Робот с двумя сцеплениями: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Содержание

Почему «роботы» с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки

А где еще они есть?

Нужно сказать, что идея использования мультидискового сцепления в «роботах» все сильнее захватывает умы производителей. Свои наработки есть у Mercedes: на SLS устанавливается 7-ступенчатая SpeedShift, коробка размещается в «хвосте» автомобиля и связана с двигателем карбоновым карданным валом. BMW в январе 2008-го представила M3 с коробкой производства Getrag, с двойным сцеплением от BorgWarner.

Позднее такая коробка появилась на BMW Z4 и доступна к заказу на купе 335i. FIAT/Chrysler в 2009-2010 году запустил в производство сухую, двухдисковую коробку с индексом С635, с предельной нагрузкой 350 ньютонов на метр. Этот «робот» вживили в AlfaRomeo MiTo. PSA Peugeot Citroën уставливает DCT-коробки на Peugeot 4007 и Mitshubishi Outlander, производства Getrag. Появление многодисковых коробок анонсировали и китайские автопроизводители BYD и QOROS.

Достоинства и недостатки

К бесспорным достоинствам мультидисковых АКПП относятся: быстродействие, минимальная задержка при переключении передач, экономия топлива, непрерывность тяги, возможность осуществления ручного управления.

К недостаткам можно отнести сложность конструкции и, как следствие, высокую стоимость. Для двигателей с тягой более 350 Н*м (+/- 50 Н*м) коробку приходится делать с мокрым картером, то есть со смазкой, что еще сложнее и дороже.

Преселективные коробки достаточно хорошо себя показали при размеренной езде и при ускорении, а вот при движении в городском трафике, из пробки в пробку, плавность переключения может вызывать отдельные вопросы.

Альтернативы

«Робот» с одним сцеплением

Роботизированная коробка передач по сути — обычная механическая коробка, в которой процессом переключения передач руководит электроника. Относительно недорогая коробка дешевле классического «автомата». Плюс тут, пожалуй, один — меньше рычагов управления. По сравнению с «механикой» ниже скорость переключения и выше расход топлива, а по сравнению с «автоматом» плохая плавность хода, то есть переключения обычно сопровождаются ощутимыми толчками.

Классический «автомат» (то, что все привыкли называть АКПП)

Он состоит собственно из гидротрансформатора и набора планетарных передач. Шестерни располагаются по окружности ведущего вала, по типу планет вокруг Солнца, и находятся в постоянном зацеплении. Блокируя ту или иную пару шестерней, можно менять передаточное отношение, скорость вращения выходного вала. Гидротрансформатор выполняет роль сцепления между двигателем и трансмиссией. С той лишь разницей, что отсутствует жесткая кинематическая связь. Передачи переключаются плавно, но и потери мощности на проскальзывании велики, отчего страдает динамика разгона и расход топлива.

Вариатор

Вариатор считается бесступенчатой трансмиссией. В любой коробке передач чем больше пар из ведомых и ведущих шестерней (передач), тем лучше. Это позволяет максимально эффективно использовать возможности двигателя в сочетании с топливной экономичностью. В идеале таких пар должно быть бесконечное множество. Создать бесконечную коробку передач, конечно, невозможно, но есть альтернативное решение.

Роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями – Akpp Wiki

Все чаще на рынке можно встретить автомобили оснащенные роботизированной трансмиссией с двумя сцеплениями, у которой есть свои плюсы и минусы, о них мы поговорим в дальнейшем. Многие автомобильные эксперты считают, что за таким типом коробок передач будущее, в пример можно привести VAGовскую роботизированную трансмиссию DSG-6. Ее экономичность и быстрое переключение передач подкупила многих автолюбителей по всему миру. Затем на рынке появилась DSG-7, которая прославилась своей ненадежностью и многие отказались от покупки автомобилей концерна VAG именно из-за боязни поломки и дальнейшего, достаточно дорогого ремонта.

Первый в истории робот с двумя сцеплениями

Отсчётом можно считать 1939 год, инженер Адольф Кегресс сконструировал прототип трансмиссии с двойным сцеплением, но к сожалению из-за недостатки финансирования, его труды не увенчались успехом и работа была заморожена почти на 40 лет.

Первым в истории автомобилем, который должен был обзавестись роботизированной коробкой передач с двумя сцеплениями, должен был стать Citroen Traction Avant. Это переднеприводный автомобиль с несущим кузовом, за все время производства появилось немалое количество вариантов исполнения кузова: четырёхдверный седан, двухдверное купе, двухдверный кабриолет и пятидверный хэтчбек.

Воплотить идею Адольфа Кегресса в жизнь удалось инженерам из Porsche, грубо говоря обкатывать новую технологию стали на автомобилях 956 и 962C, предназначенных для кольцевых гонок. Но из-за большого веса, значительных габаритов и главное ненадежности, данная кпп в серийное производство не пошла и ее использование не вышло за пределы трека. В 1985 году попытки доработать трансмиссию предпринимали инженеры Audi установив коробку на раллийный автомобиль Sport quattro S1, к слову автомобилю удалось выиграть в американских соревнованиях по скоростному подъему на гору Пайкс-Пик.

В серийное производство, роботизированная трансмиссия поступила относительно недавно, первопроходцем стала компания Volkswagen установив преселективную трансмиссию на спортивный хэтчбек Golf Mk4 R32, произведенной компанией BorgWarner. Так что отсчетом появления роботизированной коробки для серийных автомобилей можно считать 2003 год. Следующим автомобилем получившим DSG стало немецкое купе Audi TT. Причем первые версии Direct Shift Gearbox (DSG) устанавливались на автомобили с поперечным расположением двигателя. Начиная с конца 2008 года, автомобили марки Audi получили собственную коробку с двойным сцеплением под названием S Tronic, которая устанавливалась на версии с продольным расположением мотора.

Какие бывают роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями

Их можно разделить на два типа:

с мокрым сцеплением;
с сухим сцеплением.

Как правило первый вариант используется на более мощных двигателях, крутящий момент которых превышает 350 Нм. Для того чтобы развеять миф ненадежности таких кпп, приведем в пример Bugatti Veyron, DCT на котором справляется с мощностью мотора в 1 250 Нм крутящего момента. Среди роботизированных трансмиссий устанавливаемых на автомобили марки Audi и Volkswagen, самым надежным роботом считается DSG-7 DQ500, в стоке способная “переварить” до 600 Нм крутящего момента. Трансмиссии с сухим сцеплением устанавливаются в основном на автомобили с маломощными двигателями, не превышающими отметку в 250 Нм крутящего момента.(полный список автомобилей с дсг 7)

Помимо Audi и Volkswagen еще несколько компаний оснащающие свои машины подобного типа коробками:

Lamborghini – компания использует 7-ми ступенчатый робот под названием Lamborghini Doppia Frizione (LDF). Устанавливается на модель Huracán LP610-4 2014 модельного года с 5.2 литровым силовым агрегатом V10 мощностью 610 л.с. и 560 Нм. крутящего момента. Важно отметить, Lamborghini Doppia Frizione (LDF) позволяет использовать функцию Launch Control для максимально быстрого ускорения при разгоне с места.
BMW – в 2008 году баварский производитель вывел на рынок M3 с коробкой производства Getrag, с двойным сцеплением от BorgWarner, получившей название M double-clutch transmission (M DCT). Затем она устанавливалась на модель Z4 второго поколения в версиях (sDrive35i и sDrive35is) и еще ряде моделей включая 135i. С 2014 года 7-ми ступенчатый робот (DCT) устанавливается на M3 в кузове F80 и М4 соответственно в кузове F82.

Mercedes-Benz использует 7-ступенчатую SpeedShift трансмиссию производства Getrag, устанавливая ее на модель SLA AMG, тот же блок DCT используется на модели Ferrari California. У компании Mercedes-Benz имеются и собственные разработки 7-ми ступенчатой коробки с двойным сцеплением, которая устанавливается на модели CLA 250 и GLA250.
Ford – начиная с 2008 года PowerShift с мокрым сцеплением устанавливается на модели Focus и C-Max. DCT произведена Ford Motor Company в сотрудничестве с Getrag и LUK. Есть еще один вариант PowerShift с сухим сцеплением, он менее надежен но его стоимость значительно ниже, стоимости варианта с мокрым сцеплением. Данная кпп также встречается на Volvo S60.
Acura – DCT с 9-тью передачами устанавливается на суперкар NSX.
KIA/Hyundai – корейские производители также решили устанавливать на свои модели роботы с двойным сцеплением (DCT), одной из первых таких моделей стал CEE’D GT. В планах компании установка данной кпп на модели Pro CEED GT, CEED Koup и еще несколько моделей не продающихся в нашей стране. Главными преимуществами робота с двойным сухим сцеплением является его экономичность и быстрое переключение передач. Hyundai устанавливает (EcoShift) на Veloster, Veloster Turbo, Sonata, i30 и Tucson.

Mitsubishi – для своих спортивных моделей Lancer Evolution X и Lancer Ralliart, компания использует спортивную коробку передач с двойным сцеплением, под названием Twin Clutch SST. Достоинствами TC-SST можно считать быстрое переключение пердач, позволяющее снизить время разгона.
Nissan – несложно догадаться, что DCT устанавливается на GT-R, который на сегодняшний день является одним из лучших в своем классе автомобилей. На спорткаре установлена 6-ступенчатая роботизированная коробка передач BorgWarner (DCT GR6) с двойным сцеплением. Переключение передач происходит за 0.15 секунд.

Porsche – изначально подобного рода коробки передач устанавливались исключительно на спортивные автомобили, они были разработаны в сотрудничестве с ZF Friedrichshafen AG. Гражданские модели получили Porsche Doppelkupplungsgetriebe (PDK), достаточно надежные и очень шустрые.
Peugeot/Citroen – одни из немногих, кто первыми стали устанавливать роботов на кроссоверы (Peugeot 4007 и Citroen C-Crosser). Автоматическая 6-ступенчатая коробка передач DCS с двумя сцеплениями устанавливается на модификации с 2.2 HDi 156 л.с. и 389 Нм крутящего момента.
Renault – французская компания также не упустила шанс испробовать современную технологию, в результате чего в 2010 году появился Megane с роботизированной коробкой с двойным сухим сцеплением EDC DC 4

И это далеко не полный список, новую технологию внедряют китайские производители на BYD и Qoros, немецкие на Smart и прочие.

Как устроена роботизированная коробка передач и принципы ее работы

Прежде всего, для ознакомления предлагаем посмотреть видео на данную тему

Вся конструкция состоит из (речь идет о кпп с масляной ванной):

первичного вала четных передач;
первичного вала нечeтных передач и заднего хода;
масляного насоса;
двойного сцепления;
гидравлического механизма переключения;
датчика включенной передачи;
масляного фильтра;
электрогидравлического блока.

Об основных отличиях мокрого сцепления от сухого мы поговорим в следующий раз, сегодня речь пойдет об общем устройстве трансмиссий такого типа. Данная коробка представляет собой механическую кпп с системой управления передач и сцеплением фрикционного типа. Главным преимуществом можно считать два ряда передач , каждый из которых соединен с маховиком двигателя через собственное сцепление. Первый ряд отвечает за нечетные передачи и задний ход, второй соответственно за четные. Не будем углубляться в терминологию, проще говоря пока автомобиль едет на нечетной передачи, коробка уже держит включенной следующую передачу, но без подачи момента. Как только происходит переход на следующую передачу, диски первого сцепления размыкаются, а другого — наоборот, смыкаются. Отсюда и более плавный ход и ощущение постоянного ускорения.

Плюсы и минусы роботизированных трансмиссий с двумя сцеплениями

Начнем с преимуществ:

экономичность, одно из главных достоинств данных трансмиссий, причем стоит отметить, что показатели расхода топлива на версиях с сухим сцеплением ниже, чем на мокрых;
плавность хода. Из-за особенности переключения передач, которые идут одна за одной удалось полностью избавиться от легких толчков, которые присуще классическому автомату;
динамика;
возможность выбрать режим работы трансмиссии ;

Теперь поговорим о недостатках

одним из главных является ненадежность и выход из строя мехатроника. По большей части это проблема DSG-7;
дорогая в ремонте и обслуживании;
чувствительна к тяжелым дорожным условиям.
металлический лязг при проезде лежачих полицейских или неровностей (речь о DSG-7)
стоимость производства роботизированной трансмиссии с двумя сцеплениями достаточно дорога.

Выводы

Из всего вышеуказанного можно сделать вывод о том, что с каждым годом все больше производителей пытается освоить для себя новый тип трансмиссий и список моделей оснащенных преселективной коробкой передач будет только увеличиваться. Как и у любой трансмиссии у DSG есть свои плюсы и минусы. Если вы являетесь первым владельцем авто и оно на гарантии, то можно ни о чем не беспокоиться, а вот покупая автомобиль на вторичном рынке нужно быть предельно внимательным, особенно если речь идет о DSG-7, особенно DQ200, которая считается самой проблемной из всех. За остальными кпп таких существенных проблем замечено не было, но как говориться раз на раз не приходится и во многом надежность зависит от самого водителя и стиля езды.

Это может Вас заинтересовать

Hyundai Veloster N обзавелся «роботом» с двумя сцеплениями — Авторевю

Фото: компания Hyundai

Два года назад «горячий» хэтчбек Hyundai Veloster N дебютировал с безальтернативной механической коробкой передач, и тогда же разработчики анонсировали скорое появление роботизированной трансмиссии. Она подоспела только сейчас: Veloster первым из N-моделей перешел на две педали вместо трех.

Новая коробка передач — тот же восьмиступенчатый «робот» с двумя мокрыми сцеплениями, который уже анонсирован для дизельного кроссовера Kia Sorento, но, разумеется, с другими настройками. Вместе с ним появился электронный Launch Control, для переключения передач предусмотрены подрулевые лепестки, а для заездов по треку у трансмиссии есть режим N Track Sense Shift, который активируется не только вручную водителем, но и автоматически, когда электроника распознает соответствующую манеру езды.

Турбочетверка 2.0 T-GDi та же, что и прежде, но у двухпедальных машин она по умолчанию настроена на 275 л.с. (версии с «механикой» могут иметь 250 сил). При этом Veloster N с «роботом» имеет режим overboost, который по фирменной терминологии называется NGS (N Grin Shift), активируется кнопкой на руле и на 20 секунд увеличивает максимальный крутящий момент с 353 до 378 Нм. В итоге Hyundai Veloster N с преселективной коробкой передач может разогнаться до 100 км/ч за 5,6 с — на 0,5 с быстрее «механической» версии с мотором такой же мощности. Кстати, еще одна особенность хэтчбека с «роботом» — увеличенная на 18 мм передняя колея (1573 вместо 1555 мм).

Помимо новой трансмиссии, Veloster N обзавелся еще одной опцией. Это передние кресла-ковши с интегрированными подголовниками и комбинированной обивкой кожей и замшей. Такое сиденье на 1,1 кг легче стандартного, а вдобавок имеет подсвечиваемый логотип подразделения N у изголовья.

В Южной Корее двухпедальные хэтчбеки Hyundai Veloster N начнут продавать уже до конца апреля. Цена — 27500 долларов против 23900 за базовую 250-сильную версию. Позже машины с «роботом» доберутся до американского рынка. У нас Veloster не продается, но вскоре такой же трансмиссией обзаведется и родственный хэтчбек Hyundai i30 N, который представлен на европейском и российском рынках.

Почему на авто с «роботом» надо ездить иначе, чем на машинах с «автоматом» — Лайфхак

Лайфхак
Вождение

Фото: АвтоВзгляд

Часто покупатели воспринимают автомобиль с двумя педалями как машину, у которой стоит классический «автомат». Для многих это означает, что можно ездить, нажимая лишь газ и тормоз, и ни о чем не думать. К сожалению, это заканчивается дорогим ремонтом трансмиссии. Портал «АвтоВзгляд» рассказывает, почему так происходит и как избежать беды.

В последнее время на машинах разных классов и ценовых категорий появились роботизированные трансмиссии с одним или двумя сцеплениями. Производители все чаще применяют их на своих моделях и это понятно. «Роботы» дешевле, чем классическая гидромеханическая АКП. Делают свое дело и маркетологи, частенько указывая на фирменных сайтах, что у машины стоит настоящий «автомат».

Отчасти это правда, ведь передачи переключаются автоматически. Водителю нужно лишь давить на газ. И вот тут возникаеи масса претензий и проблем. Люди не знают, что обычный однодисковый «робот» — эта та же механическая трансмиссия, но с исполнительным механизмом сцепления и переключения передач. Поэтому, при размыкании сцепления и переключении, скажем, с первой на вторую передачу, в любом случае будет толчок, что потребителю категорически не нравится, ведь на нормальном «автомате» такого нет. В итоге автовладельцы часто жалуются, что машина тупит, не едет. В таких случаях педаль газа продавливают еще сильнее. Но если это делать регулярно, то через 15 000 км сцепление можно просто сжечь. Так что запомните: чтобы «робот» прожил дольше, на нем нужно ездить плавно и без резких ускорений.

Трансмиссия с двумя сцеплениями гораздо технологичнее и нежнее, чем обычный однодисковый «робот»

Фото из открытых источников

«Робот» с двумя сцеплениями технологичнее и дороже, чем однодисковый. Тут нет заметных толчков при переключении передач. Такая трансмиссия нежнее, чем обычный «робот» или «автомат». Значит, и обращаться с ней надо бережнее.

Большинство подобных «коробок» настроены на экономию топлива. Поэтому стремятся как можно быстрее перейти на повышенные передачи. Это и играет злую шутку в пробке или при «рваном» трафике. Алгоритм «коробки» начинает перещелкивать передачи с первой на третью, а потом обратно вниз, что дает большую нагрузку на мехатроник (управляющий модуль трансмиссии) и диски сцепления. Если регулярно ездить по пробкам, то появятся сильные рывки. Придется везти автомобиль на сервис, где платить за замену дисков сцепления, или ремонт мехатроника. Это может дорого ударить по карману владельца.

Поэтому в пробке переводите селектор «робота» в ручной режим и двигайтесь на первой или вторую передачах. Так на «коробку» будет меньшая нагрузка, ведь автоматика перестанет судорожно «гонять» передачи. А чем меньше переключений, тем выше ресурс трансмиссии.

17694

Сколько «ходит» коробка робот

16.03.2021

Реклама наших партнеров

Роботизированные КПП считаются самой современной разработкой, при этом далеко не все автолюбители обладают достаточной информацией про коробку робот (как она работает, чем отличается от классического автомата, сколько ходит коробка робот и т.д.).

Сразу отметим – коробка робот является механической КПП с автоматизированными (роботизированными) функциями работы сцепления и переключения передач. Ресурс такой коробки варьируется от 150 до 250 тыс. км. и более, а также зависит от типа РКПП, особенностей эксплуатации и обслуживания.

Далее мы рассмотрим, что такое роботизированная КПП, какие роботизированные трансмиссии бывают, в чем особенности агрегатов данного типа, а также стоит ли покупать коробку робот и какую лучше выбрать.

Коробка робот: плохо или хорошо

После появления первой автоматической коробки передач гидромеханического типа (классическая АКПП), которая быстро стала массовой, инженеры не прекратили работы над созданием альтернативных типов «автоматов». В результате позже появилась коробка вариатор CVT, а затем и коробка робот РКПП.

Основные цели при создании роботизированных коробок передач — повышение КПД трансмиссии, упрощение и удешевление конструкции, повышение топливной экономичности, выносливость и т.д. Другими словами, автопроизводители поставили перед инженерами задачу создать простой и дешевый агрегат, который по удобству использования будет похож на АКПП, при этом сохранит преимущества МКПП.

Результатом стало появление роботизированной «механики» (типа АМТ). Такая коробка сегодня встречается на многих моделях мировых производителей автомобилей. Отдельно добавим, что в последнее время некоторые производители отказываются от такого робота по целому ряду причин.

Если говорить о преимуществах и недостатках «робота» в сравнении с «автоматом» АКПП, прежде всего, роботизированная коробка фактически является обычной механической коробкой передач. При этом в салоне нет педали сцепления. За работу сцепления обычно отвечает сервомеханизм (актуатор), являющийся электроприводом. Реже используется гидропривод.

Если сравнивать такой робот с классическим автоматом АКПП (оснащен гидротрансформатором), то конструкция роботизированной «механики» однозначно проще. В результате такая КПП получается более дешевой в производстве. Именно по этой причине подобные роботы сразу же массово появились на бюджетных авто и моделях среднего класса.

Однако на практике данная трансмиссия после выхода на рынок не смогла составить конкуренции как АКПП, так и вариаторам. Как правило, при активной езде роботизированная механика с электроприводом не способна плавно переключать передачи, что стало причиной рывков, провалов, задержек при переключениях.

Еще следует отметить откат автомобиля при старте на подъем, а также не самую высокую топливную экономичность, на которой делали акцент сами автопроизводители.

Также серьезным минусом роботов данного типа также считается низкая надежность исполнительных сервомеханизмов (актуаторов), небольшой ресурс сцепления, высокая стоимость новых актуаторов и их низкая ремонтопригодность. На деле актуаторы выходили из строя уже к 80-100 тыс. км, а сцепление могло потребовать замены уже к 50-60 тыс. км.

По указанным выше причинам одни производители быстро отказались от таких роботизированных коробок на своих автомобилях (например, Toyota) и вернулись к вариаторам и обычным гидротрансформаторным автоматам, а также перешли на преселективные роботы с двойным сцеплением.

В то же время другие стали ставить указанный робот исключительно на дешевые малолитражки, привлекая покупателя низкой ценой на машину с «автоматом», который на самом деле является роботом со всеми вытекающими недостатками.

Коробка робот с двумя сцеплениями

Как видно, роботизированная коробка, рассмотренная выше, не могла занять серьезную долю рынка с учетом всех недостатков. Такая КПП подходит для установки только на бюджетные авто. Инженеры принялись за дальнейшее развитие роботов, чтобы изменить ситуацию. В результате появилась роботизированная коробка передач с двойным сцеплением.

Первым такую коробку представил концерн Volkswagen, который немного позже начал активно устанавливать указанный робот на подавляющее большинство своих моделей. Робот от Фольксваген получил название DSG. Позже другие производители также освоили производство подобных трансмиссий (например, Ford Powershift и т.д.) или начали закупать их для своих авто.

Для наглядности остановимся на распространенной и известной DSG. Особенностью КПП данного типа является наличие двух сцеплений, а также наличие двух отдельных валов (с четными и нечетными передачами). Каждый вал получил свое сцепление, что позволило очень быстро переключать передачи, переключения происходят моментально, поток мощности от двигателя практически не разрывается.

Такая коробка стала достойным конкурентом АКПП и вариаторам в плане комфорта и топливной экономичности, однако в производстве этот робот намного дороже, чем обычная роботизированная механика. В результате машины с роботизированной коробкой с двойным сцеплением стоят достаточно дорого.

При этом даже с учетом всех преимуществ, в плане надежности такие коробки являются далеко не самым лучшим решением. Например, первые версии DSG, где сцепления работали в масляной ванне (ДСГ-6), на старте вполне можно было считать более-менее удачными.

Агрегат при соблюдении правил обслуживания и эксплуатации способен «выходить» 200-250 тыс. км. Однако такие КПП на деле являются симбиозом «механики» и гидромеханических АКПП (нужно большое количество масла, наличие масла означает потери и снижение КПД, в конструкции используется аналог гидроблока под названием мехатроник и т.д.).

Естественно, себестоимость производства такой технологичной трансмиссии тоже не низкая. Чтобы снизить стоимость агрегата, а также сделать коробку еще более экономичной и производительной, Фольксваген поспешил выпустить DSG -7, где сцепления стали «сухими».

Так вот, эта новинка сильно подпортила репутацию бренда. Причина — низкий ресурс (не более 120-150 тыс. км., быстрый выход из строя сцеплений и мехатроника, сложность конструкции КПП, низкая ремонтопригодность, высокая цена ремонта, запчастей и т.д.).

Производитель обратил внимание на недостатки, дальнейшее развитие подобных трансмиссий в результате привело к выходу обновленной версии DSG-7, где сцепление снова стало «мокрым» (работает в масле), а также исправлен ряд ошибок программного обеспечения, внесены доработки в конструкцию мехатроника, самой КПП и т.д.

В результате получился агрегат, который совместил в себе преимущества предшественников (высокая скорость переключений, комфорт, экономичность) одновременно с повышением надежности и приемлемым ресурсом (около 200 тыс. км.). Данное решение вполне способно конкурировать с АКПП и вариатором, однако с учетом высокой цены новой DSG-7 плюсы не так очевидны.

Коробка робот: брать или нет

Разобравшись с тем, что такое КПП робот и какие роботы бывают, можно ответить на вопрос, стоит ли приобретать машину с такой трансмиссией. Сразу отметим, хотя сам робот в плане механической части достаточно надежен, дорогостоящие поломки возникают по части сцепления, исполнительных механизмов, блока мехатроник и т.д.

При этом новый авто с последними версиями преселективных роботов все равно вполне можно считать приемлемым вариантом для покупки. Если нужна мощная машина с хорошим разгоном, двигатель планируется «чиповать», а сам автомобиль будет агрессивно эксплуатироваться, главное, чтобы сцепления были «мокрыми».

От версий с «сухим» сцеплением не стоит ожидать большой выносливости, то есть уже к 150 тыс. км. пробега такая коробка может потребовать дорогостоящего ремонта. Эти особенности нужно учитывать и при подборе не новой машины на вторичном рынке.

В случае с дешевыми роботизированными механическими КПП типа АМТ нужно помнить, что их основным преимуществом является доступная цена. При этом никак не стоит рассчитывать на комфорт, надежность и большой ресурс, а также дешевый ремонт.

В случае поломок, которые часто требуют замены актуаторов, нужно готовиться к серьезным вложениям, которые порой не сопоставимы со стоимостью самого авто, особенно если машина б/у и приобретена на вторичном рынке за сравнительно небольшую сумму.

Подведем итоги

Анализируя приведенную выше информацию, можно понять, стоит ли покупать роботизированную коробку, какой робот лучше выбрать и т.д. Конечно, однозначно ответить сложно, так как роботы, вариаторы и классические автоматы имеют как плюсы, так и минусы, которые нужно учитывать при выборе автомобиля.

При этом недостатки всех типов автоматических трансмиссий не так существенны, если машина новая. Исключением можно считать разве что простые роботы на дешевых авто, которым изначально далеко до АКПП, вариатора или преселективных роботизированных трансмиссий.

Однако ситуация меняется, если машина подбирается на вторичном рынке с пробегом. Как показывает практика, самым востребованным вариантом на рынке б/у автомобилей по состоянию на сегодня традиционно остается гидромеханический автомат, причем самый простой (четырехступенчатый или пятиступенчатый).

С одной стороны, данные коробки не экономичны, динамика разгона также не на высоте, однако с другой они отличаются большим ресурсом, выносливостью и имеют хорошую ремонтопригодность. При этом более современные версии АКПП на 6, 7, 8 и более скоростей на современных моделях более экономичны и производительны, но, к сожалению, часто не имеют надежности предшественников.

Это ставит их практически на одну ступень с вариаторами и преселективными роботами с двойным сцеплением. При этом именно АКПП все равно традиционно остается более дорогим решением. Получается, с учетом меньшего ресурса современных гидромеханических автоматов, преимущества трансмиссии данного типа на фоне конкурентов уже не так очевидны.

Источник: krutimotor.ru

Реклама наших партнеров

Акционные товары

Роботизировання коробка передач. Плюсы и минусы

Главная особенность роботизированных автоматических коробок передач (робот) – это сочетание возможностей автоматической и механической коробки передач. Технология их изготовления довольно сложная, а значит, дорогая, особенно в ремонте. Существуют роботы с одним сцеплением и с двумя, «сухие» и «мокрые». Расскажем, чем они отличаются друг от друга, а также их сильные и слабые стороны.

Отличие робота с двумя сцеплениями

При работе у АКП с двумя сцеплениями одно сцепление выполняет необходимые функции для нечетных передач и передачи заднего хода, второе обслуживает четные передачи. При этом обеспечивается синхронность их функционирования. Такое действие в определенной степени напоминает эстафету.

К примеру, автомобиль движется на второй передаче, и наступает момент, когда требуется переход на следующую, более высокую. В таком случае первое сцепление начинает размыкать. Одновременно с этим происходит смыкание второго сцепления. Результат – передачи переключаются плавно. Отсутствуют минимальные рывки. Времени на переключение уходит меньше. Сокращается до минимума разрыв в передаче тяги от двигателя к колесам.

За счет этого АКП с двумя сцеплениями обладает более высоким КПД в сравнении с такой же коробкой, имеющей одно сцепление, с гидромеханическим автоматом, вариатором. Мало того, КПД таких коробок выше и чем у механических. Об этом говорит такая характеристика, как время разгона до 100 километров в час. Следует подчеркнуть, что данное превосходство – не просто цифры на бумаге. Проверено и доказано на практике, что автомобили с АКП, имеющими двойное сцепление, обладают лучшей динамикой, чем такие же машины с механическими коробками передач.

Особенности «сухого» сцепления

Роботизированные коробки оборудуются «сухими» и «мокрыми» (масляная ванна) сцеплениями. Первые монтируются в том случае, когда крутящий момент не превышает 250 Нм. Вторые ставятся на коробки автомобилей, двигатели которых обладают более высокой тягой.

Хотя сухое сцепление отличается более высоким КПД и боле низкой ценой, у него существуют недостатки. При смыкании и размыкании происходит проскальзывание дисков. Из-за этого их износ происходит более интенсивно.

Еще одна особенность. Для автомобилей с таким сцеплением на скользких дорогах или в том случае, когда существует большая нагрузка, кроме повышенного износа появляются и минусы, характерные для простых роботов АМТ.

Следует отметить, что проблемы усугубляются тем, что подавляющее большинство роботов имеют настройки на то, чтобы в позиции «D» происходило не полное размыкание сцепления. Из-за того, что ради готовности к старту в сцеплении присутствует трение, сухое сцепление, особенно в пробках, довольно быстро нагревается. Это приводит и к подергиванию автомобиля и к более интенсивному износу дисков.

Если на машине установлена коробка с двумя сцеплениями, то более интенсивному износу подвергается то, которое отвечает за нечетные передачи. А ведь старт с места происходит как раз на первой, то есть, нечетной передаче.

Из-за неравномерного износа дисков в сцеплениях диск, работающий с нечетными передачами, становится тоньше. По этой причине в работе сцеплений начинает проявляться рассогласованность. Из-за нее при переключениях передач начинаются подергивания автомобиля.

Вначале подергивания незначительны. Но со временем они проявляются с большей силой. Возникает необходимость в ремонте. Но так как оба сцепления – это единая деталь, замене подлежат одновременно оба сцепления. Ремонт становится довольно дорогим. Стоимость может доходить до 100 тысяч.

Разумеется, такого недостатка лишены коробки с одним сцеплением. Однако, будучи более простыми, они уступают ДСТ по КПД и прочим параметрам. В том числе обеспечивают меньшую степень комфорта при управлении автомобилем.

Разумеется, работа по совершенствованию ДСТ продолжается. Для дисков сцепления подбираются материалы, в меньшей степени подверженные износу. Но все же, при управлении автоматикой, износ дисков всегда выше, чем тогда, когда на машине установлена механическая коробка передач, и сцеплением управляет водитель.

Плюсы и минусы «мокрого» сцепления

Более надежными можно назвать «мокрые» сцепления. Их диски постоянно находятся в масле. За счет этого в дорожных заторах сцепление нагревается в значительной степени меньше. Положительные качества таких сцеплениях проявляются и при трогании с места на скользких дорогах. Оно происходит более плавно. Более удобны такие сцепления и в том случае, когда нагрузка велика.

Тем не менее, даже самая надежная коробка с «мокрым» сцеплением уступает классическому гидромеханическому автомату. Особенно это проявляется при трогании по грязной дороге или по вязкому песку. Часто сделать это не удается с первой попытки. В таких случаях водители применяют метод «раскачки». То есть, заставляют машину делать небольшие рывки вперед и назад. При этом движения автомобиля с каждый разом становятся более интенсивными, и, в конце концов, стартовать на такой дороге удается. От таких действий нагреваются сцепления в любых коробках передач. В том числе, страдают и «мокрые» сцепления.

Робот» с двумя сцеплениями и вариатор пр — Разбираемся в роботах, вариаторах и прочих DSG.

Виды коробок передач: автомат, механика, робот

Насколько существенна разница в коробках передач и что выбрать: робот, автомат, вариатор или механику? Давайте разберемся.

Прежде всего нужно понять, что при четырех вариантах коробок передач мы говорим все-таки о двух типах трансмиссий: с ручным управлением («механика») и автоматической. А уже последняя может быть классическим автоматом, вариатором или роботом – хотя разница эта сугубо конструктивная, с точки зрения потребителя принципиальных отличий нет: переключать передачи водителю не нужно. Это и примем за исходные данные.

Читайте также: Украина готовится к возвращению техосмотра автомобилей

Заодно напомним, что коробка передач встроена на пути потока мощности от двигателя к колесам и необходима для того, чтобы изменять крутящий момент – иными словами, тягу на колесах.

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач с ручным переключением — самый доступный вид автомобильной трансмиссии. Для многих бюджетных моделей это единственно возможный вариант.

Обыкновенная коробка передач (МКП, MT) – это набор шестерен, зацепление которых в нужном сочетании водитель меняет вручную, тем самым рычагом, торчащим из пола. Поэтому такую трансмиссию называют «механикой» или «ручкой». В «комплекте» с МКП обязательно идет муфта сцепления, которая управляется педалью, и любое действие рычагом коробки водитель сопровождает выжимом педали – при заданном положении педали газа! Все это превращает процесс переключения в несколько хлопотную процедуру, почему МКП и считается наименее удобной в эксплуатации. Ее единственный плюс – дешевизна, потому что даже по ресурсу с ней могут посостязаться иные «автоматы».

Автоматическая коробка передач

Классическая автоматическая коробка с гидротрансформатором по сей день остается самым надежным и уважаемым видом трансмиссии.

Классическая автоматическая коробка передач (АКП, AT) с гидромеханической начинкой называется у нас «автоматом». С ней от водителя требуется лишь выбрать направление движения (вперед или назад), а в дальнейшем выбор и переключение ступеней совершает автоматика.

Это самый старый вид автоматической трансмиссии. Несмотря на сложность, такие АКП давно отработаны в производстве, они надежны и долговечны. Также классические «автоматы» работают мягко, комфортно для пассажиров и предсказуемо для водителя. Недостатков также немало: «гидромеханика» тяжелая, громоздкая, дорогая, по сравнению с «механикой» она существенно повышает расход топлива и снижает динамику автомобиля. Несмотря ни на что, этот вид автоматических трансмиссий считается классикой, и так же как и коробка-робот, широко применяется в массовом автопроизводстве.

Коробка-робот

Простейшая роботизированная коробка — самый дешевый путь получить автоматическую трансмиссию. Но работает такая коробка-робот обычно некомфортно.

Как ни странно, коробка-робот (РКП, РT) одновременно может являться и самым дорогим, и самым дешевым видом автоматических трансмиссий. Бюджетный и самый простой с технической точки зрения вариант – это обычная механическая коробка со сцеплением, к которым пристроены электроприводы. Они по команде электроники выжимают сцепление и передвигают тот самый рычаг управления «механикой», освобождая от этого труда водителя.

Правда, у дешевого робота получается это не так ловко, как у человека, и при смене ступеней машина часто неприятно дергается, ускорение получается прерывистым. Зато в отличие от классического «автомата» эта коробка-робот не повышает расход топлива. И вообще, это самый дешевый способ дать потребителю машину с автоматической трансмиссией, и к нему иногда прибегают производители недорогих компактных малолитражек.

К категории роботов относят также самый сложный вид автоматических коробок – преселективные АКП (DSG, PDK, SMG, EDC и пр. – в зависимости от производителя). По сути это две механических коробки передач, каждая со своим сцеплением, втиснутые в один корпус. Как и в обычном бюджетном роботе, управляют переключениями сервоприводы и электронный блок.

Преселективная коробка-робот — самый сложный и самый эффективный на сегодня вид автоматической трансмиссии.

Суть такого конструкционного изощрения – иметь в КП одновременно две включенных передачи, одна из которых работает на колеса автомобиля через свое сомкнутое сцепление, а вторая – с разомкнутым сцеплением – ждет очереди на подключение к колесам. Строго в нужный момент компьютер подает команду, одно сцепление размыкается, второе смыкается – и передача переключена без прерывания потока мощности, и буквально в доли секунды! Ускорение получается динамичным, практически без рывков, так или иначе свойственных другим ранее названным автоматическим коробкам.

Собственно, преселективная коробка-робот по всем статьям лучше других «автоматов» и лучше самого опытного водителя: она переключается безупречно как с точки зрения экономии топлива, так и с точки зрения динамики. Что и дало основания использовать эти трансмиссии для безкомпромиссных спортивных автомобилей. Единственный минус – сложные по устройству, они не всегда надежны, очень дороги сами по себе и в ремонте.

Вариаторы

Современный вариатор помогает экономить топливо, обеспечивает плавное и комфортное движение, но не любит частых буксований и езды в пробках.

Особняком стоят бесступенчатые автоматические трансмиссии, или вариаторы. Еще их называют CVT (Continuously Variable Transmission — непрерывно изменяющееся передаточное отношение). Вместо шестерен здесь – пара раздвижных шкивов и соединяющий их металлический мелкозвенчатый ремень.

В зависимости от условий движения шкивы автоматически меняют свой диаметр, чем и достигается изменение передаточного числа. Причем делается это плавно, поэтому ступеней в такой трансмиссии нет. В работе такая передача самая комфортная, может смутить только непривычный характер работы двигателя, который при разгоне подолгу гудит на одной ноте. Вариатор обычно дешевле классического гидромеханического «автомата» и преселективного робота, расход топлива с ним скромный.

Металлический ремень или цепь вариатора иногда приходится менять, а это связано с полной разборкой агрегата.

В настоящее время CVT применяются достаточно часто, примерно как коробка-робот, в том числе и на достаточно крупных авто. Но нельзя сказать, что вариаторы особо любимы отечественными потребителями. Многие пользователи убеждены, что такая трансмиссия не очень долговечна, кроме того, она не любит долгой езды в пробке, по бездорожью и на высокой скорости.

Слабое место – ремень, который изнашивается и требует полной разборки коробки для замены, и масло, которое нужно менять в срок и непременно заявленной марки. В общем, новый автомобиль с вариатором можно покупать, подержанный – с оглядкой на его пробег и информацию о ресурсе CVT конкретной модели.

Читайте также: Купе Chevrolet Corvette ZR1 впервые в истории выпустили с автоматической коробкой передач

Резюмируя, скажем: решив принципиально, что вам нужна автоматическая трансмиссия, запишитесь у дилеров на тест-драйв и опробуйте разные виды «автоматов» на ходу. Однако, потребителю следует иметь в виду, что большинство компаний не предлагает выбора между типами автоматической трансмиссии. То есть в некоторых случаях придется брать или не тот тип «автомата», или отказаться от покупки уже приглянувшейся машины в пользу другой, комплектуемой интересующим вас видом автоматической трансмиссии.

Робот с одним сцеплением – как же он меня достал!

Я думаю, не открою вам Америку, если скажу, что роботизированные коробки становятся все больше популярны. Одни из них, с точки зрения потребителя, просто волшебны – имеют много ступеней и шустро ими перебирают в процессе езды. Другие заставляют водителей ежедневно мучиться, нещадно “тупя” при каждом удобном случае.

Давайте вместе разберемся в чем подвох, почему же между ними “пропасть” с точки зрения вождения. Начнем с того, что роботизированные коробки передач, по сути, делятся на два вида: с одним сцеплением и двумя.

Робот с двумя сцеплениями

Как правило, с двумя сцеплениями – это сложные современные технологические коробки с большим количеством передач и впечатляющей скорость работы. Порой она составляет менее 0.5 секунды, что практически позволяет добиваться ускорений без разрыва тяги. Обеспечивается это благодаря очень интересному ходу мысли конструкторов – на одном валу кпп располагаются парные передачи, к примеру, 2, 4, 6, 8. На другом непарные – 1, 3, 5, 7. Сам момент переключения производится не путем втыкания нужной передачи, а переключением между валами. Происходит это крайне быстро, ведь размыкаются и смыкаются автоматические сцепления особой конструкции, которые полностью под контролем быстрой электроники.

Передвижения на авто с такой коробкой почти всегда кайф для драйвера – молниеносные переключения в связке с 6-8 передачами позволяют полностью раскрывать потенциал любого мотора. А значит при неплохой динамике (зависит от двигателя) получается весьма маленький расход.

Недостатков у таких коробок три:

“Ломучесть”. Да, они склонны ломаться, ввиду своей весьма сложной конструкции.
Дороговизна. За все приходится платить. Правда, скорее всего, оно того стоит.
Небюджетный класс. Встретить такие “коробасы” в недорогих авто, увы, не получится. В противном случае, бюджетный класс с такой коробкой автоматически переедет в другой ценовой сегмент.

Печаль, но именно с ними придется иметь дело большинству автолюбителей. Эти коробки были построены с одной целью – пересадить приверженцев автомата на недорогие современные малолитражки, которые до этого или не имели модификаций с автоматом вовсе, или там был установлен очень “тугой” старый гидротрансформатор (классика АКПП).

У них это получилось. Бюджетный класс самый массовый, а имея недорогую “автоматическую” коробку, от клиентов нет отбоя.

Как же эта прелесть устроена

Представьте, берем стандартную механическую коробку передач и “колхозим” к ней исполнительный механизм, который по требованию электроники “выжимает” сцепление, а сервопривод включает нужную передачу, после чего сцепление обратно смыкается электроникой. Так и происходит смена передач.

Ввиду примитивности и, в общем-то, адаптации механической коробки передач, получаем самый глобальный косяк – коробка очень долго переключается, разрывая тягу и на две, а то и три секунды, в зависимости от конструкции коробки и настроек. На дороге это чудовищный сюрприз, особенно если вы за рулем авто с такой коробкой впервые.

Позволю себе поделиться личным опытом, который я приобрел на авто с аналогичной коробкой. Типичная ситуация: подъезжаю накатом к клумбе с весьма бодрым движением. Поскольку двигался я с второстепенной дороги, вынужден был всем уступать. Чтобы долго не стоять, было принято решение подгадать “разрыв” в потоке и вкатится ходом, исключая полную остановку и последующий резкий старт. Притормозив заранее, и выбрав подходящий момент, я нажимаю на газ (в этот момент двигаюсь), чтобы влиться в поток, и “нифига”. Машина не то, что не ускоряется, она даже не поддерживает скорость. Коробка “задумалась”, а я то тем временем качусь, а момент-то подходящий “проходит”. Через секунды две меня одолевает мысль, что “опа” уже рядом, я продавливаю педаль газа в пол, чем ввожу это чудо инженерной мысли в еще больший ступор (тяги все еще нет). И когда уже все, почти “приплыли”, она таки “раздупляется” и скинув две передачи, швыряет меня ускорением в авто, которое должно было, по идеи, оказаться за мной в потоке.

Чудом разъехавшись, я еще долго говорил много “армянских” слов в адрес себя и коробки. Сделав однозначный вывод, что к роботам нужно основательно привыкать, вникая в их особенности. Для тех, кто предположит, что та тачка была дефектная, скажу, что на протяжении многих лет я не раз встречал роботизированные коробки передач с аналогичным “характером”.

Плюсы

Относительная надежность. Основная часть агрегата от механической коробки – надежна. А в случае переборки не потребует значительных вложений.
Экономична. Не так как с двумя сцеплениями, но почти на уроне с механическими коробками передач. Что для “автоматической” дешевой трансмиссии – отличный показатель.
Вес. Легкие, компактные. Без проблем становятся в малолитражное авто, как и МКПП.
Цена. Себестоимость роботизированных коробок ниже, нежели вариаторов или классических автоматов.

Сцепление. Сцепление отпускает электроника, не “понимая” износа узла сцепления. Адаптацию можно и нужно делать, но происходит это даже не каждое ТО. В результате в некоторых авто из-за этого его хватает всего на 20-40 тыс км.
Медленно работает. Нерасторопность данного вида коробок действительно огорчает. На примере моего опыта, я думаю, вы понимаете насколько это печально.

От обеих видов роботизированных коробок передач никуда не деться. Они обе заняли свои ниши и имеют право на жизнь. Если вам нужна прогрессивная, современная, быстрая коробка – ваш выбор за двумя сцеплениями. Если же надо, чтобы хоть “что-то” переключало передачи за вас – сойдет и с одним сцеплением. В любом случае выбор всегда остается за Вами.

veddro.com

Как работает роботизированная коробка передач

Скоро привычную Н-схему (Ж-схема — в русской версии) переключения передач заменит селектор с таким вот пазом в виде буквы «зю». И тренировать левую ногу в автомобиле будет уже нечем. Ч тобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает. Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними. Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач. Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с. Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

fishki.net

Отличие автоматической коробки передач от роботизированной, коробка робот что это?

Роботизированная коробка передач с каждым годом все чаще используется при создании автомобиля. Подобная система представляет собой МКПП, которая имеет автоматизированный вывод сцепления из рабочего состояния. Сцепление необходимо для плавной смены скорости.

Что такое коробка робот?

Название «роботизированная» указывает на тот момент, что водитель проводит определение входной информации при наборе скорости или торможении, а коробка передач без участия водителя проводит выключение сцепления и установки наиболее подходящей скорости при условии неиспользования ручных механизмов управления.

К достоинствам рассматриваемой конструкции можно отнести:

По уровню комфорта подобный агрегат сопоставим с АКПП.
Надежность конструкции довольно велика.
Экономичность в отношении количества затрачиваемого топлива сопоставима с той, что при работе МКПП.

Особенности конструкции

Существует несколько вариантов исполнения роботизированной коробки передач, но все они схожи по одному признаку – в основе лежит МКПП с системой автоматического управления сцеплением. При этом используются специальные фрикционные диски, в некоторых случаях целый пакет дисков. Дорогие варианты исполнения имеют двойное сцепление, которое позволяет не разрывать крутящий момент во время стабильного потока мощности.

Основой конструкции робота зачастую становится обычная МКПП. Многие модели представлены в основном уже ранее используемыми АКПП, но несколько модернизированными. Примером можно назвать продукцию компании Mercedes-Benz, которую выпускают на основе базы АКПП 7G-Tronic с заменой фрикционного многодискового сцепления. У другого немецкого производителя BMW в основе робота лежит механика с шестью ступенями, которая оборудуется приводом сцепления с сочетанием электрического и гидравлического типа.

Существуют следующие типы приводов:

Электрическая конструкция устанавливается на бюджетные автомобили, гидравлическая – только на дорогие спортивные автомобили.

Управление конструкцией проводится электронной системой, которая состоит из специальных датчиков и исполнительных механизмов. Датчики необходимы для отслеживания основных параметров:

Частота вращения на входном и выходном вале.
Положение вилок, которые необходимы для переключения скорости.
Положение селектора.
Давление и температура масла. Важным моментом можно назвать то, что конструкция при высокой интенсивности работы сильно нагревается, для охлаждения используется масло. Масло также необходимо для смазывания элементов системы.

Исполнительные механизмы могут быть разными. Зачастую они представлены электродвигателем или электромагнитным клапаном.

Система может работать в двух режимах:

Автоматический.
Полуавтоматический.

Работ автоматического режима основан на обработке сигналов входных датчиков. При этом происходит изменение состояния механизма при помощи исполнительного механизма.

Практически все роботизированные коробки передач имеют режим ручного переключения скорости. Примером можно назвать функции Tiptronic АКПП. В этом режиме переключить скорость можно при помощи рычага селектора или специальных лепестков под рулем. При этом провести переключение можно в обе стороны.

Отличие от автоматической коробки передач

Многие решают, что автоматическая и роботизированная коробка передач – одна и также конструкция. Однако это не так. Можно выделить следующие отличительные качества:

Обычная АКПП не имеет стремительной динамики, как в случае вариатора.
Простой вариант исполнения АКПП имеет большой расход топлива.
Обычная коробка передач с автоматическим переключением скоростей имеет больший объем трансмиссионного масла. Этот момент определяет то, что масло заменять следует чаще.
Провести ремонт робота гораздо проще, чем АКПП. Это связано с конструктивными особенностями. Робот может обслужить исключительно профессионал.
В конструкции есть гидротрансформатор, который позволяет переключать скорости с минимальными задержками. Передаточное число изменяется плавно, без скачков.
Автомат не имеет ничего общего с МКПП, а вот робот работает примерно так, как механика.
Есть ручное переключение в роботе, автомат имеет подобную функцию довольно редко. Спортивные модели практически не производят без возможности ручного выбора скорости, так как этот механизм позволяет контролировать движения автомобиля с высокой точностью.

Особенности управления

К особенностям управления можно отнести только возможность ручного переключения передач. При этом на центральном селекторе есть возможность выбрать стандартные режимы работы: стоянка, нейтральный, скорость.

Советы по эксплуатации

К основным советам по эксплуатации можно отнести необходимость проведения периодической замены масла. Это вещество выступает в качестве охлаждения и смазки. Также следует проводить периодическое тестирование.

Выбор механизма коробки передач — дело сугубо индивидуальное, здесь все зависит от личных потребностей и привычек водителя.

advicelawyer.ru

Смотрите также

Автоматика с двойным сцеплением запуталась? Вы не одиноки

Breadcrumb Trail Links

Новые автомобили
Motor Mouth

Когда-то названные «Next Big Thing», DCT находятся в центре растущих жалоб со стороны потребителей, ожидающих появления полноценной автоматической коробки передач.

Автор статьи:

David Booth

Дата публикации:

5 февраля, 2016 • 13 ноября 2020 • 5 минут чтения • Присоединяйтесь к разговору Volkswagen — большой сторонник автоматики с двойным сцеплением, но это не самое идеальное решение, поскольку что касается долгосрочной надежности.

Содержание статьи

Народ заговорил. На самом деле они жаловались, ворчали и бормотали. Некоторые — если судить по моему чтению carcomplaints.com — даже в большой опасности. Их автомобили предают их, говорят исследования — J.D. Power , Consumer Reports — доказательство того, что современные высокотехнологичные автомобили не «построены так, как раньше».

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

J.D. Power впервые на чьей-либо памяти сообщает, что надежность трехлетних автомобилей снизилась. Он обращает вспять 15-летнюю тенденцию, которая наблюдалась во всей отрасли — да, даже в Land Rover, если вы, скептики, уже направляетесь в раздел комментариев, чтобы высказать свое мнение о своем шатком старом Discovery — поднимите его носки и создайте самые надежные автомобили в истории автомобилестроения. .

«До этого года мы наблюдали постоянное улучшение надежности транспортных средств», — сказал Дэвид Сарджент, вице-президент по глобальной автомобильной промышленности в J.D. Мощность . «Однако некоторые изменения, которые автопроизводители внедрили в 2011 модельном году, привели к заметному увеличению количества проблем, о которых сообщается».

9-ступенчатая автоматическая коробка передач Fiat Chrysler, производимая ZF и встречающаяся в таких моделях, как Jeep Cherokee и Chrysler 200.

Что необычно, так это то, что наряду с обычными подозреваемыми — этими раздражающими высокотехнологичными электронными устройствами, которые невозможно отключить, — неразборчивые подменю, которыми страдают почти все информационно-развлекательные системы — главным виновником является до сих пор самый надежный партнер в области хранения автомобильных запчастей — трансмиссия.И худшим нарушителем является технология, которую не меньший авторитет, чем Automotive News , однажды назвал «Следующей большой вещью», — эти «мануальные» трансмиссии с двойным сцеплением, которые просочились от высокотехнологичных спортивных автомобилей до скромных автомобилей Ford. Фиеста.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Коробки передач с двойным сцеплением (DCT) — это всего лишь часть революции, происходящей за маховиком.Наряду с DCT, то, что когда-то было простым выбором между пятиступенчатой механической коробкой передач и четырехступенчатой автоматической коробкой передач, превратилось в ошеломляющее множество бесступенчатых трансмиссий с подрулевым переключением (CVT) и многоскоростной автоматики (сейчас целых девять передач и, вскоре, когда в продажу поступит Ford F-150 2017 года, 10) это смущает и чертовски раздражает потребителей.

Краткое руководство по работе трансмиссии
Погремушки и мокрый ковер: остерегайтесь этих красных флажков подержанных автомобилей

Проблема двоякая.Во-первых, это актуальные проблемы надежности. Пятиступенчатая механическая и четырехступенчатая автоматические коробки передач были давно в зубах, но с возрастом приходит мудрость — или, по крайней мере, надежность — и автопроизводители стали удивительно искусными в их безупречном производстве. Не то чтобы с новомодными автобоксами. Обратите внимание на количество приводных ремней вариатора Nissan, которые лязгают ночью, или трансмиссии Ford DCT, которые, по-видимому, нуждаются в постоянном обновлении программного обеспечения. Возможно, они бросились на рынок, но их технологические недостатки реальны.

Однако более распространенными, чем серьезные проблемы с надежностью, являются мягкие жалобы, особенно в отношении DCT, которые серьезно подрывают удовлетворенность клиентов. И, по большей части, эти жалобы являются результатом не столько ненадежной инженерии, сколько плохого информирования о том, что это за новые трансмиссии и как они работают. Видите ли, что бы ни говорил вам продавец в автосалоне, коробка передач с двойным сцеплением, которую он обещает переключить сама, определенно не является автоматической.Автоматизированный? Абсолютно. Но определенно не автоматический.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Приносим извинения, но это видео не удалось загрузить.

DCT, несмотря на то, что он запрограммирован на автоматическое переключение, на самом деле является механической коробкой передач. У него есть шестерни, как механика, даже сцепление. Черт, у большинства из них две клатчи. Одно можно сказать наверняка, среди них нет гидротрансформатора.По сути, автопроизводители поместили в механическую коробку передач целую кучу маленьких роботов, чтобы избавить вас от необходимости «вручную» переключать передачи или нажимать указанные сцепления.

Почему они пошли на беду? Основная причина в том, что при прочих равных — количество передач, передаточные числа и т. Д. — столь критикуемая механическая коробка передач по-прежнему более эффективна, чем традиционная автоматическая. Передача мощности через два механических сцепления всегда будет более эффективной, чем гидравлическое соединение гидротрансформатора.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Насколько эффективнее? Что ж, статистика показывает улучшение до пяти процентов по сравнению с аналогичной автоматической коробкой передач, а в реальном вождении преимущество может быть даже больше. В самом деле, хотя маловероятно, что вы когда-либо увидите такой масштабный скачок в технологиях за одно поколение, переход от архаичного четырехступенчатого автомата к современному семиступенчатому мануматическому механизму с двойным сцеплением может привести к 10-процентному скачку. с точки зрения экономии топлива, уменьшение габаритов двигателя не требуется.Для производителей, которые хотят использовать каждую милю на галлон, которую они могут, это благо, от которого они вряд ли могут себе позволить.

Проблема в том, что потребители, обещавшие аналог своей традиционной автоматической трансмиссии, недовольны некоторыми недостатками, связанными с автоматизацией того, что когда-то было механическим. Вместо того, что должно быть красивым, мягким и плавным взлетом после знака «Стоп», они иногда подвергаются быстрому включению, ну, в общем, сцепления. То же самое переключение передач. Что совершенно незаметно в настоящем автомате, так это «все, кроме» в DCT.К сожалению, по крайней мере, согласно J.D. Power и Consumer Reports , похоже, что «все, кроме» не означает сокращение горчицы.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Одно решение — и да, это была моя первая реакция — для всех этих потребителей «принцессы на горошине» было бы преодолеть себя; переключение даже самых якобы капризных DCT вряд ли будет резким.Но, конечно, этого никогда не произойдет — люди никогда не ошибаются.

Jetta TDI доступен как с автоматической, так и с механической коробкой передач, последняя из которых становится необычной, поскольку механические коробки передач уходят в прошлое.

Решения этой головоломки между экономией топлива и плавностью переключения передач можно разделить на две категории. Во-первых, автопроизводители могли бы найти время, чтобы объяснить — в своих маркетинговых кампаниях и через менеджеров по обслуживанию дилеров, что DCT — это не автоматика, и, что более важно, почему это хорошо.

К сожалению, автопроизводители лучше разбираются в проектировании, чем в объяснении. Более реалистично выглядит то, что решение, которое выбирают большинство производителей, состоит в том, чтобы просто увеличить количество передач в традиционной автоматике. О, слякоть никогда не будет так эффективен, как эквивалентное руководство. Но восьмиступенчатая автоматическая коробка передач может быть такой же экономичной, как шестиступенчатая механическая коробка передач, автоматическая или иная. В связи с кажущимся громогласным отказом потребителей от DCT (и, в меньшей степени, CVT), мы должны ожидать, что в нашу автоматику будет втиснуто еще больше шестерен.Не удивляйтесь, если через несколько лет шестиступенчатая автоматика будет считаться такой же ретроградной, как сегодня четырехступенчатая.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Почему большее количество передач означает большую экономию топлива?

2016 BMW 750Li xDrive

Почему большее количество передач в трансмиссии автоматически улучшает экономию топлива? Ответ двоякий. Во-первых, поскольку между передачами меньше «скачков», трансмиссия будет переключаться на повышенную передачу на более низких оборотах, а работа на более низких оборотах почти всегда приводит к большему количеству километров на литр.

Возможно, что еще более важно, более высокие скорости в трансмиссии позволяют автопроизводителям «повышать» максимальную передаточную способность — технические разговоры о том, что двигатель вращается медленнее — и, опять же, снижение частоты вращения означает экономию топлива. Последнее особенно важно на шоссе.

BMW 750Li, например, будет раскручивать свой 4,4-литровый двигатель с двойным турбонаддувом со скоростью менее 1500 об / мин при устойчивых 120 км / ч, монстр мощностью 445 лошадиных сил с расходом всего 9,1 л / 100 км (и в среднем даже более впечатляющими 7,9). Л / 100 км во время тестирования).Эта «высокая» высшая передача является причиной того, что многоскоростная автоматика, кажется, дает большее снижение расхода на шоссе, чем при пробеге по городу.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем.Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово. Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях.На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными. Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, комментарии. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Amazon.com: Transformers Combiners 5PK — Rallybots Double Clutch: игрушки и игры

Цена:

43 доллара.99 + Без залога за импорт и $ 21,62 за доставку в Российскую Федерацию Подробности

Мультипликационный персонаж	Трансформеры
Марка	Трансформеры
Размеры изделия ДхШхВ	2.36 х 10,51 х 10 дюймов

Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
Включите силы для непревзойденных сражений роботов. Ваш командирский автомобиль с двойным сцеплением уже практически непобедимый противник в его режимах автомобиля и робота.
Но его сила увеличивается в пять раз, когда вы переводите его в режим усиления и превращаете его фигурки дрона RALLYBOTS в его конечности. И действие на этом не заканчивается.
С помощью этой сменной системы комбинирования роботов Power Core, MINI-CONS (продаются отдельно) и дроны могут быть прикреплены для включения любой фигурки командира. Собирайте больше пакетов, и вы можете создавать множество уникальных и жестоких комбинаций фигурок роботов-бойцов.
Захватывающий набор из пяти фигурок роботов включает фигурку робота-транспортного средства с двойным сцеплением и четыре фигурки дрона RALLYBOTS, которые превращаются в конечности для его режима усиления.
Набор из пяти включает ДВОЙНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ, Дрон Street Racer, Дрон гоночного автомобиля, Дрон-тюнер и Дрон Drag Racer.

Двигатели

DCT | Корпорация Nidec

Nidec разработала систему DCT для снижения энергопотребления, достижения высоких характеристик и разработки приводного двигателя, который содержит все основные функции системы.

Развитие автомобильной промышленности направлено на снижение энергопотребления и воздействия на окружающую среду. В таком потоке электрификация автомобилей быстро продвигается, система рулевого управления с электроусилителем и масляные насосы становятся все более популярными, а для систем передачи энергии, которые являются основной функцией автомобилей, был введен новый метод.

DCT переключает между двумя системами сцепления и шестерни, то есть между нечетными и четными передачами поочередно, и позволяет быстро переключать передачи.Потери мощности из-за пробуксовки гидротрансформатора невелики.

Среди автомобильных трансмиссий внимание привлекла трансмиссия DCT (Dual Clutch Transmission). DCT имеет две системы шестерен и муфт с четными и нечетными номерами, и эти две системы включаются поочередно. Таким образом, время переключения передачи очень мало при переключении на повышенную или пониженную передачу. Кроме того, DCT не теряет мощность из-за проскальзывания гидротрансформатора, хотя это происходит в обычных системах AT (автоматической трансмиссии).DCT имеет функцию, которая значительно повышает топливную экономичность. В ситуации, когда пользователи осведомлены, а автомобильная промышленность работает над повышением топливной эффективности и снижением воздействия на окружающую среду, DCT была принята, и ее использование быстро распространяется не только на легковые и коммерческие автомобили, такие как автобусы и грузовики, но также к мотоциклам.

Спрос на компактные высокомощные двигатели, которые можно разместить в небольших моторных отсеках, растет.

Есть два типа DCT: электрогидравлическая система, которая вращает гидравлический насос с помощью двигателя и переключает гидравлическую систему с помощью электромагнитного клапана управления направлением, и чисто электрическая система, которая приводит в движение определенную точку напрямую с помощью двигателя.У первого есть преимущества по стоимости, а у второго — превосходная эффективность и отклик. Однако чистая электрическая система имеет двигатель, который приводит в движение четыре точки, то есть две муфты сцепления и системы передач, а также два переключателя переключения. Компактный двигатель с высокой выходной мощностью необходим для размещения в небольших моторных отсеках. Кроме того, электрический ток всегда должен проходить через двигатель при включенном сцеплении. Поскольку сам двигатель нагревается и тепло передается от двигателя, температура может увеличиваться, и необходимо принять определенные меры против нагрева.

Мы устанавливаем электронные схемы на противоположной стороне двигателя, чтобы избежать нагрева не только двигателя, но и двигателя, а также минимизировать воздействие тепла.

Чтобы уменьшить количество тепла, выделяемого двигателем, нам нужно намотать медные провода как можно более толстыми. А более высокая мощность мотора зависит от того, сколько проводов намотано. Мы использовали разделенные сердечники для двигателя DCT и максимально использовали пространство между сердечниками. Мы должны были продумать меры по нагреву и реализацию электронных схем, которые были сделаны как можно более компактными, и тщательно подобрать смазку, которая могла бы гарантировать работу в диапазоне от низких до высоких температур.Помимо мер по нагреву, мы должны были гарантировать устойчивость к вибрации, водонепроницаемость и защиту от ржавчины, характерные для автомобилей. В будущем мы будем разрабатывать продукты с лучшими характеристиками и рентабельностью, чтобы расширить наш бизнес, одновременно удовлетворяя потребности в автомобильной сфере, где появляется все больше и больше электрических компонентов, таких как (например, двигатели DCT) двигатели для холостого хода. функция остановки, используются.

границ | Компактные редукторы для современной робототехники: обзор

Введение

Промышленные роботы составляют основу нескольких крупных традиционных производств, включая автомобилестроение и электронику.Сегодня многие регионы мира видят реальную возможность возродить обрабатывающую промышленность, внедряя роботов на малых и средних предприятиях (МСП) и в вспомогательные услуги, как правило, в здравоохранении (SPARC, 2015).

Для крупномасштабных промышленных сред с высокой степенью автоматизации преимущество роботизированных решений по сравнению с людьми-операторами в основном заключается в (i) большей доступности и (ii) способности перемещать — обычно большие — полезные грузы с исключительной точностью позиционирования и с высокой скоростью.Эти аспекты имеют решающее значение при разработке и выборе подходящих технологий для промышленного робота, особенно для первичных двигателей и трансмиссий, обеспечивающих движение этих устройств.

Приложения для малых и средних предприятий и персональная помощь бросают вызов этой традиционной парадигме робототехники. Ключ к успеху в этих новых приложениях лежит в очень высокой степени гибкости, необходимой для обеспечения безопасного и эффективного прямого сотрудничества с людьми для достижения общих целей.Эта цель требует, чтобы роботы сначала развили способность безопасно взаимодействовать с людьми в дисциплине, обычно называемой pHRI — физическое взаимодействие человека и робота.

pHRI оказывает широкое влияние на срабатывание роботов. Опыт, накопленный за последние десятилетия, в основном в области робототехники в сфере здравоохранения, показывает, что для безопасного и эффективного взаимодействия с людьми роботы должны в основном двигаться, как люди, и, следовательно, жертвовать некоторыми из своих традиционных преимуществ с точки зрения полезной нагрузки, точности и скорости.Эта ситуация привела к обширным исследованиям в последние годы, охватывающим оптимальный выбор первичных двигателей и передач для срабатывания HRI (Zinn et al., 2004; Ham et al., 2009; Iqbal et al., 2011; Veale and Xie, 2016). ; Verstraten et al., 2016; Groothuis et al., 2018; Saerens et al., 2019).

Эти работы относятся к более широкой области исследований, изучающих оптимизацию соединения между первичным двигателем и коробкой передач для данной задачи в автоматических машинах. Краткий обзор основных разработок в этой области дает полезные сведения, позволяющие понять влияние коробки передач на общую производительность системы.Паш и Серинг (1983) определили важность инерции при срабатывании и предложили использовать передаточное число для согласования инерции двигателя и отраженной нагрузки в качестве средства минимизации потребления энергии для чисто инерционной нагрузки. Чен и Цай (1993) применили эту идею к области робототехники и определили результирующую способность к ускорению конечного эффектора как определяющий параметр. Ван де Стрете и др. (1998) разделили характеристики двигателя и нагрузки, чтобы распространить этот подход на общую нагрузку, и предоставили метод определения подходящих передаточных чисел для дискретного набора двигателей и коробок передач.Roos et al. (2006) изучали выбор оптимального привода для трансмиссии электромобилей, добавляя вклад КПД коробки передач. Giberti et al. (2010) подтверждают инерцию ротора, передаточное отношение, эффективность коробки передач и инерцию коробки передач как наиболее важные параметры для выбора срабатывания и предлагают графический метод оптимизации этого выбора для динамической задачи. Петтерссон и Олвандер (2009) снова сосредоточились на промышленных роботах и представили метод, моделирующий коробку передач с упором на массу, инерцию и трение.Резазаде и Херст (2014) используют очень точную модель двигателя и включают фундаментальный критерий выбора полосы пропускания в дополнение к минимизации энергии. Дрессчер и др. (2016) исследуют влияние трения на планетарный редуктор, в котором кулоновское трение является доминирующим механизмом трения, и демонстрируют, как КПД редуктора обычно становится преобладающим над КПД двигателя при высоких передаточных числах.

По сравнению с исходными моделями коробок передач, использовавшихся в этих работах, где коробки передач моделировались как идеальные передаточные числа, сложность моделей постепенно возрастала.Тем не менее, необходимо сделать важные — и нереалистичные — упрощения, чтобы добиться хорошей практической применимости этих методов. Таким образом, не учитываются важные эффекты, такие как жесткость на кручение и потерянное движение, в то время как модели инерции и эффективности коробки передач сильно упрощены. Это оправданный подход для множества приложений, где упрощенные методы могут помочь инженерам выбрать подходящие трансмиссии. Однако в HRI эти свойства слишком важны для пригодности коробки передач, и их нельзя так сильно упростить.

Следовательно, необходим другой подход, чтобы предоставить полезные рекомендации по выбору коробки передач в HRI, избегая чрезмерной сложности задач оптимизации в этой области. Предоставление подробных сведений об эксплуатационных свойствах и характеристиках различных технологий редукторов для обоснованного выбора — еще один вариант, следуя традициям таких работ, как Schempf and Yoerger (1993) или Rosenbauer (1995). Следуя этому подходу, Siciliano et al. (2010), Ли (2014), Шейнман и др.(2016) и Pham and Ahn (2018) предоставляют интересные обзоры высокоточных редукторов для современной робототехники. Однако технологии не анализируются достаточно подробно, чтобы получить хорошее представление о сложных механизмах, в которых они влияют на выполнение роботизированной задачи.

Основная цель этого обзора, следовательно, состоит в том, чтобы дополнить эти работы подробным анализом основных принципов, сильных сторон и ограничений доступных технологий. Помимо возможности прогнозирования будущего технологий редукторов в робототехнике, этот подход может помочь неспециалистам по редукторам определить подходящие технологии компактных редукторов для многофакторных требований новых робототехнических приложений (López-García et al., 2018). Для специалистов по коробкам передач из других областей этот анализ может помочь им получить полезную информацию о конкретных потребностях приложений HRI.

Это исследование начинается с краткого описания основных требований к будущим роботизированным трансмиссиям, чтобы затем представить структуру оценки, предназначенную для оценки пригодности и потенциала конкретной технологии коробок передач для этой области. Эта структура включает сильную перспективу pHRI и новый параметр — коэффициент скрытой мощности — для оценки эффективности, присущей определенной топологии редуктора.Эта новая структура используется в первую очередь для обзора традиционных технологий редукторов, используемых в промышленных роботах, и новых технологий передачи, которые в настоящее время находятся в процессе выхода на рынок. Наконец, в конце документа приводится краткое изложение выводов, сделанных в результате этого обзора, вместе с нашими выводами и рекомендациями.

Система оценки роботизированных трансмиссий с расширенными возможностями HRI

Контроль

Управление роботизированными устройствами — очень обширная и сложная тема, которая является предметом обширной исследовательской литературы.В этом разделе мы ограничимся введением основных принципов линейности и отраженной инерции, которые являются основными для понимания влияния редуктора на управление.

Хотя в целом скорость и точность являются противоречивыми требованиями, обычные роботизированные устройства превосходно обеспечивают высокую точность позиционирования на высокой скорости благодаря использованию жестких приводов с очень линейным поведением (Cetinkunt, 1991). Включение роботизированной трансмиссии влияет на сложность управления в основном двумя способами: вносит дополнительную нелинейность и сильно влияет на отраженную инерцию.

Нелинейности, вызванные включением трансмиссии, принимают в основном форму люфта и / или трения и уменьшают полосу пропускания системы, создавая важные проблемы управления (Schempf, 1990). Утверждение о зубчатых колесах приводит к люфту, трению и (нежелательной) податливости, которые затрудняют точное управление. (Hunter et al., 1991) сегодня так же актуально, как и почти 30 лет назад. Для некоторых технологий большие кинематические погрешности передачи и, в частности, нелинейное трение также могут вызывать значительные нелинейности.

Коробки передач также сильно влияют на отраженную инерцию системы. В роботизированном устройстве инерция первичного двигателя обычно на несколько порядков меньше, чем у полезной нагрузки, что делает систему нестабильной и создает серьезные проблемы с управлением. Добавление трансмиссии сильно снижает инерцию полезной нагрузки, которую видит первичный двигатель и которая отражается на него, на коэффициент, равный квадрату передаточного отношения трансмиссии. Таким образом, тщательный выбор трансмиссии может привести к более сбалансированной инерции на обеих сторонах трансмиссии, способствуя минимизации энергопотребления и созданию более надежной, стабильной и точной системы (Pasch and Seering, 1983).

Отраженная инерция особенно важна, когда рабочие органы претерпевают быстрые и частые изменения скорости и / или крутящего момента, что очень часто встречается в задачах автоматизации и робототехники. В этих случаях вводится перспектива пропускной способности, чтобы подтвердить способность системы отслеживать эти изменения (Sensinger, 2010; Rezazadeh and Hurst, 2014). Это лежит в основе принципа управляемости задним ходом, способности системы демонстрировать низкий механический импеданс, когда она приводится в действие с естественной выходной мощности (с обратным приводом).Это особенно важно при частом двунаправленном обмене энергией между роботом и его пользователем, что типично для реабилитационных устройств или экзоскелетов. Как демонстрируют Ван и Ким (2015), управляемость коробки передач задним ходом включает в себя комбинированный эффект отраженной инерции, отраженного демпфирования и кулоновского трения, и поэтому она тесно связана с эффективностью коробки передач.

Это подчеркивает важность для оценки управляющего воздействия определенной технологии коробки передач как ее способности передаточного числа, так и нелинейностей (люфт, трение), которые она вносит.

Безопасность

Промышленные роботы традиционно размещаются за забором в хорошо структурированной среде, где они могут воспользоваться преимуществами своих быстрых и точных роботизированных движений, не подвергая опасности целостность человека-оператора.

Безопасный pHRI, включающий возможность безопасного перемещения в неструктурированной / неизвестной среде, обязательно тесно связан с управляемостью. Текущая стратегия, используемая робототехниками для достижения этой цели, состоит из формирования механического импеданса (Calanca et al., 2015), то есть позволяя контроллеру соответствия управлять сложным динамическим соотношением между положением / скоростью робота и внешними силами (Hogan, 1984).

Принцип прост: чтобы обеспечить хорошую адаптацию к неопределенной среде, а также целостность человека-оператора / пользователя во время взаимодействия с роботизированным устройством, последний должен двигаться согласованно, подобно человеку (Karayiannidis et al. др., 2015). Это подчеркивает важность импеданса и внутреннего соответствия (De Santis et al., 2008) и объясняет появление нового типа внутренне гибких приводов для pHRI (Ham et al., 2009), где требуется высокая степень соответствия (Haddadin and Croft, 2016).

С точки зрения управления, инерция полезной нагрузки, отраженная к первичному двигателю, уменьшается на коэффициент, соответствующий квадрату передаточного числа. Точно так же обычно небольшая инерция ротора первичного двигателя усиливается тем же фактором при отражении в сторону полезной нагрузки, который должен быть добавлен к инерции, возникающей в результате движения роботизированного устройства и груза по соображениям безопасности, а также из соображений безопасности. ограничение рабочих скоростей.

Хотя в большинстве актуаторов pHRI сегодня используются редукторы с высоким передаточным числом, некоторые известные робототехники Seok et al. (2014), Сенсингер и др. (2011) видят большой потенциал робототехники в использовании двигателей с высоким крутящим моментом (бегунков), требующих очень малых передаточных чисел. Новые производители робототехнических решений, такие как Genesis Robotics из Канады или Halodi Robotics AS из Норвегии, предлагают приводы для робототехники, основанные на этих принципах. По их мнению, увеличение инерции двигателя и уменьшение передаточного числа должно приводить к снижению инерции двигателя, отражаемой на рабочий орган, что позволяет повысить рабочие скорости и / или полезную нагрузку без ущерба для целостности оператора.Низкие передаточные числа также имеют дополнительное преимущество в пропускной способности: они имеют меньшее трение и люфт, уменьшая вклад нелинейностей от коробки передач. С другой стороны, умеренное передаточное число не может компенсировать нелинейные условия сцепления — обычно зубчатый крутящий момент (Siciliano et al., 2010).

Более пристальный взгляд на технические характеристики этих новых двигателей вызывает некоторые вопросы с точки зрения достижимой эффективности, веса или компактности, а также последствий для оборудования, возникающих в результате чрезмерной тяги к высоким электрическим токам (HALODI Robotics, 2018; GENESIS Robotics, 2020).

Подводя итог, нет полного согласия о том, как лучше всего подойти к безопасному срабатыванию для робототехники. Тем не менее, сильные естественные связи между безопасностью и управляемостью столь же очевидны, как и решающее значение передаточного числа трансмиссии и ее нелинейностей.

Вес и компактность

Облегченная конструкция имеет первостепенное значение для обеспечения совместимости безопасности и хорошей производительности в новых приложениях робототехники (Albu-Schäffer et al., 2008). Новейшие коллаборативные роботы (коботы), такие как облегченный робот KUKA, разработанный в сотрудничестве с Институтом робототехники и мехатроники Немецкого аэрокосмического центра (DLR), живут по этому принципу и, следовательно, сильно отличаются от тяжелых и громоздких традиционных промышленных роботов.Благодаря более низкой инерции, легкие коботы обеспечивают более высокую производительность — более высокие скорости — без ущерба для безопасности пользователя.

Этот выгодный аспект облегченной конструкции имеет и другие преимущества. Для мобильных робототехнических систем меньший вес означает большую автономность. В носимых вспомогательных роботизированных устройствах, включая протезы и экзоскелеты, легкий вес также является ключевым аспектом для повышения комфорта (Toxiri et al., 2019).

Высокая компактность — еще одна характерная черта этих новых роботизированных устройств: от коботов до вспомогательных устройств, компактность дает преимущества в маневренности и удобстве взаимодействия.

В роботизированных приложениях, предполагающих тесное сотрудничество с людьми или предоставление мобильных услуг, позиции по своей природе весьма неопределенны. Легкие и компактные конструкции особенно выгодны (Loughlin et al., 2007) для этих применений с двумя последствиями: первичные двигатели и трансмиссии — обычно самые тяжелые элементы в роботизированном устройстве — должны быть легкими и компактными, но легкие конструкции имеют тенденцию требовать меньший крутящий момент.

В отличие от веса коробки передач, определение подходящего критерия для оценки вклада коробки передач в компактность системы является более сложной задачей.Физический объем определенно играет роль, но наш опыт показывает, что фактическая форма коробки передач имеет тенденцию иметь большее влияние. Еще один аспект, о котором стоит упомянуть, — это наличие в некоторых конфигурациях редукторов свободного пространства для размещения материала или движущихся частей, таких как электродвигатели или выходные подшипники, также могут представлять особый интерес. Поэтому мы решили включить в нашу схему оценки приблизительную форму (диаметр × длина) выбранной коробки передач, в то время как наличие дополнительного места можно напрямую оценить с помощью предоставленных цифр для каждой из конфигураций.

Эффективность и виртуальная мощность

КПД

В таких областях, как автомобильные или ветряные турбины, эффективность редукторов долгое время находилась в центре внимания. С другой стороны, в робототехнике эффективность до недавнего времени не становилась ключевым параметром при выборе подходящей коробки передач (Arigoni et al., 2010; Dresscher et al., 2016).

Более высокий КПД — более низкие потери — позволяют снизить потребление энергии и прямо положительно влияют как на эксплуатационные расходы, так и на воздействие машины или устройства на окружающую среду.Для мобильных и носимых роботизированных устройств повышение эффективности также помогает снизить вес системы — требуются батареи меньшего размера — и в конечном итоге приводит к большей автономности и лучшему удобству использования (Kashiri et al., 2018).

В редукторах есть еще одно дополнительное преимущество в снижении потерь: большинство механических трансмиссий, используемых в робототехнике, имеют замкнутую форму и используют какой-либо контакт зубьев для передачи крутящего момента и движения между первичным двигателем и рабочим органом. Благодаря этому кинематическое соотношение между входной ω _In и выходной скоростями ω _Out заблокировано количеством зубцов и определяет его передаточное отношение i _K.В коробке передач без потерь передаточное отношение i _τ между выходным и входным крутящими моментами τ точно соответствует обратному кинематическому передаточному отношению с противоположным знаком. Но в реальной коробке передач наличие потерь изменяет это равенство, и, поскольку кинематическое передаточное число заблокировано числом зубцов, абсолютное значение передаточного числа крутящего момента должно уменьшаться пропорционально потерям:

ωInωOut = iK = — η iτ = -ητOutτIn; где η — КПД системы.

Следовательно, высокие потери в коробке передач означают, что меньший крутящий момент доступен для рабочего органа и требуются более высокие передаточные числа для достижения такого же усиления крутящего момента.

Редукторы подвержены нескольким видам потерь. Чтобы классифицировать их, мы принимаем критерии, предложенные Talbot и Kahraman (2014), и разделяем их на зависимые от нагрузки (механические) потери мощности, возникающие из-за скольжения и качения контактных поверхностей, как в контактах шестерен, так и в подшипниках, и нагрузки -независимые (спиновые) потери мощности — возникают из-за взаимодействия вращающихся компонентов с воздухом, маслом или их смесью.

Виртуальная сила

Термин виртуальная мощность, насколько известно авторам, был первоначально введен Ченом и Анхелесом (2006), но это явление, объясняющее аномально высокие потери, присутствующие в некоторых планетных топологиях, долгое время было известно под разными названиями, включая Blindleistung (Wolf, 1958; Mueller, 1998) и скрытая или бесполезная сила (Macmillan and Davies, 1965; Yu and Beachley, 1985; Pennestri and Freudenstein, 1993; Del Castillo, 2002).

Из-за своего принципа действия коробка передач всегда включает сторону с высокой скоростью, с низким крутящим моментом и сторону с высоким крутящим моментом, так и с низкой скоростью. Следовательно, его внутренние зубчатые зацепления обычно подвержены либо высокому крутящему моменту и низкой скорости, либо условиям высокой скорости и низкого крутящего момента. Однако в некоторых коробках передач из-за их специфической топологии некоторые зацепления шестерен могут одновременно взаимодействовать с высокой скоростью и высоким крутящим моментом. Зубчатые зацепления могут легко достичь КПД выше 98%, но поскольку генерируемые потери приблизительно пропорциональны произведению относительной скорости двух зубчатых элементов и крутящего момента, передаваемого через зацепление (Niemann et al., 1975), на этих высоконагруженных сетках появляются неожиданно большие потери. Виртуальная мощность обеспечивает основу для оценки вклада этого явления, которое в дальнейшем мы будем называть топологической эффективностью коробки передач.

Некоторые из вышеупомянутых авторов предлагают методы для оценки топологической эффективности данной конфигурации и определения ее влияния на общую эффективность системы. В рамках Chen and Angeles (2006) виртуальная мощность определяется как мощность, измеренная в движущейся — неинерциальной — системе отсчета.Скрытая мощность , представленная Ю и Бичли (1985), соответствует виртуальной мощности, когда опорная рамка является несущим элементом коробки передач, тогда как виртуальная мощность — это соотношение между виртуальной мощностью и мощностью, генерируемой внешним крутящим моментом. применяется по ссылке. Используя эти элементы, мы определяем коэффициент скрытой мощности топологии коробки передач как отношение суммы скрытых мощностей во всех зацеплениях к мощности, потребляемой коробкой передач.Таким образом, большой коэффициент скрытой мощности соответствует низкой топологической эффективности и указывает на сильную тенденцию к возникновению больших потерь за счет зацепления.

Чтобы облегчить понимание практического влияния на общую эффективность топологической эффективности, характеризующейся скрытым коэффициентом мощности, данной конфигурации редуктора, мы используем на этом этапе уравнения, предложенные Макмилланом и Дэвисом (1965) для расчета упрощенный пример.

Полная коробка передач робототехники обычно включает в себя несколько зацепляющих контактов, каждый из которых имеет разные рабочие условия и параметры, что приводит к различной эффективности зацепления.Эти КПД очень высоки в оптимизированных зубчатых зацеплениях — часто выше 99% — и позволяют упростить наши расчеты, учитывая общую уникальную эффективность зацепления η _м = 99% во всех зацепляющих контактах в нашем редукторе.

Во-первых, эталонный редуктор, идеальный с точки зрения топологической эффективности, имел бы только одно зацепление и коэффициент скрытой мощности L = 1. Таким образом, потери мощности внутри этого эталонного редуктора можно легко рассчитать как функцию входной мощности. как:

Таким образом, общая эффективность зацепления всего редуктора соответствует эффективности одиночного зацепляющего контакта:

ηsys, идеально = PIN-PLossPIN = ηm = 99%;

Неидеальный редуктор с таким же общим η _м во всех его зацеплениях и со скрытым коэффициентом мощности L, характеризующим его топологический КПД, указывает на то, что общие потери в редукторе могут быть приблизительно определены следующим образом:

Ploss, L≈ PIN * L * (1-ηm)

И общая эффективность зацепления всей коробки передач теперь составляет:

ηsys, L = PIN-PLoss, LPIN≈L * ηm + (1-L)

Что для η _м = 99% и для значения L = 50 дает:

Этот результат следует частично релятивизировать, потому что накопленные потери в первых зацеплениях, задействованных вдоль различных внутренних потоков мощности в коробке передач, приводят к тому, что меньшая виртуальная мощность, как предсказано этими уравнениями, будет течь через последующие зацепления.Эффект от этого состоит в том, что КПД обычно будет падать немного медленнее с коэффициентом скрытой мощности, а более реалистичное значение для предыдущего расчета обычно будет между 55 и 60%.

Чтобы частично компенсировать это большое влияние топологической эффективности на общую эффективность, конфигурации с большим скрытым коэффициентом мощности требуют чрезвычайно высокой эффективности зацепления: для достижения эффективности системы> 70% системе с L = 100 требуется средняя эффективность зацепления. выше 99.5%.

Поэтому в нашем дальнейшем анализе мы сосредоточимся только на оценке вклада топологической эффективности в эффективность коробки передач. Это позволяет нам использовать упрощенный метод для расчета коэффициента скрытой мощности, который, в первую очередь, не учитывает влияние на потери, вызванные уменьшением крутящего момента. Соответствующие расчеты, использованные для определения коэффициента скрытой мощности различных конфигураций редукторов, проанализированных в этой работе, включены в Приложение I.

Подводя итог, чтобы охарактеризовать важный эффект КПД коробки передач, мы оценим порядок величины трех параметров: (i) потери, зависящие от нагрузки, (ii) пусковой момент без нагрузки и (iii) коэффициент скрытой мощности.Хотя на него дополнительно влияет статическое трение, а не только кулоновское и вязкое трение, мы выбрали пусковой крутящий момент без нагрузки (относительно номинального крутящего момента) в качестве практического способа характеристики потерь, не зависящих от нагрузки. Наши обмены с производителями редукторов показывают, что это обычная практика, она не зависит от входной мощности и легко доступна в технических данных производителя.

Производительность

По сравнению со специальными машинами и машинами для автоматической сборки промышленные роботы не могут достичь тех же стандартов точности и скорости.Оба аспекта пришлось скомпрометировать, чтобы обеспечить большую степень гибкости и мобильности, а также рабочего пространства (Rosenbauer, 1995). С этой точки зрения HRI — это всего лишь еще один шаг в том же направлении: чтобы соответствовать дальнейшим потребностям гибкости и мобильности в неструктурированной среде, необходимы дополнительные компромиссы с точки зрения точности и скорости. Этот переход отражен на рисунке 1.

Рисунок 1 . Графическое описание перехода основных задач задач от машин через промышленных роботов и коботов к людям-операторам.

Точность и повторяемость

Множество аспектов редуктора вносят вклад в общую точность полного роботизированного устройства. Эти аспекты долгое время находились в центре внимания традиционной робототехники и сегодня хорошо изучены, так как работы, подобные работам Майра (1989), Шемпфа и Йоргера (1993) или Розенбауэра (1995), содержат очень хорошие ссылки для понимания этих сложных влияний. Эти исследования выявили особенно важную роль, которую играют потерянный ход и жесткость на кручение.

Lost Motion — это дальнейшее развитие принципа люфта, который описывает полное вращательное смещение, создаваемое приложением ± 3% от номинального входного крутящего момента.

Жесткость на кручение характеризует податливость всех элементов коробки передач при кручении во всем потоке сил под действием внешнего крутящего момента. Это достигается путем блокировки входа редуктора и постепенного увеличения крутящего момента, прилагаемого на выходе, при этом регистрируются изменения жесткости на кручение, приводящие к отклонениям от идеально линейного поведения.

По своей природе точные — малые потери движения и линейная высокая жесткость на кручение — редукторы упрощают задачу управления и обеспечивают высокую точность, идеально подходят для управления положением, в то время как менее точные редукторы создают более серьезные проблемы для управления положением и могут использоваться для более гибкого срабатывания. . В технологиях редукторов, где скорость оказывает сильное влияние на потери или с особенно нелинейным трением, также необходимо учитывать вклад этих элементов в точность.

Чтобы охарактеризовать возможности точности, наша конструкция включает потерю движения и жесткость на кручение, а также субъективную оценку изменения эффективности, вызванного изменениями скорости / крутящего момента.

Скорость и полезная нагрузка

Промышленные роботы могут обрабатывать большие полезные нагрузки за счет большой инерции. Для коботов, с другой стороны, соображения безопасности подразумевают, что они не должны обрабатывать такие большие полезные нагрузки, но благодаря более легкой конструкции они действительно могут достичь большего отношения полезной нагрузки к массе.

Соображения безопасности также ограничивают степень, в которой это уменьшение массы может быть использовано для увеличения рабочих скоростей (Haddadin et al., 2009). Тем не менее, более низкий крутящий момент способствует использованию более легких и быстрых электродвигателей, что в принципе требует более высоких передаточных чисел для этих приложений.

Критерий для характеристики вклада коробки передач в скорость и характеристики полезной нагрузки должен отражать эти аспекты и побуждать нас использовать в нашей структуре (i) максимальную входную скорость, (ii) максимальный воспроизводимый выходной крутящий момент, называемый моментом ускорения, и номинальный крутящий момент, (iii) ) передаточное число и (iv) отношение крутящего момента к массе как для номинального, так и для момента ускорения.

Сводка

Определение характеристик роботизированных коробок передач — сложная задача: высокая универсальность этих устройств и их сложное взаимодействие с первичными двигателями и системами управления делают прямое сравнение их характеристик особенно сложным.

Передаточное число продемонстрировало сильное влияние на производительность робототехнической системы. Это объясняет его предпочтительную роль в литературе, посвященной оптимизации срабатывания роботов, и растущий интерес робототехников к возможностям использования переменных передач (Kim et al., 2002; Карбон и др., 2004; Страмиджоли и др., 2008; Жирар и Асада, 2017). Хотя мы убеждены, что трансмиссии с регулируемой передачей являются очень многообещающими и определенно будут способствовать формированию будущего ландшафта робототехники, мы ограничили наш анализ здесь компактными коробками передач с постоянным передаточным числом. На данный момент мы считаем, что нам лучше всего подойдет этот ограниченный объем, который на самом деле может также способствовать выявлению потенциальных областей применения и подходящих технологий для трансмиссий с переменным передаточным числом.

На основе этого анализа мы предлагаем схему оценки будущих роботизированных коробок передач на основе следующих параметров:

• Передаточное число

• Ускорение и номинальный выходной крутящий момент

• Вес

• Форма: диаметр × длина

• Ускорение и номинальный крутящий момент к массе

• КПД: пиковое значение и субъективная зависимость от скорости и крутящего момента

• Топологическая эффективность: коэффициент скрытой мощности

• Пусковой момент при прямом и обратном движении холостого хода в% от номинального входного крутящего момента

• Потери, не зависящие от нагрузки

• Потерянное движение

• Максимальная скорость на входе

• Жесткость на кручение

Наша структура включает также эталонный вариант использования, характерный для множества задач pHRI согласно нашему собственному опыту: моменты ускорения более 100 Нм и передаточные числа более 1: 100, для которых необходимо оптимизировать вес, компактность и эффективность.

Обзор технологий передачи данных, используемых в настоящее время в промышленных роботах

Электродвигатели, оснащенные механическими трансмиссиями, обычно используются в качестве исполнительных механизмов в робототехнике (Rosenbauer, 1995; Scheinman et al., 2016), а также в промышленных роботах. Эти механические трансмиссии почти неизбежно основаны на какой-то зубчатой передаче (Sensinger, 2013).

Благодаря их большей способности снижать общий вес и поскольку электродвигатели имеют тенденцию иметь более высокий КПД на высоких рабочих скоростях, еще одной характеристикой промышленных роботизированных трансмиссий является использование относительно больших коэффициентов передачи (передаточных чисел), обычно выше 1:40. (Розенбауэр, 1995).

Планетарные редукторы: чрезвычайно универсальная платформа

Планетарные зубчатые передачи

(PGT) — это компактные, универсальные устройства, широко используемые в силовых передачах. Благодаря характерной коаксиальной конфигурации и хорошей удельной мощности они особенно подходят для вращающихся первичных двигателей, таких как электродвигатели.

PGT

могут использовать две дифференцированные стратегии для достижения высоких коэффициентов усиления: (i) добавление нескольких ступеней обычных, высокоэффективных PGT — здесь называемых редукторами и представленных на рисунке 2 — или (ii) использование особенно компактных конфигураций PGT с возможностью получения высоких передаточные числа.

Рисунок 2 . Внутреннее устройство редуктора Neugart с указанием его основных элементов, адаптировано из Neugart (2020) с разрешения © Neugart GmbH. Он также включает схему базовой топологии.

Хотя использование нескольких ступеней редукторов позволяет наилучшим образом использовать эффективность зацепления высоких шестерен и приводит к высокоэффективным редукторам, это обычно приводит к тяжелым и громоздким решениям. Компактные конфигурации PGT с другой стороны могут достигать высоких передаточных чисел в очень компактных формах, но они страдают от удивительно высоких потерь, связанных с высокими виртуальными мощностями (Crispel et al., 2018).

Особенно компактная конфигурация PGT для высоких передаточных чисел была впервые изобретена Вольфромом (1912) и использовалась в редукторах серии RE компании ZF Friedrichshafen AG (ZF), предназначенных для промышленных роботов (Looman, 1996). Эта конфигурация, показанная на Рисунке 3, сильно зависит от Virtual Power, и ZF представляет собой единственное известное коммерческое применение конфигураций PGT, отличное от обычных редукторов. Хотя производство серии RE было прекращено в 90-х годах, Wolfrom PGT в последнее время пользуются растущим интересом сообщества исследователей робототехники, как мы резюмировали в предыдущей статье авторов (López-García et al., 2019а).

Рисунок 3 . Внутреннее устройство ZF’s RG Series Wolfrom PGT для роботизированных приложений адаптировано из Looman (1996) с разрешения © 1998 Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Он также включает схему базовой топологии.

Таблица 1 представляет оценку PGT. Несмотря на завышенные размеры для нашего теста, мы использовали ZF RG350 Wolfrom PGT, чтобы попытаться оценить потенциал конфигураций PGT с высоким коэффициентом передачи, основываясь на имеющихся доказательствах его пригодности для достижения высоких коэффициентов (Арнаудов и Караиванов, 2005; Mulzer, 2010 ; Капелевич и AKGears LLC, 2013).Для редукторов мы выбрали — при поддержке производителей — подходящие решения из портфолио Wittenstein и Neugart. Стоит отметить важную роль, которую играет максимальное передаточное число на ступень в редукторе: в то время как Виттенштейн ближе к максимуму осуществимости, определяемому избеганием контакта между соседними планетами, Нейгарт выбирает в своей серии PLE (серия PLFE может достигать 1: 100 соотношений только в два этапа) более ограничительный подход и, следовательно, для достижения общего усиления 1: 100 требуется три этапа вместо двух для Виттенштейна.Это приводит к менее компактным решениям и более низкой эффективности для приложения 1: 100, но позволяет Neugart достичь более высокого прироста — до 1: 512 — без фундаментальных изменений веса, размера или эффективности.

Таблица 1 . Схема оценки решений с планетарной зубчатой передачей.

Редукторы

имеют вес около 4 кг, что нельзя напрямую сравнивать с увеличенными размерами RG350. RG350 имеет форму с большим диаметром и меньшей длиной, чем редукторы.Что касается отношения крутящего момента к весу, значения обоих решений кажутся относительно близкими.

Редукторы

имеют сильное преимущество в их хорошем КПД (выше 90%), который также менее чувствителен к изменениям рабочих условий, а пусковые моменты холостого хода очень низкие. Конфигурации с высоким коэффициентом полезного действия показывают, насколько сильно ограничивается топологическая эффективность, что приводит к снижению эффективности. Это, вероятно, объясняет, почему редукторы сегодня являются доминирующей технологией PGT в робототехнике.

PGT

показывают самые высокие входные скорости (до 8 500 об / мин), но их потери хода также самые большие (4–6 Arcmin) в обычных редукторах. В робототехнике PGT широко использовались в первых промышленных роботах, в то время как в последние десятилетия их использование сильно сократилось, в основном из-за их ограничений, связанных с уменьшением люфта. Несмотря на то, что существуют механизмы, ограничивающие изначально более значительную обратную реакцию PGT, на практике они основаны на введении определенной предварительной нагрузки, отрицательно влияющей на их эффективность (Schempf, 1990).

Гармонические приводы: без люфта, легкий редуктор с деформационной волной

Редуктор Strain Wave был изобретен Массером (1955) и нашел широкое применение в 70-х годах, первоначально в аэрокосмической отрасли. Его основное космическое применение было в качестве элемента механической передачи в аппарате лунохода Аполлона-15 в 1971 году (Schafer et al., 2005).

Название происходит от характерной деформации Flexspline , нежесткой, тонкой цилиндрической чашки с зубьями, которая служит выходным отверстием.Flexspline входит в зацепление с фиксированным сплошным круглым кольцом с внутренними зубьями шестерни Circular Spline , в то время как он деформируется вращающейся эллиптической заглушкой — волновым генератором , как это видно на Рисунке 4. Редукторы этого типа являются наиболее распространенными. обычно называют Harmonic Drive © (HD) из-за очень эффективной стратегии защиты IP.

Рисунок 4 . Внутренняя конфигурация коробки передач Harmonic Drive CSG (слева), адаптированная из Harmonic Drive (2014) с разрешения © 2019 Harmonic Drive SE, и коробка передач E-Cyclo (справа), адаптированная из SUMITOMO (2020) с разрешения © Sumitomo Drive, 2020 Germany GmbH.Также включена схема лежащей в основе топологии KHV, используемой для расчета его скрытого коэффициента мощности в Приложении I.

Для нашего сравнительного анализа мы выбрали два подходящих редуктора Harmonic Drive, CSD-25-2A, предназначенный для интеграции в роботизированное соединение, чтобы обеспечить адекватные структурные граничные условия, и сверхлегкий редуктор CSG-25-LW, представляющий конструктивно достаточное решение. что может быть более прямо по сравнению с другими технологиями. Совсем недавно SUMITOMO представила новый редуктор E-CYCLO, работающий также на принципе действия деформационной волны.SUMITOMO предоставила нам доступ к своему самому последнему каталогу (SUMITOMO, 2020), что позволило нам включить его в наш тест (Таблица 2). Еще одна интересная волна деформации, очень похожая на гармонический привод, недавно была также представлена GAM в своей серии коробок передач для робототехники, которая включает также планетарные зубчатые передачи и циклоидные приводы (GAM, 2020).

Таблица 2 . Схема оценки решений волн деформации.

Выбранная модель CSG имеет значительно больший крутящий момент, чем предполагалось в нашем тесте.Форма имеет больший диаметр, чем длина, а вес значительно ниже, чем у других технологий, и приводит к лучшему соотношению крутящего момента к массе из проанализированных технологий. Действительно, характерное зацепление с несколькими зубьями обеспечивает большее сопротивление крутящему моменту, чем в PGT, что делает эту технологию очень подходящей для соединений, расположенных ближе к рабочему органу, где они часто встречаются в современных промышленных роботах.

Пиковый КПД ниже, чем у редукторов, и ближе к RG350, а КПД особенно чувствителен к условиям эксплуатации.Поезда Strain Wave демонстрируют большие потери, не зависящие от нагрузки, и пусковые моменты без нагрузки, особенно в условиях обратного движения, которые становятся особенно критическими для высоких скоростей и / или низких крутящих моментов (Harmonic Drive, 2014). Для роботизированных устройств HRI, подверженных частым изменениям скорости и полезной нагрузки в сочетании с обменом энергией между роботизированным устройством и пользователем, это означает, что средняя эффективность быстро падает ниже 40–50% (López-García et al., 2019b). Также стоит отметить их большой коэффициент скрытой мощности, указывающий на одновременное присутствие высоких крутящих моментов и скоростей в зацеплении зубьев, что также помогает объяснить относительно низкий КПД.

Опять же, благодаря зацеплению с несколькими зубьями, можно достичь потерянных движений ниже 1 угловой минуты, что дает этому редуктору сильное преимущество, которое помогает гармоническим приводам находить широкое применение в промышленных роботах. Они смогли вытеснить PGT из многих приложений, особенно после значительного улучшения характеристик в результате новой геометрии зубьев, представленной этой компанией в 90-х годах, что также улучшило линейность их жесткости (Slatter, 2000).

Максимальная входная скорость раньше была сильным ограничением для использования редукторов HD (Schempf, 1990), но новые достижения и улучшения конструкции позволяют им теперь достигать 7500 об / мин.

Циклоидные приводы: для высокой прочности и жесткости на кручение

С момента своего изобретения Лоренцем Брареном в 1927 году (Li, 2014) циклоидные приводы нашли применение в основном в лодках, кранах и некотором крупном оборудовании, таком как прокатные станы или станки с ЧПУ. В циклоидных приводах эксцентричное входное движение создает шаткое циклоидальное движение одиночного большого планетарного колеса, которое затем преобразуется обратно во вращение выходного вала и приводит к высокой редукционной способности (Gorla et al., 2008), см. Рисунок 5.

Рисунок 5 . Внутренняя конфигурация циклоидных приводов SUMITOMO Fine Cyclo F2C-A15 и Fine Cyclo F2C-T155, идентифицирующая их основные элементы, адаптирована из SUMITOMO (2017) с разрешения © Sumitomo Cyclo Drive Germany GmbH, 2017. Он также включает схему лежащих в основе топологий.

Таблица 3 включает лидера рынка (NABTESCO RV) в этом сегменте и основных претендентов (SPINEA и SUMITOMO). RV от NABTESCO и серия Fine-Cyclo T от SUMITOMO включают в себя обычную ступень PGT с предварительным зацеплением.Полезная нагрузка этих устройств больше, чем требуется для нашего теста, и приводит к большому весу. Это уже дает ценную информацию: более компактные решения недоступны на рынке и, согласно информации, предоставленной некоторыми производителями, менее интересны, поскольку для них потребуется высочайшая точность производства и, в конечном итоге, приведет к высоким затратам.

Таблица 3 . Схема оценки решений для циклоидных приводов.

Формы аналогичны коробкам передач с волновой деформацией, а по весу больше и ближе к весам PGT по вышеупомянутым причинам.Отношение крутящего момента к массе больше, чем у PGT, но немного ниже, чем у редукторов с волновой деформацией. Основное преимущество циклоидных приводов заключается именно в их способности выдерживать большие нагрузки и особенно ударные нагрузки, а также в минимальных затратах на техническое обслуживание.

Пиковый КПД выше, чем у редукторов с волновой деформацией, и ближе к КПД PGT, но КПД сильно зависит от условий эксплуатации (Mihailidis et al., 2014), и пусковые моменты холостого хода, и коэффициент скрытой мощности высоки, как аналогично редукторам с волновой деформацией.

Хотя они, как правило, имеют некоторый люфт, который, если его часто компенсировать в своей конструкции, достигает уровней, сопоставимых с уровнями редукторов с волновой деформацией, вероятно, за счет немного более высокого трения. Их жесткость на кручение — самая большая из проанализированных технологий редукторов.

Циклоидные приводы

имеют неотъемлемое ограничение на работу с высокими входными скоростями, вызванное наличием большого и относительно тяжелого планетарного (кулачкового) колеса, что приводит к большой инерции и дисбалансу.Это мотивирует использование, как правило, двух планетарных колес, расположенных последовательно и смещенных на 180 градусов друг к другу, для устранения дисбаланса, уменьшения вибраций и увеличения входной скорости. Это объясняет, как благодаря объединению циклоидных приводов со ступенями предварительного зацепления, состоящими из обычных ступеней PGT, циклоидные приводы получили широкое распространение в робототехнике. Такое расположение повышает эффективность, снижает чувствительность к высоким входным скоростям и обеспечивает легкую адаптацию их передаточных чисел.В 90-х годах гармонические приводы доминировали на рынке роботизированных коробок передач, но усовершенствования циклоидной технологии позволили циклоидным приводам начать покорять бездорожье, сначала в Японии, а затем в других местах (Rosenbauer, 1995). В настоящее время такие производители, как NABTESCO, SUMITOMO или NIDEC, предлагают циклоидные гибриды с интегрированным передаточным механизмом PGT, покрывающие более 60% рынка роботизированных коробок передач, и поэтому стали новой доминирующей технологией, особенно для проксимальных суставов, подверженных более высоким нагрузкам и меньшим ограничениям по весу (WinterGreen Исследования, 2018).

Наконец, стоит упомянуть наличие относительно большой пульсации крутящего момента, которая вносит нелинейности и усложняет их регулирование. Эта пульсация крутящего момента связана с необходимостью использования циклоидных профилей зубьев, чтобы избежать столкновения зубьев между большим планетарным колесом (-ами) и зубчатым венцом, что делает эти устройства чрезвычайно чувствительными к изменениям межцентрового расстояния, возникающим даже из-за небольших производственных ошибок. Существует несколько попыток улучшить эту ситуацию, используя эвольвентные зубья, менее чувствительные к изменениям межцентрового расстояния, с уменьшенными углами давления и / или коэффициентами контакта для минимизации радиальных сил и повышения эффективности (Морозуми, 1970), а также с использованием других форм нестандартных зубьев. -инволютные зубы (Коряков-Савойский и др., 1996; Хлебаня и Куловец, 2015).

Обзор новых технологий передачи для робототехники

Усилитель крутящего момента REFLEX

Genesis Robotics привлекла большое внимание в сообществе робототехники с появлением их двигателя с прямым приводом, LiveDrive ^©. Согласно Genesis, LiveDrive в двух доступных топологиях — радиальном и осевом потоках — обеспечивает сравнительные характеристики в соотношении крутящего момента к массе. Двигатель с осевым магнитным потоком может достигать 15 Нм / кг, в то время как радиальный поток ограничивается максимум 10 Нм / кг.

Чтобы расширить спектр применения, Genesis Robotics представила совместимую коробку передач под названием Reflex , показанную на рисунке 6. Эта литая под давлением сверхлегкая пластиковая коробка передач предназначена для легких роботов, и хотя изначально она была разработана для совместной работы с LiveDrive. и поэтому он нацелен на передаточные числа ниже 1:30, он также способен обеспечивать передаточные числа до 1: 400 (GENESIS, 2018).

В основе топологии лежит топология Wolfrom PGT с несколькими меньшими планетами (Klassen, 2019), в которой реактивное (неподвижное) кольцевое зубчатое колесо разделено на две части для балансировки в соответствии с конструкцией, первоначально предложенной Россманом (1934) и используемой в качестве хорошо в передаче Hi-Red Tomcyk (2000).

В редукторе Reflex выходное кольцо также разделено для облегчения сборки с косозубыми зубьями. Еще одним интересным аспектом этой конструкции является заклеенная лентой форма планет, которая, как подозревают авторы, связана с возможностью предварительной нагрузки системы для достижения нулевого люфта, который, как утверждает Genesis, возможен с этой коробкой передач.По заявлению компании, гибкость пластиковых планетарных колес также дает преимущество в уменьшении люфта.

К сожалению, пока не доступны независимые тесты, подтверждающие данные характеристики, и никаких официальных данных, особенно по эффективности, на данный момент от Genesis не имеется, поэтому в Таблицу 4 включено только значение Latent Power Ratio, вытекающее из его топологии.

Таблица 4 . Схема оценки новых технологий редукторов.

Таким образом, хотя лежащая в основе топология Wolfrom указывает на то, что эффективность, безусловно, будет сложной задачей, эта инновационная коробка передач демонстрирует большой потенциал для переосмысления существующих технологий и их адаптации к будущим потребностям робототехники. Genesis Robotics недавно вступила в интересное партнерство с известными промышленными компаниями, такими как Koch Industries Inc. и Demaurex AG.

Проезд Архимеда

IMSystems из Нидерландов является дочерним предприятием Делфтского технологического университета, созданным в 2016 году для использования изобретения Archimedes Drive (Schorsch, 2014).

Привод Архимеда снова повторяет топологию редуктора Wolfrom (также с разрезным реактивным кольцом в некоторых его конструкциях), но включает в себя революционное новшество в использовании роликов вместо шестерен для замены зубчатых контактов контактами качения, см. Рисунок 7. Контролируемая деформация планетарных роликов позволяет передавать крутящий момент между планетами аналогично колесам транспортного средства.

Рисунок 7 . Внутренняя конфигурация привода Архимеда с деталями, показывающими его планеты Flexroller, адаптирована из IMSystems (2019) с разрешения © 2019 Innovative Mechatronic Systems B.V., со схемой лежащей в основе топологии.

Характеристики, представленные в таблице 4, взятой из брошюры компании (IMSystems, 2019) и доступной по запросу, показывают, что использование топологии Wolfrom дает этому устройству возможность достигать очень высоких передаточных чисел в компактной форме, но это также приводит к низкой топологической эффективности. Согласно IMSystems, замена контакта зубьев шестерни на контакт качения способствует минимизации контактных потерь, которые, в частности, при передаче крутящего момента между планетарной передачей и кольцевыми роликами должны компенсировать высокое латентное соотношение мощности и приводить к максимальному КПД. около 80% (IMSystems, 2019).Никаких данных о пусковых моментах или потерях, не зависящих от нагрузки, не приводится.

Чтобы обеспечить передачу высокого крутящего момента без проскальзывания, необходимо строго контролировать деформацию роликов планетарного механизма, а также производственные допуски коробки передач. Это представляет собой одну из основных технологических проблем, и это ядро инноваций, вносимых этой технологией (Schorsch, 2014).

NuGear

STAM s.r.l. — частная инженерная компания из Генуи, которая помогла разработать роботизированный сустав для гуманоидного робота I-Cub.Их NuGear — это нутационная коробка передач, которая изначально была задумана (Барбагелата и Корсини, 2000) для космических приложений, но могла бы развить свой потенциал для робототехники также за счет исследования альтернативных производственных средств.

Пока нет общедоступной информации о рабочих характеристиках этой коробки передач, что означает, что мы можем предоставить здесь только предварительный анализ ее топологии и результирующих характеристик, которых можно ожидать на основе ограниченной информации, доступной в основном из проекта Caxman EU ( CAxMan, 2020), для которого NuGear был вариантом использования, и из доступных патентов (Barbagelata et al., 2016).

На рисунке 8 внутренняя структура NuGear представлена с использованием эквивалентной конфигурации PGT — для облегчения понимания абстрагируется аспект нутации. Таким образом становится ясно, что NuGear напоминает два PGT Wolfrom, для которых несущая используется в качестве входа, соединенных последовательно, и где каждый из них соответствует одному из двух этапов, определенных в Barbagelata et al. (2016). Это еще раз указывает на то, что в этой коробке передач будет присутствовать относительно высокий коэффициент скрытой мощности.Для передаточного числа 1: 100 и при условии сбалансированного усиления 1:10 на каждой из двух ступеней, как предложено в Barbagelata et al. (2016), мы получаем, используя уравнения, выведенные в Приложении I, коэффициент скрытой мощности 32, что указывает на топологическую эффективность, аналогичную таковой у Wolfrom PGT.

Рисунок 8 . Внутренняя конфигурация двухступенчатой коробки передач NuGear для версии с оппозитными контактами планет адаптирована из CAxMan (2020) с разрешения © Stam S.r.l. Он также включает схему базовой топологии.

Еще предстоит подтвердить, в какой степени использование методов аддитивного производства может помочь STAM s.r.l. снизить большие затраты на производство конических зубчатых колес, а также определить, сможет ли операция нутации достичь достаточной надежности и более компактной формы, которые могут открыть дверь для ее использования в области робототехники (CAxMan, 2020).

Двусторонний привод

Компания FUJILAB в Иокогаме предложила в Fujimoto (2015) коробку передач с высокой степенью управляемости для робототехники, которая особенно подходит для работы без датчика крутящего момента (Kanai and Fujimoto, 2018).

Как видно на Рисунке 9, конфигурация этого устройства опять же аналогична Wolfrom PGT. При такой топологии Fujimoto et al. смогли достичь при передаточном числе 1: 102 КПД при движении вперед 89,9% и КПД при движении задним ходом 89,2%. Пусковой крутящий момент без нагрузки в обратном направлении составил 0,016 Нм в коробке передач с внешним диаметром ~ 50 мм (Kanai and Fujimoto, 2018). Стратегия достижения такой высокой эффективности с топологией Wolfrom заключается в оптимизации коэффициентов сдвига профиля (Fujimoto and Kobuse, 2017).

Рисунок 9 . Внутренняя конфигурация двустороннего привода, высокоэффективной коробки передач, способной обеспечивать передаточное число 1: 102 с использованием топологии Wolfrom, любезно предоставлено © Yasutaka Fujimoto.

Эти многообещающие результаты — см. Таблицу 4 — показывают, что выравнивание коэффициентов подвода и выемки посредством оптимизации коэффициентов смещения профиля может привести к чрезвычайно высокой эффективности зацепления. Насколько известно авторам, эта стратегия была первоначально предложена Хори и Хаяши (1994) и особенно интересна в топологии Wolfrom, где она в конечном итоге может обеспечить эффективность выше 90% в сочетании с высокими передаточными числами и компактными топологиями.

Привод подшипника шестерни

Вслед за новаторской работой в этой области Джона М. Враниша из НАСА, результатом которой стало изобретение планетарной шестерни без водила во Вранише (1995) и подшипников с частичным зубчатым колесом (Враниш, 2006), NASA Goddard Space Центр управления полетами представил свою концепцию нового зубчатого подшипника в Вайнберге и др. (2008).

Северо-Восточный университет в Бостоне продолжил разработку этого нового привода для применения в роботизированных соединениях.Как можно увидеть на Рисунке 10, он включает в себя редуктор Wolfrom, адаптированный для использования без несущей конструкции Vranish и зубчатых подшипников. Подшипники шестерен представляют собой контакты качения, которые предусмотрены для каждой пары зубчатых зацеплений в соответствии с их делительным диаметром и уменьшают нагрузку на подшипники коробки передач (Brassitos et al., 2013). Эта топология обеспечивает удобную интеграцию электромотора, который, следовательно, встроен в полую часть большого солнечного зубчатого колеса в конфигурации, специально предназначенной для космических приложений (Brassitos and Jalili, 2017).

Рисунок 10 . Внутренняя конфигурация зубчатого подшипника привода, включая встроенный бесщеточный двигатель, адаптирована из Brassitos and Jalili (2017) с разрешения © 2017 Американское общество инженеров-механиков ASME. Справа также показана основная топология Wolfrom с расщепленным реакционным кольцом.

В Brassitos and Jalili (2018) металлический прототип привода с зубчатым подшипником с передаточным числом 1:40 характеризуется жесткостью, трением и кинематической погрешностью.Измерения полностью соответствуют показателям FUJILAB и подтверждают низкий пусковой крутящий момент без нагрузки в этой конфигурации (0,0165 Нм для внешнего диаметра коробки передач ~ 100 мм). После экспериментального измерения жесткости, трения и кинематической погрешности их привода (Brassitos and Jalili, 2018) интегрировали эти значения в динамическую модель, которая затем была смоделирована и сравнена с откликом скорости разомкнутого контура системы при свободном синусоидальном движении, показав хорошие результаты. корреляция и предлагает очень удобную высокую линейность передачи.

Предварительные измерения показали хороший комбинированный КПД двигателя и коробки передач Wolfrom с передаточным числом 1: 264 (Brassitos et al., 2013), что не очень хорошо коррелирует с рассчитанным скрытым коэффициентом мощности 196. КПД не был определен. снова в центре внимания недавних статей авторов, и мы, к сожалению, не смогли на данный момент подтвердить окончательные уровни эффективности, которых могут достичь новые прототипы.

В любом случае привод с зубчатым подшипником дает очень интересные возможности для использования потенциала топологии Wolfrom в робототехнике.Возможность удаления несущей конструкции и встраивания электродвигателя в коробку передач в общем корпусе позволяет получить впечатляюще компактные конструкции. Возможность использования продольных роликов зубчатых подшипников для уменьшения радиальной нагрузки на подшипники также является многообещающим вариантом для повышения компактности и повышения эффективности (Brassitos et al., 2019).

Галакси Драйв

Schreiber and Schmidt (2015) защищает основные инновации, включенные в Galaxie Drive, коробку передач, которую WITTENSTEIN в настоящее время выводит на рынок прецизионных коробок передач через свой стартап Wittenstein Galaxie GmbH, созданный в апреле 2020 года.

Хотя техническое описание и подробная информация еще не доступны, также раскрыты принцип работы и ожидаемая прибыль. Galaxie Drive представляет новый кинематический подход, основанный на линейном наведении одиночного зуба в зубчатом картере Teeth Carrier , но, по мнению этих авторов, его топология напоминает топологию деформационно-волнового механизма, см. Рис. 11. Гибкая линия заменена зубьями. Держатель, включающий два ряда отдельных зубцов, выполнен с возможностью радиального перемещения и зацепления с круговым шлицем в качестве вращающегося многоугольного вала выполняет роль генератора волн с многоугольным периметром (Schreiber and Röthlingshöfer, 2017).Следовательно, несколько отдельных зубцов одновременно входят в зацепление с круговым шлицем — так же, как в Harmonic Drive. По словам производителя, это вместе с двухточечным контактом с высокой устойчивостью к крутящему моменту между каждым отдельным зубом и зубчатым каркасом обеспечивает этому устройству характерный нулевой люфт, высокую жесткость на кручение и эталонное соотношение крутящего момента к весу.

В ходе прямого обмена мнениями представители Виттенштейна подтвердили, что очевидная проблема трения между отдельными зубьями и их направляющим круговым кольцом решена, и Galaxie может достичь максимальной эффективности выше 90%. Из-за лежащей в основе конфигурации KHV ожидаются большие коэффициенты скрытой мощности, но пока невозможно получить дальнейшее представление об эффективности зацепления, которая будет результатом радиального движения зубьев, которое включает новую логарифмическую спиральную боковую поверхность зуба (Мишель, 2015).

Изначально привод Galaxie Drive предназначался для высокоточного оборудования, где высокая жесткость и сопротивление крутящему моменту могут помочь увеличить скорость и повысить производительность. В будущем мы, безусловно, сможем оценить потенциал этой инновационной технологии также для робототехнических приложений.

Обсуждение

Новое поколение роботизированных устройств меняет приоритеты в выборе подходящих коробок передач. Вместо высочайшей точности на высоких скоростях эти устройства предъявляют более строгие требования к легким и очень эффективным устройствам с механическим усилением.

Сверхлегкие приводы деформационных волн (HD, E-cyclo), безусловно, находятся в очень хорошем положении для удовлетворения этих потребностей, что подтверждается их нынешним доминированием в области коботов. При рассмотрении привода волны деформации для роботизированной задачи pHRI работа при низких крутящих моментах и скоростях должна быть сведена к минимуму, если эффективность должна быть максимальной. Хотя их оптимизированная геометрия зубьев способствует более линейной жесткости на кручение, трение остается очень нелинейным и зависит от направления, вызывая также определенные ограничения использования.Храповик как следствие ударной нагрузки — еще одно ограничение, которое следует учитывать для этого типа редуктора, которое E-Cyclo не должен иметь (SUMITOMO, 2020).

Циклоидные приводы

прошли долгий путь, чтобы в конечном итоге стать доминирующей технологией в промышленных роботах. Благодаря технологическим достижениям, направленным на уменьшение люфта и ограничений скорости ввода, они теперь могут обеспечивать хорошую точность с приемлемой эффективностью, несмотря на высокие скрытые коэффициенты мощности, возникающие из-за базовой топологии KHV, эквивалентной топологии приводов с волновой деформацией.Использование ступени перед зацеплением также вносит важный вклад в достижение этой цели за счет повышения базовой топологической эффективности. Сверхлегкие конструкции, подобные конструкции SPINEA, демонстрируют интересный потенциал, но в конечном итоге потребуются более прорывные подходы, такие как пластиковые материалы, чтобы удовлетворить потребности в более легких коробках передач и более высоких передаточных числах, необходимых для HRI. Пока это не станет возможным, циклоидные приводы можно рассматривать только для больших полезных нагрузок, когда их больший вес и результирующая инерция не критичны для работы.Когда исключительная точность не требуется, можно избежать мер компенсации люфта в пользу повышения эффективности и более низких пусковых моментов. В любом случае следует позаботиться о том, чтобы адекватно управлять пульсацией крутящего момента, и, вероятно, необходимо будет остаться на этапе перед включением, чтобы обеспечить высокие скорости входного двигателя.

Невозможность планетарных редукторов уменьшить люфт при сохранении хорошей производительности и ограничения жесткости на кручение ограничили их использование в промышленной робототехнике. Тем не менее, PGT чрезвычайно универсальны, что демонстрирует их широкое использование во множестве современных промышленных устройств.И они по своей сути эффективны, надежны и относительно просты — дешевы — в производстве. Это может объяснить недавний интерес робототехников к PGT и почему пять из шести изученных здесь высоко инновационных редукторов основаны на конфигурации PGT с высоким передаточным числом: топологии Wolfrom. Лучшая топологическая эффективность в сочетании с улучшением эффективности зацепления за счет модификации профиля или даже еще одного шага вперед по замене зубьев контактами качения являются многообещающими характеристиками. В сочетании с возможностями, открываемыми их полой топологией, эти элементы потенциально могут привести к возвращению PGT в робототехнику.

Наше исследование показывает, что большая универсальность технологий редукторов, используемых в робототехнике, представляет собой серьезную проблему для прямого сравнения их характеристик. Как показывают примеры люфта и максимальной входной скорости, адекватные модификации конструкции могут надлежащим образом компенсировать большинство исходных слабых мест определенной технологии за счет компромиссов в других аспектах, обычно включая эффективность, размер, вес и стоимость. Точно так же большие скрытые коэффициенты мощности указывают на существенный топологический недостаток с точки зрения эффективности, но он также может быть — по крайней мере частично — компенсирован соответствующими модификациями.Таким образом, обучающий эффект заключается в том, что выбор подходящей технологии редуктора для определенного применения pHRI является чрезвычайно сложным процессом, требующим глубокого понимания фундаментальных недостатков, возможностей улучшения и производных компромиссов каждой технологии. Наша первоначальная цель исследования — внести свой вклад в простую таблицу выбора, способную помочь неопытным робототехникам в выборе подходящих технологий редукторов для своих робототехнических устройств, поэтому не могла быть достигнута.Вместо этого в этой статье собраны и объясняются основные параметры выбора и связанные с ними проблемы в каждой из доступных технологий, чтобы помочь инженерам-роботам pHRI развить необходимые навыки, необходимые для осознанного выбора подходящей, индивидуально оптимизированной коробки передач.

Два важных аспекта роботизированных редукторов для pHRI, к сожалению, не могут быть адекватно оценены в нашем исследовании на данном этапе: шум и стоимость. По мере того как робототехнические устройства становятся все ближе к людям, робототехники уделяют все больше внимания шуму.Редукторы, безусловно, представляют собой важный источник шума (переносимого воздухом и конструкцией), но, к сожалению, на данном этапе рекомендуется исключить шум из нашего анализа по двум основным ограничениям. Во-первых, большинство производителей редукторов еще не предоставляют количественных оценок шумовых характеристик, и когда они это делают, они, как правило, следуют другим методам испытаний, которые также не особенно подходят для рабочих условий в pHRI. Во-вторых, современные технологии коробок передач все еще должны пройти ожидаемый процесс оптимизации шума.

Стоимость также является важным параметром, делающим технологии pHRI более доступными, и поэтому становится важным при выборе подходящих редукторов для будущих робототехнических технологий. К сожалению, и здесь научному сообществу доступно недостаточное количество исходной информации для систематической справедливой оценки крупномасштабного экономического потенциала определенной технологии редукторов. Прежде чем можно будет определить подходящую основу для оценки этого потенциала, требуется большой объем исследовательской работы, которая явно выходит за рамки нашего исследования.

Эти два ограничения очерчивают основные рекомендации авторов по интересным направлениям будущих исследований. Определение стандартных условий испытаний на воздушный и конструкционный шум в коробках передач, особенно адаптированных к типичным условиям эксплуатации и потребности в pHRI, могло бы позволить прямое сравнение различных технологий и способствовать их оптимизации шума. Кроме того, составление доступных моделей затрат для производственных процессов, связанных с изготовлением редукторов, и их адаптация к специфике конкретных технологий, используемых в робототехнике, позволит составить основу для оценки потенциала крупномасштабных затрат (и препятствий) разные технологии.

Авторские взносы

Все авторы принимали участие в предварительной работе, связанной с этой темой исследования, и внесли свой вклад в концептуализацию структуры, представленной в рукописи. PG работала над созданием подходящей системы оценки для выполнения анализа коробки передач и взяла на себя инициативу в написании рукописи и преобразовании ее в ее нынешнюю форму. PG и ES в равной степени внесли свой вклад в определение потенциально подходящих технологий и их анализ с помощью фреймворка.Все корректуры авторов прочитали и внесли свой вклад в окончательную версию статьи.

Финансирование

SC, ES (доктор философии) и TV (доктор наук) являются научными сотрудниками Исследовательского фонда Flanders — Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek (FWO). Эта работа частично финансируется Программой исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 в рамках Соглашения о гранте № 687662 — проект SPEXOR.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить профессора Ясутака Фудзимото из Йокогамского национального университета, а также компании Neugart GmbH, Harmonic Drive SE, Sumitomo Drive Germany GmbH, Genesis Robotics, Innovative Mechatronic Systems B.V., Stam s.r.l. и Wittenstein Galaxy GmbH за любезную поддержку и полученные объяснения, а также за разрешение использовать прилагаемые изображения их устройств.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/frobt.2020.00103/full#supplementary-material

Список литературы

Альбу-Шеффер, А., Эйбергер, О., Гребенштейн, М., Хаддадин, С., Отт, К., Вимбок, Т. и др. (2008). Мягкая робототехника. Робот IEEE. Автомат. Mag. 15, 20–30. DOI: 10.1109 / MRA.2008.927979

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Arigoni, R., Cognigni, E., Musolesi, M., Gorla, C., and Concli, F. (2010). «Планетарные редукторы скорости: КПД, люфт, жесткость» в Международная конференция VDI по зубчатым колесам (Мюнхен).

Google Scholar

Арнаудов, К., Караиванов, Д. (2005). «Планетарные зубчатые передачи с высшим составом» в Международная конференция VDI по зубчатым колесам , Vol. 1904 (Мюнхен: VDI-Bericht), 327–344.

Барбагелата А. и Корсини Р. (2000). Riduttore Ingranaggi Conici Basculanti . Патент Италии № IT SV20000049A1. Рим: Ufficio Italiano Brevetti e Marchi.

Барбагелата А., Эллеро С. и Ландо Р. (2016). Планетарный редуктор .Европейский патент № EP2975296A2. Мюнхен: Европейское патентное ведомство.

Brassitos, E., and Jalili, N. (2017). Проектирование и разработка компактного высокомоментного роботизированного привода для космических механизмов. J. Mech. Робот. 9, 061002-1–061002-11. DOI: 10.1115 / 1.4037567

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Brassitos, E., and Jalili, N. (2018). «Определение характеристик жесткости, трения и кинематической погрешности в трансмиссиях с зубчатыми подшипниками», в ASME 2018 International Design Engineering Technical Conference и Computers and Information in Engineering Conference (Квебек: цифровая коллекция Американского общества инженеров-механиков).DOI: 10.1115 / DETC2018-85647

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Brassitos, E., Mavroidis, C., and Weinberg, B. (2013). «Зубчатый подшипниковый привод: новый компактный привод для роботизированных соединений», в ASME 2013 International Design Engineering Technical Conference и Computers and Information in Engineering Conference (Портленд, Орегон: цифровая коллекция Американского общества инженеров-механиков). DOI: 10.1115 / DETC2013-13461

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брасситос, Э., Вайнберг, Б., Цинчао, К., и Мавроидис, К. (2019). Контактная система изогнутого подшипника . Патент США № US10174810B2. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Каланка, А., Мурадор, Р., Фиорини, П. (2015). Обзор алгоритмов совместимого управления жесткими и фиксированными роботами. IEEE / ASME Trans. Мех. 21, 613–624. DOI: 10.1109 / TMECH.2015.2465849

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карбоне, Г., Mangialardi, L., и Mantriota, G. (2004). Сравнение характеристик полнотороидальных и полутороидальных тяговых приводов. мех. Мах. Теория 39, 921–942. DOI: 10.1016 / j.mechmachtheory.2004.04.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cetinkunt, S. (1991). Проблемы оптимального проектирования в высокоскоростных высокоточных сервосистемах движения. Мехатроника 1, 187–201. DOI: 10.1016 / 0957-4158 (91)-A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, К.и Анхелес Дж. (2006). Потери виртуальной мощности и механические потери мощности в зубчатых зацеплениях планетарных зубчатых передач. ASME J. Mech. Des. 129, 107–113. DOI: 10.1115 / 1.2359473

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, Д. З., и Цай, Л. В. (1993). Кинематический и динамический синтез редукторных робототехнических механизмов. J. Mech. Des. 115, 241–246. DOI: 10.1115 / 1.2919183

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Crispel, S., López-García, P., Verstraten, T., Convens, B., Saerens, E., Vanderborght, B., and Lefeber, D. (2018). «Представляем составные планетарные передачи (C-PGT): компактный способ достижения высоких передаточных чисел для носимых роботов», на Международном симпозиуме по носимой робототехнике (Пиза), 485–489. DOI: 10.1007 / 978-3-030-01887-0_94

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Сантис, А., Сицилиано, Б., Де Лука, А., и Бикки, А. (2008). Атлас физического взаимодействия человека и робота. мех.Мах. Теория 43, 253–270. DOI: 10.1016 / j.mechmachtheory.2007.03.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дель Кастильо, Дж. М. (2002). Аналитическое выражение КПД планетарных зубчатых передач. мех. Мах. Теория 37, 197–214. DOI: 10.1016 / S0094-114X (01) 00077-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дрессчер, Д., де Врис, Т. Дж., И Страмиджоли, С. (2016). «Выбор мотор-редуктора для повышения энергоэффективности», Международная конференция IEEE 2016 по усовершенствованной интеллектуальной мехатронике (AIM) (Банф, AB: IEEE), 669–675.DOI: 10.1109 / AIM.2016.7576845

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фудзимото, Ю. (2015). Эпициклический зубчатый привод и метод его конструирования . Патент Японии № JP2015164100. Токио: Патентное ведомство Японии.

Fujimoto, Y., and Kobuse, D. (2017). «Роботизированные приводы с высокой степенью управляемости», на международном семинаре IEEJ по обнаружению, срабатыванию, управлению движением и оптимизации (SAMCON) (Нагаока), IS2–1.

GAM (2020). GSL Трансмиссионная коробка передач .Каталог.

ГЕНЕЗИС (2018). Усилитель крутящего момента Reflex — движущая сила будущего . Tech Update Общайтесь.

Giberti, H., Cinquemani, S., and Legnani, G. (2010). Влияние механических характеристик трансмиссии на выбор мотор-редуктора. Мехатроника 20, 604–610. DOI: 10.1016 / j.mechatronics.2010.06.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Girard, A., and Asada, H.H. (2017). Использование естественной динамики нагрузки с приводами с регулируемым передаточным числом. Робот IEEE. Автомат. Lett. 2, 741–748. DOI: 10.1109 / LRA.2017.2651946

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Горла, К., Даволи, П., Роза, Ф., Лонгони, К., Чиоцци, Ф., и Самарани, А. (2008). Теоретический и экспериментальный анализ циклоидного редуктора скорости. J. Mech. Des. 130: 112604. DOI: 10.1115 / 1.2978342

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Groothuis, S. S., Folkertsma, G. A., and Stramigioli, S. (2018). Общий подход к достижению стабильности и безопасного поведения в распределенных роботизированных архитектурах. Фронт. Робот. AI 5: 108. DOI: 10.3389 / frobt.2018.00108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаддадин, С., Альбу-Шеффер, А., и Хирцингер, Г. (2009). Требования к безопасным роботам: измерения, анализ и новые идеи. Внутр. J. Робот. Res , 28, 1507–1527. DOI: 10.1177 / 0278364

3970

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаддадин, С., Крофт, Э. (2016). «Физическое взаимодействие человека и робота», в Справочник по робототехнике Springer (Cham: Springer), 1835–1874.DOI: 10.1007 / 978-3-319-32552-1_69

CrossRef Полный текст | Google Scholar

HALODI Robotics (2018). ДВИГАТЕЛЬ с прямым приводом Revo1 ™ [Брошюра], Moss. Доступно в Интернете по адресу: https://www.halodi.com/revo1 (по состоянию на 30 апреля 2020 г.).

Хэм, Р. В., Шугар, Т. Г., Вандерборг, Б., Холландер, К. В., и Лефебер, Д. (2009). Соответствующие конструкции приводов. Робот IEEE. Автомат. Mag. 16, 81–94. DOI: 10.1109 / MRA.2009.933629

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гармонический привод A.G. (2014) Наборы компонентов CSD-2A для технических данных . Каталог.

Hlebanja, G., and Kulovec, S. (2015). «Разработка плоскоцентрической коробки передач на основе геометрии S-образной шестерни», в 11. Kolloquium Getriebetechnik (Мюнхен), 205–216.

Google Scholar

Хоган, Н. (1984). «Контроль импеданса: подход к манипуляции», , 1984 American Control Conference (Сан-Диего, Калифорния: IEEE), 304–313. DOI: 10.23919 / ACC.1984.4788393

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хори, К., и Hayashi, I. (1994). Максимальный КПД обычных механических планетарных шестерен парадокса для редуктора. Пер. Jpn. Soc. Мех. Англ. 60, 3940–3947. DOI: 10.1299 / kikaic.60.3940

CrossRef Полный текст

Хантер, И. В., Холлербах, Дж. М., и Баллантайн, Дж. (1991). Сравнительный анализ актуаторных технологий для робототехники. Робот. Ред. 2, 299–342.

Google Scholar

IMSystems (2019). проезд Архимеда.IMSystems — Drive Innovation [Брошюра], Делфт.

Икбал, Дж., Цагаракис, Н. Г., и Колдуэлл, Д. Г. (2011). «Дизайн носимого оптимизированного экзоскелета руки с прямым приводом», в Международной конференции по достижениям в области взаимодействия компьютера и человека (ACHI), (Гозье).

PubMed Аннотация | Google Scholar

Канаи, Ю., Фудзимото, Ю. (2018). «Бессенсорное управление крутящим моментом для экзоскелета с электроприводом с использованием приводов с высокой степенью обратного привода», в IECON 2018–44-й ежегодной конференции Общества промышленной электроники IEEE (Вашингтон, округ Колумбия: IEEE), 5116–5121.DOI: 10.1109 / IECON.2018.85

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Капелевич А. и AKGears LLC (2013). Анализ планетарных передач с высоким передаточным числом. Передаточное отношение 3, 10.

Google Scholar

Карайаннидис Ю., Друкас Л., Папагеоргиу Д. и Доулжери З. (2015). Управление роботом для выполнения задач и повышения безопасности при ударах. Фронт. Робот. AI 2:34. DOI: 10.3389 / frobt.2015.00034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кашири, Н., Abate, A., Abram, S.J., Albu-Schaffer, A., Clary, P.J., Daley, M., et al. (2018). Обзор принципов энергоэффективного передвижения роботов. Фронт. Робот. AI 5: 129. DOI: 10.3389 / frobt.2018.00129

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж., Парк, Ф. К., Парк, Ю., и Шизуо, М. (2002). Проектирование и анализ сферической бесступенчатой трансмиссии. J. Mech. Des . 124, 21–29. DOI: 10.1115 / 1.1436487

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Классен, Дж.Б. (2019). Дифференциальная планетарная коробка передач . Международный патент № WO2019 / 051614A1. Женева: Всемирная организация интеллектуальной собственности, Международное бюро.

Google Scholar

Коряков-Савойский Б., Алексахин И., Власов И. П. (1996). Зубчатая передача . Патент США № US5505668A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Ли С. (2014). «Новейшие технологии проектирования зубчатых передач с большим передаточным числом», в Proceedings of International Gear Conference (Lyon), 427–436.DOI: 10.1533 / 9781782421955.427

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Looman, J. (1996). Zahnradgetriebe (зубчатые механизмы) . Берлин: Springer-Verlag. DOI: 10.1007 / 978-3-540-89460-5

CrossRef Полный текст

Лопес-Гарсия, П., Криспель, С., Верстратен, Т., Сэренс, Э., Конвенс, Б., Вандерборгт, Б., и Лефебер, Д. (2018). «Конструкция планетарного редуктора для активной носимой робототехники, основанная на анализе видов отказов и последствий (FMEA)», в International Symposium on Wearable Robotics (Pisa), 460–464.DOI: 10.1007 / 978-3-030-01887-0_89

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес-Гарсия, П., Криспель, С., Верстратен, Т., Сэренс, Э., Вандерборгт, Б., и Лефебер, Д. (2019a). «Редукторы Wolfrom для легкой робототехники, ориентированной на человека», в Proceedings of the International Conference on Gears 2019 (Munich: VDI), 753–764.

Лопес-Гарсия, П., Криспель, С., Верстратен, Т., Сэренс, Э., Вандерборгт, Б., и Лефебер, Д. (2019b). «Настройка планетарных зубчатых передач для поддержки и воспроизведения конечностей человека», в MATEC Web of Conferences (Варна: EDP Sciences), 01014.DOI: 10.1051 / matecconf / 201928701014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лафлин, К., Альбу-Шеффер, А., Хаддадин, С., Отт, К., Стеммер, А., Вимбек, Т., и Хирцингер, Г. (2007). Легкий робот DLR: концепции проектирования и управления роботами в среде обитания человека. Ind. Робот. Int. J . 34, 376–385. DOI: 10.1108 / 014390774386

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макмиллан Р. Х. и Дэвис П. Б. (1965). Аналитическое исследование систем раздвоенной передачи энергии. J. Mech. Англ. Sci . 7, 40–47. DOI: 10.1243 / JMES_JOUR_1965_007_009_02

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mayr, C. (1989). Präzisions-Getriebe für die Automation: Grundlagen und Anwendungsbeispiele . Ландсберг: Verlag Moderne Industrie.

Мишель, С. (2015). Logarithmische spirale statt evolvente. Maschinenmarkt № . 18, 40–42.

Михайлидис А., Афанасопулос Э. и Оккас Э. (2014). «Эффективность циклоидного редуктора», в International Gear Conference (Lyon Villeurbanne), 794–803.DOI: 10.1533 / 9781782421955.794

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Морозуми, М. (1970). Эвольвентное внутреннее зацепление со смещением профиля . Патент США № US3546972A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Мюллер, Х. В. (1998). Die Umlaufgetriebe: Auslegung und vielseitige Anwendungen . Берлин; Гейдельберг: Springer-Verlag. DOI: 10.1007 / 978-3-642-58725-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mulzer, F.(2010). Systematik hoch übersetzender koaxialer getriebe (докторская диссертация). Технический университет Мюнхена, Мюнхен, Германия.

Google Scholar

Musser, C. W. (1955). Деформационно-волновая передача . Патент США № US2

3A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

НАБТЕКО (2018). Прецизионный редуктор серии RV — N . CAT.180410. Каталог.

Нойгарт, А.Г. (2020). Линия эконом-класса PLE .Каталог.

Ниманн Г., Винтер Х. и Хён Б. Р. (1975). Maschinenelemente, Vol. 1 . Берлин; Гейдельберг; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Pasch, K. A., and Seering, W. P. (1983). «О приводных системах для высокопроизводительных машин», в Машиностроение (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Машиностроение Общества ASME-AMER), 107–107.

Pennestri, E., and Freudenstein, F. (1993). Механический КПД планетарных зубчатых передач. ASME J. Mech. Des . 115, 645–651. DOI: 10.1115 / 1.2919239

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Петтерссон, М., и Олвандер, Дж. (2009). Оптимизация трансмиссии промышленных роботов. IEEE Trans. Робот. 25, 1419–1424. DOI: 10.1109 / TRO.2009.2028764

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фам, А. Д., и Ан, Х. Дж. (2018). Прецизионные редукторы для промышленных роботов, участвующих в четвертой промышленной революции: современное состояние, анализ, дизайн, оценка производительности и перспективы. Внутр. J. Precis. Англ. Manuf. Green Technol. 5, 519–533. DOI: 10.1007 / s40684-018-0058-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Резазаде, С., Херст, Дж. У. (2014). «Об оптимальном выборе двигателей и трансмиссий для электромеханических и робототехнических систем», в Международная конференция IEEE / RSJ 2014 по интеллектуальным роботам и системам (Чикаго, Иллинойс: IEEE), 4605–4611. DOI: 10.1109 / IROS.2014.6943215

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Роос, Ф., Йоханссон, Х. и Викандер, Дж. (2006). Оптимальный выбор двигателя и редуктора для мехатронных приложений. Мехатроника 16, 63–72. DOI: 10.1016 / j.mechatronics.2005.08.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Rosenbauer, T. (1995). Getriebe für Industrieroboter: Beurteilungskriterien . Kenndaten, Einsatzhinweise: шейкер.

Россман, А. М. (1934). Механический механизм . Патент США № US 1970251. Вашингтон, округ Колумбия: У.S. Ведомство по патентам и товарным знакам.

Google Scholar

Saerens, E., Crispel, S., García, P. L., Verstraten, T., Ducastel, V., Vanderborght, B., and Lefeber, D. (2019). Законы масштабирования для роботизированных трансмиссий. мех. Мах. Теория 140, 601–621. DOI: 10.1016 / j.mechmachtheory.2019.06.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Schafer, I., Bourlier, P., Hantschack, F., Roberts, E. W., Lewis, S. D., Forster, D. J., and John, C. (2005). «Космическая смазка и характеристики шестерен гармонического привода», , 11-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии, ESMATS 2005 (Люцерн), 65–72.

Google Scholar

Шейнман, В., Маккарти, Дж. М., и Сонг, Дж. Б. (2016). «Механизм и приведение в действие», в Справочник по робототехнике Springer (Cham: Springer), 67–90. DOI: 10.1007 / 978-3-319-32552-1_4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шемпф, Х. (1990). Сравнительное проектирование, моделирование и анализ управления роботизированными трансмиссиями (кандидатская диссертация). № WHOI-90-43. Кафедра машиностроения и Океанографический институт Вудс-Холла, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США.DOI: 10.1575 / 1912/5431

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шемпф, Х. и Йоргер, Д. Р. (1993). Изучение доминирующих рабочих характеристик в трансмиссиях роботов. ASME J. Mech. Des. 115, 472–482. DOI: 10.1115 / 1.2919214

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шорш, Дж. Ф. (2014). Составной планетарный привод трения . Патент Нидерландов № 2013496. Де Хааг: Octrooicentrum Nederland.

Google Scholar

Шрайбер, Х.(2015). «Revolutionäres getriebeprinzip durch neuinterpretation von maschinenelementen — Die WITTENSTEIN Galaxie®-Kinematik», в Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, DMK (Дрезден), 2015. С.

Шрайбер, Х., Рётлингсхёфер, Т. (2017). «Кинематическая классификация коробки передач, содержащей отдельные упорные зубья, и ее преимущества по сравнению с существующими подходами», в Международной конференции по зубчатым колесам, ICG (Мюнхен).

Шрайбер, Х., и Шмидт, М.(2015). Getriebe. Патент Германии № DE 10 2015 105 525 A1. Мюнхен: Deutsches Patent- und Markenamt.

Google Scholar

Сенсингер, Дж. У. (2010). «Выбор двигателей для роботов, использующих биомиметические траектории: оптимальные критерии, обмотки и другие соображения», в Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации 2010 г. (Анкоридж, AK: IEEE), 4175–4181. DOI: 10.1109 / ROBOT.2010.5509620

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сенсингер, Дж.W. (2013). КПД высокочувствительных зубчатых передач, таких как циклоидные передачи. ASME J. Mech. Des. 135, 071006-1–071006-9. DOI: 10.1115 / 1.4024370

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сенсинджер, Дж. У., Кларк, С. Д., Шорш, Дж. Ф. (2011). «Внешние и внутренние роторы в роботизированных бесщеточных двигателях», Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2011 г., (Монреаль, QC: IEEE), 2764–2770. DOI: 10.1109 / ICRA.2011.5979940

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сеок, С., Wang, A., Chuah, M. Y. M., Hyun, D. J., Lee, J., Otten, D. M., et al. (2014). Принципы разработки энергоэффективного передвижения на ногах и их реализация на роботе-гепарде Массачусетского технологического института. IEEE / ASME Trans. Мех. 20, 1117–1129. DOI: 10.1109 / TMECH.2014.2339013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сицилиано Б., Шавикко Л., Виллани Л. и Ориоло Г. (2010). Робототехника: моделирование, планирование и управление . Лондон: Springer Science and Business Media. DOI: 10.1007 / 978-1-84628-642-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Слэттер Р. (2000). Weiterentwicklung eines Präzisionsgetriebes für die Robotik . Санкт-Леонард: Antriebstechnik.

Google Scholar

ПОЗВОНОЧНИК (2017). TwinSpin — высокоточные редукторы — Präzisionsgetriebe . Каталог.

Stramigioli, S., van Oort, G., and Dertien, E. (2008). «Концепция нового энергоэффективного привода», в Международная конференция IEEE / ASME 2008 по передовой интеллектуальной мехатронике, (Сиань: IEEE), 671–675.DOI: 10.1109 / AIM.2008.4601740

CrossRef Полный текст | Google Scholar

СУМИТОМО (2017). Fine Cyclo® Spielfreie Präzisionsgetriebe . Каталог 9 DE 02/2017.

СУМИТОМО (2020). Приводы управления движением E-Cyclo®. Каталог F10001E-1.

Talbot, D., and Kahraman, A. (2014). «Методология прогнозирования потерь мощности планетарных передач», International Gear Conference (Lyon-Villeurbanne), 26–28. DOI: 10.1533 / 9781782421955.625

CrossRef Полный текст

Томчик, Х. (2000). Регулирующее устройство с планетарной передачей . Европейский патент № EP1244880B1. Мюнхен: Европейское патентное ведомство.

Google Scholar

Toxiri, S., Näf, M. B., Lazzaroni, M., Fernández, J., Sposito, M., Poliero, T., et al. (2019). «Экзоскелеты с опорой на спину для профессионального использования: обзор технологических достижений и тенденций», в IISE Trans. Ок. Эргон. Гм. Факторы 7, 3–4, 237–249.DOI: 10.1080 / 24725838.2019.1626303

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Van de Straete, H.J., Degezelle, P., De Schutter, J., and Belmans, R.J. (1998). Критерий выбора серводвигателя для мехатронных приложений. IEEE / ASME Trans. Мех. 3, 43–50. DOI: 10.1109 / 3516.662867

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вел, А. Дж., И Се, С. К. (2016). На пути к совместимым и пригодным для носки роботизированным ортезу: обзор текущих и новых актуаторных технологий. Med. Англ. Phys. 38, 317–325. DOI: 10.1016 / j.medengphy.2016.01.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Verstraten, T., Furnémont, R., Mathijssen, G., Vanderborght, B., and Lefeber, D. (2016). «Энергопотребление мотор-редукторов постоянного тока в динамических приложениях: сравнение подходов к моделированию», в IEEE Robot. Автомат. Lett. 1, 524–530. DOI: 10.1109 / LRA.2016.2517820

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Враниш, Дж.М. (1995). Планетарный привод без несущей с люфтом . Патент США № US5409431. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Враниш, Дж. М. (2006). Подшипники с частичным зубчатым колесом . Патент США № US2006 / 0219039A1. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Ван, А., Ким, С. (2015). «Направленная эффективность в редукторных трансмиссиях: характеристика обратного движения в сторону улучшенного проприоцептивного контроля», в Международная конференция по робототехнике и автоматизации (ICRA) 2015 IEEE (ICRA) (Сиэтл, Вашингтон, IEEE), 1055–1062.DOI: 10.1109 / ICRA.2015.7139307

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вайнберг, Б., Мавроидис, К., и Враниш, Дж. М. (2008). Привод подшипника шестерни . Патент США № US2008 / 0045374A1. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

WinterGreen Research (2018). Прецизионные редукторы деформационных волн и редукторы RV и RD: доли рынка, стратегия и прогнозы, во всем мире, с 2018 по 2024 годы . WIN0418002.

WITTENSTEIN AG (2020 г.). Technische Broschüre SP + und TP + Getrieben. Каталог.

Вольф, А. (1958). Die Grundgesetze der Umlaufgetriebe . Брауншвейг: Фридр. Vieweg и Sohn.

Вольфром, У. (1912). Der Wirkungsgrad von Planetenrädergetrieben. Werkstattstechnik 6, 615–617.

Ю. Д. и Бичли Н. (1985). О механическом КПД дифференциала. ASME J. Mech. Пер. Автомат. 107, 61–67.DOI: 10.1115 / 1.3258696

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зинн, М., Рот, Б., Хатиб, О., и Солсбери, Дж. К. (2004). Новый подход к срабатыванию для создания роботов, удобных для человека. Внутр. J. Робот. Res. 23, 379–398. DOI: 10.1177 / 0278364

2193

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мультимодальный робот-лазающий по трубам с муфтами оригами и мягкими модульными ножками

В природе лазать по деревьям и трубам разного диаметра или даже перемещаться по полым трубам и дуплам деревьев легко для некоторых лазающих животных и насекомых.Однако современные роботы для лазания по трубам, которые важны для автоматического проведения периодических проверок и технического обслуживания трубопроводов, чтобы сэкономить время и уберечь людей от опасных сред, предназначены в основном для решения конкретной задачи, что ограничивает их адаптируемость к различным рабочим сценариям и дальнейшее внедрение в реальная жизнь. В этой статье мы предлагаем лазающего по трубе робота с мягким линейным приводом для биовоздушной тяги, двумя муфтами оригами для реализации движения с несколькими степенями свободы (DoF) и двумя парами мягких модульных ног для мультимодального лазания.Подробно представлена конструкция, моделирование и экспериментальная проверка муфты оригами. Предварительные экспериментальные результаты показывают, что мы можем достичь хода до 289,6% и максимального угла изгиба 45 ° на мягком линейном приводе, регулируя давление воздуха внутри мягкого привода и муфт оригами. Кроме того, выбирая тип опоры, можно реализовать три режима лазания, включая универсальный режим с выходом из трубы, режим с высокой нагрузкой на выходе из трубы и режим в трубе, которые могут быть реализованы для конкретных рабочих сценариев.Прототип альпинистского робота демонстрирует, что в универсальном режиме работы вне трубы робот может взбираться на внешнюю поверхность труб из различных материалов, включая ПВХ, резину и металл, диаметром от 105 до 117 мм. В режиме большой нагрузки на выходе из трубы альпинист может перемещаться по определенной трубе, несущей максимальную внешнюю нагрузку наверху 675 г или свисающую снизу 200 г, а также сохраняя работоспособность без сбоев при статических нагрузках до 1968 г. . В режиме «внутри трубы» робот может перемещаться по трубам.Это исследование могло бы преодолеть разрыв в конструкции между лазящими роботами в трубе и вне трубы, предлагая альтернативный вариант для мягких роботов для выполнения движения с несколькими степенями свободы.

Проскальзывающая муфта
, защита от перегрузки с кольцом допуска
Как линейный фиксатор, так и ограничитель крутящего момента, RENCOL ^® Tolerance Ring — прочная, стабильная и компактная фрикционная муфта, обеспечивающая механическую защиту.
Как работает предохранительная муфта?
Как и любое другое сцепление, фрикционная муфта с использованием RENCOL ^®, также известная как предохранительная муфта или ограничитель крутящего момента, предназначена для защиты двух механических компонентов друг от друга.Фрикционная муфта регулирует крутящий момент, проскальзывая между двумя сопряженными компонентами. Если крутящий момент превышен или выходной привод получает ударную нагрузку, кольцо допуска позволяет компонентам проскальзывать.
После проскальзывания кольцо допуска RENCOL ^® автоматически сбрасывается. Машина или робот могут просто продолжать свою работу, бесперебойно и без задержек.
Серийные, большие и тяжелые фрикционные муфты против RENCOL ^® Tolerance Ring в качестве фрикционной муфты для экономии веса и места (справа)
Зачем использовать кольцо допуска?
Вместо того, чтобы тратить впустую пространство на отдельное линейное крепление и блок фрикционной муфты, кольцо допуска RENCOL ^® выполняет обе функции.Вы сэкономите место на , уменьшите вес и сократите свои расходы на . Кольцо допуска RENCOL ^® соединяет два ведомых компонента вместе, передавая крутящий момент. Если пороговое значение превышено, кольцо допуска обеспечивает защиту от перегрузки, позволяя компонентам скользить относительно друг друга, ограничивая крутящий момент и защищая систему от повреждений.
Устройства скольжения крутящего момента, также известные как ограничители крутящего момента и предохранительные муфты, могут представлять собой сложные системы с множеством компонентов.В решении для кольца допуска RENCOL ^® используется один компонент, расположенный на одной линии с сопрягаемыми компонентами, чтобы уменьшить вес, занимаемое пространство и общую стоимость. Возможна экономия места для допусковых колец, поскольку допусковые кольца работают как внутреннее крепление между ведущими и ведомыми компонентами. Это означает, что нет необходимости в дополнительном блоке скользящей муфты, который занимает больше места и веса. Это позволяет инженерам использовать более легкие материалы и разрабатывать менее громоздкие системы; поскольку кольцо допуска RENCOL ^® очень эффективно защищает компоненты от перегрузки.

RENCOL
^® в качестве скользящей муфты

Один размер не подходит всем. Каждое кольцо допуска RENCOL ^® разработано в сотрудничестве с нашими клиентами, от инженера до инженера . Кольцо допуска — это не просто отдельный компонент — это часть более крупной системы. RENCOL ^® кольца допуска созданы нашими инженерами в соответствии с вашим индивидуальным применением; однако все наши кольца имеют волновую структуру.Наши кольца изготовлены из качественной углеродистой стали, нержавеющей стали или сплавов, и в их работе используется как сила пружины, так и трение.
Каждая фрикционная муфта тестируется на месте с использованием подходящих компонентов и в точных условиях, чтобы гарантировать ее 100% совместимость с вашей системой. Вы можете быть полностью уверены в каждом компоненте, который мы для вас создаем.
Простое в установке кольцо допуска RENCOL ^® скользит коаксиально в узел привода — нет необходимости в каких-либо капитальных ремонтах для установки кольца на место.
Преимущества использования кольца допуска RENCOL
^® в качестве предохранительной муфты

УПРОЩЕННОЕ РЕШЕНИЕ
Ограничение крутящего момента системы обеспечивается с помощью единственного кольца допуска RENCOL ^®. Механическая защита обеспечивается немедленно, избавляя от необходимости полагаться на сложную электронику. После проскальзывания крутящего момента кольцо допуска немедленно готово для защиты от будущей перегрузки крутящего момента.
ЭКОНОМИЯ ПРОСТРАНСТВА
RENCOL ^® Tolerance Ring — как встроенный фиксатор, так и ограничитель крутящего момента — это прочная, стабильная и компактная фрикционная муфта. Обеспечивает функцию фрикционной муфты в радиальном пространстве около 1,5 мм, уменьшая общий вес системы и размер упаковки. Разработан с диаметром от 3 мм до 300 мм в вашей системе, позволяет использовать меньшие и более легкие сопрягаемые компоненты.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ДИЗАЙН
Муфта скольжения RENCOL ^® разработана для вашего конкретного случая использования и спроектирована с учетом вашего конкретного порогового значения момента скольжения (от 0.2 Нм до более 2000 Нм). Если порог крутящего момента превышен, кольцо допуска позволяет компонентам проскальзывать, защищая механические компоненты от повреждений.
Защита от перегрузки по крутящему моменту для отдельных систем
Кольцо допуска RENCOL ^® специально разработано для оптимального уровня крутящего момента, а не для выбора уровня.
Возможны конструкции кольца допуска для диапазона крутящего момента от 0,2 до 2000 Нм и выше (в зависимости от физических размеров и прочности отдельной системы).
В некоторых случаях требуется постоянный крутящий момент в течение большого количества циклов скольжения. Кольцо допуска RENCOL ^® может быть спроектировано для уменьшения падения крутящего момента в течение нескольких циклов скольжения, обеспечивая стабильную производительность в течение всего срока службы системы.
Применения проскальзывания крутящего момента
Фрикционная муфта защищает оборудование от механической перегрузки, это может защищать систему от повреждений, вызванных входными ударами, неожиданными блокировками или ошибкой конечного пользователя.Муфты скольжения обычно используются в электродвигателях для робототехники и автомобильных систем, таких как ременные приводы, петли задней двери с электроприводом и вспомогательные тормозные системы.
Устройства скольжения крутящего момента бывают разных форм, таких как: магнитная муфта, устройства скольжения трения и устройства фиксации шариков. По сравнению с кольцом допуска RENCOL ^®, всем этим устройствам требуется больше места для достижения аналогичных уровней крутящего момента.
Для игрушечного робота мы разработали самое маленькое в мире кольцо допуска RENCOL ^®.В этом тематическом исследовании мы рассказываем о том, как мы формировали наши возможности в области проектирования, тестирования и производства, что в конечном итоге привело к разработке самой маленькой фрикционной муфты в нашей истории.
RENCOL
^{® Допускное кольцо} в качестве скользящей муфты в серводвигателе
Кольцо допуска RENCOL ^® вводится между ведущей шестерней и выходным валом, поэтому, если, например, выходная передача сталкивается с препятствием или получает ударную нагрузку, кольцо допуска RENCOL ^® допускает мгновенное скольжение между шестерня и вал.Положение выходного вала контролируется датчиком угла сервопривода или потенциометром, поэтому, когда происходит проскальзывание, система «знает», что произошло, и может справиться с этим, не теряя при этом позиционную регистрацию.
Кольцо может быть спроектировано так, чтобы проскальзывание происходило при уровне крутящего момента, соответствующем номинальным характеристикам сервопривода или ведомой системы, в зависимости от того, что необходимо защитить. Графики на 2 диаграммах ниже показывают проскальзывание крутящего момента 0,4 Нм, но даже более высокая установка крутящего момента 2,5 Нм для этого конкретного сервопривода была бы возможна с конструкцией кольца допуска RENCOL ^®.
Проскальзывание крутящего момента по количеству циклов
Результаты проскальзывания крутящего момента по углу
RENCOL
^{® Допускные кольца} в качестве фрикционной муфты в приводе шпинделя
В автомобильном секторе кольцо допуска RENCOL ^® используется для наружных работ, таких как автоматические задние двери и боковые двери . В этих приложениях кольцо допуска RENCOL ^® вводится между ступицей червячной передачи и приводом шпинделя либо напрямую, либо через ступицу адаптера в червячной передаче, поэтому, если, например, выходной вал движется против препятствия или получает удар При нагрузке кольцо допуска RENCOL ^® допускает мгновенное проскальзывание между червячной передачей и приводом шпинделя, защищая систему от повреждений.
Основными преимуществами кольца допуска RENCOL ^® в этих приложениях являются экономия места и общая архитектура системы — независимо от требуемого уровня крутящего момента.
Кольцо может быть спроектировано таким образом, чтобы проскальзывание происходило при уровне крутящего момента, соответствующем весу задней или боковой двери, с использованием тех же сопрягаемых компонентов. Типичный номинальный крутящий момент, требуемый для этого типа систем, составляет от 1,0 до 6,0 Нм.
Поговорите с командой в Saint-Gobain
Кольцо допуска — это не просто отдельный компонент; это неотъемлемая часть более крупной системы, что означает необходимость детального подхода, основанного на знаниях, для проектирования кольца допуска.Вот почему кольцо допуска RENCOL ^® разработано в сотрудничестве с нашими клиентами, от инженера к инженеру. Этот процесс становится более мощным за счет использования наших возможностей FEA вместе с внутренним тестированием для анализа системы с включенными сопряженными компонентами и в ключевых условиях. Это означает, что мы и наши клиенты могут быть уверены в предлагаемых нами решениях.
Если у вас есть инженерная проблема, обратитесь к нам в Saint-Gobain. Вы можете связаться с нами, используя форму , свяжитесь с нами или напишите нам по электронной почте: Makingabigdifference @ saint-gobain.com .
Муфты и тормоза для различных технологий движения.
Электромагнитный
Электромагнитные муфты обеспечивают эффективное электрическое переключение между двигателем и нагрузкой. Эти муфты могут использоваться с рядными валами или с параллельными валами, соединенными шкивами, шестернями или шкивами. В электромагнитной муфте ток, проходящий через катушку возбуждения, создает распределение магнитного потока, которое намагничивает ротор. Магнитная сила заставляет ротор притягивать пластину якоря, прикрепленную к нагрузке.Контакт между ними заставляет груз вращаться вместе с ротором и приводным валом. Этот магнитный контакт может быть дополнен зубьями или фрикционными пластинами. Когда ток снимается с катушки возбуждения, якорь и ротор разъединяются.
Электромагнитные тормоза работают по аналогичному принципу. Однако вместо передачи усилия от приводного вала к нагрузке они передают усилие от нагрузки на раму машины, блокиратор обратного хода или фланец двигателя. Электромагнитные тормоза доступны как с включением, так и с отключением питания.Конструкция с включенным питанием почти такая же, как у электромагнитных муфт, за исключением того, что они включают только один вращающийся компонент — узел якоря.
Тормоза с отключенным питанием можно разделить на пружинные и якорные. В обоих случаях узел катушки возбуждения зафиксирован, в то время как узлы ротора (пружинный тип) или якоря (тип постоянного магнита) прикреплены к нагрузке и могут свободно вращаться, пока не сработает тормоз. Пружинные тормоза с отключенным питанием обеспечивают безопасное и эффективное средство остановки и / или удержания груза при отсутствии питания.Фактическая тормозная сила создается за счет использования пружин сжатия в полевой сборке. Это хороший выбор как для статических приложений, так и для тех, которые работают на низкой скорости.

Почему «роботы» с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки

А где еще они есть?

Достоинства и недостатки

Альтернативы

Роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями – Akpp Wiki

Первый в истории робот с двумя сцеплениями

Какие бывают роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями

Как устроена роботизированная коробка передач и принципы ее работы

Плюсы и минусы роботизированных трансмиссий с двумя сцеплениями

Выводы

Это может Вас заинтересовать

Hyundai Veloster N обзавелся «роботом» с двумя сцеплениями — Авторевю

Почему на авто с «роботом» надо ездить иначе, чем на машинах с «автоматом» — Лайфхак

Сколько «ходит» коробка робот

Реклама наших партнеров

Реклама наших партнеров

Роботизировання коробка передач. Плюсы и минусы

Отличие робота с двумя сцеплениями

Особенности «сухого» сцепления

Плюсы и минусы «мокрого» сцепления

Робот» с двумя сцеплениями и вариатор пр — Разбираемся в роботах, вариаторах и прочих DSG.

Виды коробок передач: автомат, механика, робот

Механическая коробка передач

Автоматическая коробка передач

Коробка-робот

Вариаторы

Робот с одним сцеплением – как же он меня достал!

Робот с двумя сцеплениями

Недостатков у таких коробок три:

Как же эта прелесть устроена

Плюсы

Как работает роботизированная коробка передач

Отличие автоматической коробки передач от роботизированной, коробка робот что это?

Что такое коробка робот?

Особенности конструкции

Отличие от автоматической коробки передач

Особенности управления

Советы по эксплуатации

Смотрите также

Автоматика с двойным сцеплением запуталась? Вы не одиноки

Breadcrumb Trail Links

Содержание статьи

Объявление

Содержание статьи

Объявление

Содержание статьи

Краткое руководство по работе трансмиссии

Погремушки и мокрый ковер: остерегайтесь этих красных флажков подержанных автомобилей

Объявление

Содержание статьи

Объявление

Содержание статьи

Объявление

Содержание статьи

Объявление

Содержание статьи

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Спасибо за регистрацию!

Комментарии

Amazon.com: Transformers Combiners 5PK — Rallybots Double Clutch: игрушки и игры

DCT | Корпорация Nidec

границ | Компактные редукторы для современной робототехники: обзор

Введение

Система оценки роботизированных трансмиссий с расширенными возможностями HRI

Контроль

Безопасность

Вес и компактность

Эффективность и виртуальная мощность

КПД

Виртуальная сила

Производительность

Точность и повторяемость

Скорость и полезная нагрузка

Сводка

Обзор технологий передачи данных, используемых в настоящее время в промышленных роботах

Планетарные редукторы: чрезвычайно универсальная платформа

Гармонические приводы: без люфта, легкий редуктор с деформационной волной

Циклоидные приводы: для высокой прочности и жесткости на кручение

Обзор новых технологий передачи для робототехники

Усилитель крутящего момента REFLEX