觸覺反饋中的微型齒輪傳動和行星齒輪傳動
發(fā)布于:2020-11-03 11:27:28 點(diǎn)擊量:
行星齒輪減速機(jī)比其他齒輪減速機(jī)具有更大的應(yīng)用優(yōu)勢,包括多個(gè)運(yùn)動組合、功率密度、緊湊裝置的大減量以及純扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。行星減速機(jī)也提高了整體設(shè)計(jì)效率。每級損耗不超過3%,因此機(jī)組傳輸?shù)哪芰孔疃?,可用于生產(chǎn)性運(yùn)動輸出。另一方面,在伺服系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí),慣性也是一個(gè)很重要的問題。
考慮一個(gè)微型行星齒輪減速機(jī)的應(yīng)用?,F(xiàn)代的新齒輪行星減速機(jī)系列超性能,可配置驅(qū)動組件的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。具有:標(biāo)準(zhǔn)金屬行星銷、陶瓷行星銷,提高扭矩和壽命、降低噪音和減小齒隙、用于高功率和增加扭矩容量、以流暢的背部駕駛性能和最高的效率實(shí)現(xiàn)超高性能。
行星齒輪已經(jīng)在太空領(lǐng)域和一級方程式賽車上運(yùn)行,以提供高扭矩、堅(jiān)固性和效率。通常,微型齒輪總成在涂有潤滑脂的鋼或陶瓷銷(充當(dāng)簡單的滑動軸承)上旋轉(zhuǎn)行星輪和齒輪。相比之下,齒輪總成實(shí)際上在這些旋轉(zhuǎn)軸上包括了微小的滾針軸承-用于滾動而不是滑動摩擦(以及更少的摩擦和熱量產(chǎn)生)。
圖為航空航天應(yīng)用設(shè)計(jì)的22毫米直徑的行星減速機(jī) 以上三級總成效率高達(dá)90%,遠(yuǎn)高于同類設(shè)計(jì)的70%左右。因此,如果安裝了其他完全相同的電機(jī)和控制器,整個(gè)系統(tǒng)可以在輸出時(shí)輸出30%以上的轉(zhuǎn)矩和功率?;蛘咝枰?3%的輸入來產(chǎn)生給定的輸出。如果電機(jī)碰巧是有刷電機(jī),則可以延長電刷和整個(gè)系統(tǒng)的壽命。再加上更高效的傳動裝置,讓電機(jī)在效率與轉(zhuǎn)矩曲線上的更高位置運(yùn)行?;蛘咴试S使用更小更輕的電機(jī)和控制電子設(shè)備。這樣一個(gè)小部件的效率在電池驅(qū)動的運(yùn)動設(shè)計(jì)中特別有用。
在行星輪軸上有一個(gè)滾針軸承(而不是滑動軸承)意味著總成運(yùn)行起來也更酷…這對手持醫(yī)療器械很有幫助。
冷卻操作也延長了齒輪總成潤滑油的使用壽命-通過磨損的金屬顆粒和潤滑油的粘合,熱應(yīng)力和磨損性能更小…因此,行星齒輪減速機(jī)的使用壽命比同類競爭產(chǎn)品長11倍。
行星齒輪減速機(jī)在觸覺(力反饋)應(yīng)用方面也很出色,因?yàn)樗交霓D(zhuǎn)動行星齒輪允許重復(fù)的反向驅(qū)動能力,即從減速機(jī)輸出側(cè)轉(zhuǎn)動軸。因此,通過電機(jī)的轉(zhuǎn)矩反饋在齒輪裝置的輸入上始終與負(fù)載成比例。傳統(tǒng)制造的行星齒輪頭不能保證平穩(wěn)的后驅(qū)動能力或通過變速箱的一致載荷解釋,因?yàn)樾什▌?,變速箱?nèi)部之間的可變公差疊加以及行星齒輪可能翹起。
考慮一個(gè)特定的觸覺應(yīng)用-電子電傳飛行控制。在這些系統(tǒng)中,飛行員的轉(zhuǎn)向動作不是通過傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓執(zhí)行器來傳遞的。相反,電子傳輸是通過操縱桿控制柱中的感覺(力反饋)馬達(dá)組件來實(shí)現(xiàn)的。這種觸覺產(chǎn)生的馬達(dá)總成受益于變速箱能夠平滑的向后駕駛,同時(shí)根據(jù)操縱桿的位置產(chǎn)生扭矩和力。
觸覺的另一個(gè)應(yīng)用是用于微創(chuàng)和遠(yuǎn)程手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人。通過這些機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生會動態(tài)地、即時(shí)地感受到與機(jī)器人末端執(zhí)行器施加的力相等的力。在這里,減速機(jī)與平滑的背部駕駛是必不可少的。齒輪總成提供此參數(shù),即使在需要兩個(gè)或三個(gè)行星級的齒輪傳動比的軸上也是如此。傳統(tǒng)的齒輪傳動表現(xiàn)出不均勻或粘滯回駕駛性能,在這些機(jī)器人中存在機(jī)械噪音和無法使用的問題。
考慮一個(gè)微型行星齒輪減速機(jī)的應(yīng)用?,F(xiàn)代的新齒輪行星減速機(jī)系列超性能,可配置驅(qū)動組件的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。具有:標(biāo)準(zhǔn)金屬行星銷、陶瓷行星銷,提高扭矩和壽命、降低噪音和減小齒隙、用于高功率和增加扭矩容量、以流暢的背部駕駛性能和最高的效率實(shí)現(xiàn)超高性能。
行星齒輪已經(jīng)在太空領(lǐng)域和一級方程式賽車上運(yùn)行,以提供高扭矩、堅(jiān)固性和效率。通常,微型齒輪總成在涂有潤滑脂的鋼或陶瓷銷(充當(dāng)簡單的滑動軸承)上旋轉(zhuǎn)行星輪和齒輪。相比之下,齒輪總成實(shí)際上在這些旋轉(zhuǎn)軸上包括了微小的滾針軸承-用于滾動而不是滑動摩擦(以及更少的摩擦和熱量產(chǎn)生)。
圖為航空航天應(yīng)用設(shè)計(jì)的22毫米直徑的行星減速機(jī)
在行星輪軸上有一個(gè)滾針軸承(而不是滑動軸承)意味著總成運(yùn)行起來也更酷…這對手持醫(yī)療器械很有幫助。
冷卻操作也延長了齒輪總成潤滑油的使用壽命-通過磨損的金屬顆粒和潤滑油的粘合,熱應(yīng)力和磨損性能更小…因此,行星齒輪減速機(jī)的使用壽命比同類競爭產(chǎn)品長11倍。
行星齒輪減速機(jī)在觸覺(力反饋)應(yīng)用方面也很出色,因?yàn)樗交霓D(zhuǎn)動行星齒輪允許重復(fù)的反向驅(qū)動能力,即從減速機(jī)輸出側(cè)轉(zhuǎn)動軸。因此,通過電機(jī)的轉(zhuǎn)矩反饋在齒輪裝置的輸入上始終與負(fù)載成比例。傳統(tǒng)制造的行星齒輪頭不能保證平穩(wěn)的后驅(qū)動能力或通過變速箱的一致載荷解釋,因?yàn)樾什▌?,變速箱?nèi)部之間的可變公差疊加以及行星齒輪可能翹起。
考慮一個(gè)特定的觸覺應(yīng)用-電子電傳飛行控制。在這些系統(tǒng)中,飛行員的轉(zhuǎn)向動作不是通過傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓執(zhí)行器來傳遞的。相反,電子傳輸是通過操縱桿控制柱中的感覺(力反饋)馬達(dá)組件來實(shí)現(xiàn)的。這種觸覺產(chǎn)生的馬達(dá)總成受益于變速箱能夠平滑的向后駕駛,同時(shí)根據(jù)操縱桿的位置產(chǎn)生扭矩和力。
觸覺的另一個(gè)應(yīng)用是用于微創(chuàng)和遠(yuǎn)程手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人。通過這些機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生會動態(tài)地、即時(shí)地感受到與機(jī)器人末端執(zhí)行器施加的力相等的力。在這里,減速機(jī)與平滑的背部駕駛是必不可少的。齒輪總成提供此參數(shù),即使在需要兩個(gè)或三個(gè)行星級的齒輪傳動比的軸上也是如此。傳統(tǒng)的齒輪傳動表現(xiàn)出不均勻或粘滯回駕駛性能,在這些機(jī)器人中存在機(jī)械噪音和無法使用的問題。