายจริง ๆ และทุกครั้งที่ฉันไปเยือนสถานที่เหล่านี้ โอ้โห เรื่องราวกำลังดำเนินอย่างไร แต่บริษัทที่ให้บริการเงียบกว่ามักจะไม่ทำอะไรเลย เฟืองทดรอบมีเฟืองที่สร้างเสียงน้อยลงและทำงานอย่างเงียบเช่นนั้นจึงช่วยดูแลสุขภาพของพนักงาน ออกแบบมาเพื่อให้มีการหมุนแบบต่อเนื่องและเงียบสงบ ผู้ดูแลระบบการส่งกำลังเหล่านี้ถือว่าปลอดภัยสำหรับคนที่ทำงานใกล้เคียง โดยตรงข้ามกับเฟืองแบบเดิมที่สั่นสะเทือนมากเมื่อทำงาน ในทางการใช้งาน การปฏิวัติแบบเงียบนี้เหมาะอย่างยิ่งในกรณีที่ต้องการความลับ (เช่น โดรนเฝ้าระวังที่ทำงานในภารกิจลับกลางดึก) หรือต้องการให้มีผลกระทบทางเสียงน้อยที่สุด (เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ภายในเขตสีแดงของโรงพยาบาล)

Cycloidal Drives: รอดชีวิตในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก

หุ่นยนต์เหล่านี้ส่วนใหญ่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เช่น อุณหภูมิสูงหรือต่ำ สภาพที่มีฝุ่นหรือกัดกร่อน พวกมันถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรับมือกับการใช้งานที่รุนแรงเช่นนี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเกียร์ไซโคลอิดถึงมีความน่าเชื่อถืออย่างมาก นอกจากนี้ เกียร์เหล่านี้ยังถูกบรรจุด้วยวัสดุที่ทนทานสูง เพื่อให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น นอกจากนี้ แรงโหลดจะกระจายไปบนฟันเฟืองจำนวนมากกว่า (4-8 อาจเป็นสถานการณ์ที่ดีที่สุด?) เมื่อเทียบกับแค่สองหรือสามฟันในเกียร์ธรรมดา ทำให้ร่องรอยการสึกหรอไม่สมมาตร และยืดอายุการใช้งานได้นานขึ้น ความแข็งแรงพิเศษนี้มาจากอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ซึ่งต้องการการบำรุงรักษาน้อยลง และลดเวลาหยุดทำงานลง โดยที่หุ่นยนต์ยังคงสามารถรักษาความน่าเชื่อถือในการทำงานระดับสูงในสภาพการทำงานที่รุนแรง

ข้อดีของการใช้เทคโนโลยีเกียร์ไซโคลอิดในแขนหุ่นยนต์

อีกเหตุผลหนึ่งสำหรับความจำเป็นของ ROI (Return on Investment) เนื่องมาจากตลาดที่มีการแข่งขันสูง ซึ่งเงินลงทุนทุกบาทต้องคุ้มค่า เฟืองเกลียวหมุนเวียนแม่นยำมาก แต่มีข้อจำกัดเนื่องจากการสัมผัสอย่างต่อเนื่องและการเสียดทานระหว่างเฟือง (ซึ่งจะเพิ่มช่องว่างกลไก) ส่งผลให้มีข้อจำกัดในการถ่ายโอนพลังงาน และทำให้เกิดเสียงดังและไม่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ สิ่งที่ทำให้กล่องเกียร์ไซคลอยดอลน่าสนใจสำหรับผู้ผลิตหุ่นยนต์คือการผสมผสานที่ไม่เหมือนใครของพลวัตการปฏิบัติงานและความเงียบของการทำงาน อีกทั้งยังใช้ชิ้นส่วนหุ่นยนต์ที่คงทนในกล่องเกียร์เหล่านี้ และยังออกแบบแบบโมดูลาร์ที่รองรับอนาคตได้ดี ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของแอปพลิเคชันใหม่ๆ ได้ นี่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการใช้กล่องเกียร์ไซคลอยดอลสำหรับการติดตั้งใหม่ของหุ่นยนต์ (โดยเฉพาะในภาคส่วนที่เทคโนโลยีหุ่นยนต์กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว) เพราะสามารถลดต้นทุนของหุ่นยนต์ที่มีอยู่แล้วได้ อย่างไรก็ตาม การใช้งานนี้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าแค่การปรับแต่งตามความต้องการ

สรุป: สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรสำหรับหุ่นยนต์ เมื่อพิจารณาถึงเกียร์ไซโคลอิด?

ความแม่นยำในการสั่งงานของเกียร์นี้สำหรับหุ่นยนต์ก้าวหน้าไปมากกว่ากลุ่มใด ๆ เป้าหมายที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับเฟืองโดยไม่มีมัน เกียร์นี้แข็งแรงและเงียบพอที่จะทนต่อสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากที่สุด ทำให้สามารถใช้งานได้อย่างประหยัดในงานวิจัยทางทะเล -- การใช้งานที่กำลังลดลงของทรัพยากร ดังนั้น อาจกล่าวได้ว่าเกียร์ไซโคลอิดจะยังคงมีบทบาทในปฏิวัติวงการหุ่นยนต์นี้ต่อไป เพราะหุ่นยนต์ยังคงพลิกโฉมสิ่งที่สามารถทำได้