Những Ưu Điểm Của Việc Sử Dụng Hộp Số Cycloidal Trong Robot

Robot Cycloidal - với Hộp Số Cycloidal của nó để tăng độ chính xác & hiệu quả. Các hệ thống truyền động bằng bánh răng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp nơi mà robot phải thực hiện công việc lặp đi lặp lại một cách chính xác, và hộp số là bộ thực thi khớp robot.

Hộp Số Cycloidal Là Gì?

Vậy tại sao điều này lại quan trọng trong thế giới robot học khốc liệt, nơi mỗi bước đi đều phải được tính toán và thực hiện chính xác? Khác với hệ thống bánh răng truyền thống, nó có thiết kế hình tròn làm cho hộp số này trở nên độc đáo. Hộp số cung cấp tỷ lệ giảm cao với độ mượt mà và chính xác tốt thông qua rotor (một đĩa tròn lệch tâm) quay trên phạm vi stator giữ các bánh răng hình vành khăn. Cách xây dựng của các bánh răng cycloidal là như vậy để chúng tạo ra gần như một đường tròn, do đó rất phù hợp trong cơ chế định vị được sử dụng bởi robot cho thao tác chính xác cao khi nhiệm vụ đòi hỏi mức độ chính xác cực kỳ như phẫu thuật tinh tế hoặc hoạt động trên dây chuyền lắp ráp phức tạp.

Cách Hộp Số Cycloidal Có Thể Nâng Cao Hiệu Suất Robot

Dù rằng dễ nói rằng các động cơ, cùng với bất kỳ thuật toán cấp cao nào đang hoạt động, tạo ra một lượng lớn mô-men xoắn ở đâu đó và trong thế giới lý tưởng, tất cả những gì bạn cần làm là chuyển đổi lượng năng lượng này, vốn bị lãng phí, vào pin thay vì... Các bánh răng hành tinh có thể hiệu quả hơn hoặc kém hơn, nhưng kích thước nhỏ của hộp số cycloidal cung cấp một lợi thế quan trọng vì nó có mật độ công suất và mô-men xoắn đầu ra cực kỳ cao. Đặc điểm này cho phép robot xử lý các ứng dụng tải nặng, thời gian chu kỳ quy trình nhanh hơn và sử dụng ít năng lượng hơn, điều này giúp bảo vệ môi trường. Hơn nữa, do hộp số cycloidal là các hệ thống tự nhiên mạnh mẽ với sự tuân thủ xoắn tự nhiên thay vì khớp uốn lượn hoặc các cơ chế tuân thủ khác, robot có thể đáng tin cậy đạt được vị trí mục tiêu yêu cầu ngay cả dưới tải hoặc khi có sự thay đổi tốc độ đột ngột.

Nguồn: Năm Trong AI/ML 2020 - Một Cuộc Cách Mạng Im Lặng Trong Robot

Một điều rất ít được trân trọng là việc loại bỏ tiếng ồn, bạn biết đấy, trong nhiều môi trường công nghiệp mà tôi đến, có quá nhiều tiếng ồn - và mỗi lần tôi ghé thăm những địa điểm này, ôi trời, mọi thứ đang được thực hiện như thế nào nhưng sau đó các công ty dịch vụ yên tĩnh hơn thường không làm gì cả. Các hộp số có bánh răng tạo ra tiếng ồn thấp hơn và do đó hoạt động im lặng, từ đó chăm sóc sức khỏe của nhân viên. Được thiết kế để cung cấp một chuyển động liên tục nhẹ nhàng, các bộ truyền động này được coi là an toàn cho người lao động gần đó, trái ngược với các bánh răng truyền thống vốn rung lắc mạnh khi hoạt động. Về ứng dụng, cuộc cách mạng yên tĩnh này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng cần sự tàng hình (ví dụ: máy bay không người lái giám sát thực hiện nhiệm vụ bí mật vào ban đêm) hoặc có dấu chân âm thanh thấp được mong muốn (ví dụ: thiết bị y tế trong khu vực đỏ của bệnh viện).

Cycloidal Drives: Sinh tồn trong môi trường khắc nghiệt

Những robot này chủ yếu hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao hoặc thấp, môi trường nhiều bụi/bị ăn mòn. Chúng được thiết kế đặc biệt để có thể chịu đựng loại áp lực này, đó là lý do tại sao hộp số cycloidal có độ tin cậy tuyệt vời đến vậy. Hơn nữa, các hộp số này được chế tạo từ vật liệu chịu tải cao để tăng tuổi thọ. Ngoài ra, lực tải được phân bổ trên nhiều răng hơn (tình huống tốt nhất có thể là 4-8?) so với chỉ hai hoặc ba răng trong hộp số sàn thông thường, vì vậy các mẫu mòn không đối xứng, điều này cũng làm cho chúng bền hơn. Độ mạnh mẽ thêm vào được thể hiện qua việc tăng tuổi thọ, yêu cầu bảo trì ít hơn và dẫn đến thời gian ngừng hoạt động giảm - tất cả trong khi robot vẫn duy trì mức độ tin cậy vận hành cao trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt.

Ưu điểm của công nghệ hộp số cycloidal khi sử dụng trong cánh tay robot

Lý do khác cho sự cần thiết của ROI (Return on Investment) là do thị trường cạnh tranh, nơi mỗi đồng tiền đầu tư phải xứng đáng. Các bánh răng vít rất chính xác, nhưng do tiếp xúc liên tục và ma sát mài mòn giữa chúng (điều này sẽ làm tăng độ trống cơ học), có giới hạn về khả năng truyền công suất của chúng, khiến chúng ồn ào và kém hiệu quả. Dù vậy, điều làm cho hộp số cycloidal trở nên hấp dẫn đối với các nhà sản xuất robot là sự kết hợp độc đáo giữa động lực vận hành tốc độ và hiệu suất yên tĩnh. Một lần nữa, các bộ phận robot bền bỉ được sử dụng trong những hộp số này và cũng sử dụng thiết kế mô-đun tiên tiến, có thể thích ứng với các yêu cầu ứng dụng mới. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng hộp số cycloidal để nâng cấp robot (đặc biệt trong các lĩnh vực mà công nghệ robot đang phát triển nhanh chóng), vì có thể tối ưu hóa chi phí cho một robot đã tồn tại, tuy nhiên bạn có thể thấy việc sử dụng này quan trọng như thế nào so với chỉ đơn thuần là tùy chỉnh chi phí.

Kết luận: Điều này có ý nghĩa gì đối với ngành rô-bốt, liên quan đến hộp số cycloidal?

Độ chính xác khi đặt hàng của hộp số này cho rô-bốt đã thúc đẩy thiết kế kỹ thuật hơn bất kỳ hạng mục nào. Mục tiêu hỗ trợ của một thứ tự chưa từng có cho các bánh răng mà không có nó. Hộp số này đủ mạnh mẽ và yên tĩnh để tồn tại trong những môi trường khắc nghiệt nhất, cho phép sử dụng kinh tế trong nghiên cứu biển -- một lĩnh vực sử dụng với nguồn dự trữ đang cạn kiệt. Do đó, có thể nói rằng hộp số cycloidal sẽ tiếp tục tham gia vào cuộc cách mạng rô-bốt đang diễn ra khi các rô-bốt vẫn đang phá vỡ khuôn mẫu của những điều có thể làm được.