Quali parti compone un'armonica sono costituiti da?

I componenti di base sono generatore di onde, flexspline e spline circolare.

Sono motori gli azionamenti armonici?

No. Sono ingranaggi. Un motore genera il movimento; un azionamento armonico regola la velocità e la coppia.

Azionamenti armonici: spiegazione degli ingranaggi di precisione per robot

Q: Cos'è un azionamento armonico?

Un azionamento armonico è un ingranaggio di precisione basato sul principio dell'onda di tensione. Utilizza un ingranaggio deformato elasticamente per generare rapporti di riduzione elevati.

Q: Perché gli azionamenti armonici hanno elevate riduzioni?

Il Flexspline ha meno denti del Circular Spline La piccola differenza dei denti porta ad un movimento relativo lento durante la circonferenza deformazione e quindi ad un'elevata riduzione.

Q: Perché vengono utilizzati robot?

Possono ottenere riduzioni elevate e gioco ridotto in un design compatto. Ciò è rilevante per alcuni giunti robot e attività di posizionamento.

Q: Gli azionamenti armonici sono sempre la scelta migliore come riduttore?

No. peso, costi e requisiti per l'intero sistema.

Azionamenti armonicisono ingranaggi di precisione basati sul principio dell’onda di tensione (ingranaggi delle onde di deformazione). Traducono la rotazione veloce di un motore in velocità lente e quindi aumentano la coppia disponibile. Sono interessanti nei giunti dei robot perché sono possibili elevati rapporti di riduzione in un design compatto. Tuttavia non sono sinonimo di ogni azionamento del robot e non sono una garanzia automatica di precisione nell’intero sistema. Per approfondire questo aspetto, consulta Robot Apple: la scommessa da trilioni di dollari sull’assistente del futuro.

Cosa significa Harmonic Drive?

“Harmonic Drive” è spesso usato come termine per ingranaggi a onde o onde di tensione; Allo stesso tempo, Harmonic Drive è un marchio. Il principio di base si basa su una corona dentata deformata elasticamente. Consente rapporti di trasmissione elevati, gioco ridotto e un design compatto. Ecco perché tali riduttori vengono utilizzati, tra l’altro, nella robotica, nell’automazione e in compiti di posizionamento impegnativi. Per una prospettiva più ampia sul settore, consulta Robot da ristorante nella pratica: come l’automazione sta rivoluzionando il settore della ristorazione.

Un riduttore non è né un motore né un attuatore completo. Il motore genera un movimento rotatorio, il cambio regola la velocità e la coppia, mentre sensori e controlli regolano il movimento desiderato. L’articolo spiega il contesto generaleAttuatori.

I tre componenti fondamentali

Componente	funzione
Generatore di onde	L’elemento flessibile solitamente si deforma ellitticamente ed è spesso azionato dal motore.
Flexspline	Ingranaggio a parete sottile, elasticamente deformabile, con dentatura esterna.
Spline circolare	Anello rigido con denti interni che ingrana con il Flexspline.

Il Flexspline ha meno denti del Circular Spline: spesso la differenza è di due. A causa della deformazione circonferenziale, l’ingranamento dei denti si sposta. Questa piccola differenza di denti crea la grande riduzione dell’ingranaggio: dopo un giro del generatore d’onde, il Flexspline si è spostato solo di pochi denti rispetto alla scanalatura circolare.

Perché gli azionamenti armonici sono interessanti per la robotica?

Riduzione compatta:È possibile ottenere rapporti di trasmissione elevati in un unico passaggio.
Gioco basso:L’ampia copertura dei denti e il precarico elastico supportano cambi di direzione precisi.
Design integrabile:Il principio può essere facilmente classificato in unità congiunte compatte.
Elevati requisiti di progettazione:Riduttore, motore, cuscinetti, sensori, carico termico e controllo devono adattarsi insieme.

La descrizione tecnica ufficiale diHarmonic Drive SEspiega Flexspline, Circular Spline e Wave Generator, nonché l’importanza della differenza dei denti.

Dove vengono utilizzati?

Le applicazioni tipiche includono bracci robotici, giunti compatti, assi di posizionamento e altri sistemi in cui lo spazio di installazione, la riduzione e la ripetibilità sono importanti. Nei robot umanoidi possono essere utilizzati nelle articolazioni della spalla, del gomito o del polso. Tuttavia, la loro validità rispetto ai concetti di ingranaggio planetario, cicloidale o di altro tipo dipende dalla coppia, dalla velocità, dalle variazioni di carico, dalla rigidità, dal peso, dai costi e dalla durata.

Soprattutto con i robot con diversigradi di libertàCiascun ingranaggio articolare influenza la massa, il baricentro e la controllabilità dell’intero braccio. Una riduzione elevata riduce la velocità del motore in uscita, ma può anche avere un impatto sulla dinamica, sull’attrito e sulla ripetibilità. Queste proprietà devono essere valutate dalla scheda tecnica, dal test e dalla costruzione in calcestruzzo.

Limiti ed incomprensioni comuni

“Game-free” è spesso usato in forma abbreviata. Il gioco di un ingranaggio è solo una parte della precisione di posizionamento. Anche lo stoccaggio, l’elasticità dell’alloggiamento, le tolleranze di montaggio, la risoluzione del sensore, il controllo, la temperatura e i carichi esterni influiscono sul risultato. Inoltre il Flexspline si deforma elasticamente durante il funzionamento; Pertanto, la lubrificazione, i limiti di carico e la durata di servizio prevista sono questioni di progettazione importanti.

Un’unità armonica non sostituisce un attuatore. Solo la combinazione di motore, riduttore, cuscinetti, encoder e controllo costituisce un’unità di azionamento utilizzabile. AlmanipolatoreQuesta unità determina la precisione e la resilienza di un giunto.

Conclusione

Gli Harmonic Drives sono azionamenti di onde di tensione con tre componenti centrali: Wave Generator, Flexspline e Circular Spline. La differenza dei denti e la deformazione elastica consentono un’elevata riduzione degli ingranaggi in uno spazio ridotto. Ciò li rende attraenti per i giunti robotici. Se siano la scelta giusta dipende dall’intero compito di azionamento, non solo dalla struttura del cambio. Per un ulteriore punto di vista tecnico, consulta Tra aiuto e monitoraggio: l’arduo percorso verso robot domestici e assistenziali autonomi.

Domande frequenti sugli azionamenti armonici

Cos’è un azionamento armonico?

Un azionamento armonico è un riduttore di precisione basato sul principio dell’onda di tensione. Utilizza un ingranaggio deformato elasticamente per produrre rapporti di trasmissione elevati in modo compatto.

Da quali parti è costituito un azionamento armonico?

I componenti di base sono Wave Generator, Flexspline e Circular Spline.

Perché gli azionamenti armonici hanno rapporti di trasmissione elevati?

Il Flexspline ha meno denti del Circular Spline. La piccola differenza dei denti porta ad un movimento relativo lento durante la deformazione circonferenziale e quindi ad un elevato rapporto di riduzione.

Gli azionamenti armonici sono motori?

No. Sono ingranaggi. Un motore crea il movimento; un azionamento armonico regola la velocità e la coppia.

Perché vengono utilizzati nei robot?

Possono consentire riduzioni elevate e gioco ridotto in un design compatto. Ciò è rilevante per alcuni giunti robot e attività di posizionamento. Per confrontare il mercato, l’Atlante della robotica offre una panoramica strutturata di produttori e piattaforme.

Gli azionamenti armonici sono sempre la scelta migliore per la trasmissione?

No. La scelta dipende, tra le altre cose, dalla coppia, dalla velocità, dalle variazioni di carico, dallo spazio di installazione, dal peso, dai costi e dai requisiti dell’intero sistema.