Что такое обратная приводность в интегрированных модулях суставов?

В академической среде обратная приводность определяется как лёгкость приведения в движение всего сустава путём приложения силы на стороне нагрузки. Y. Kawai и др. описывают производительность привода сустава с использованием матрицы двунаправленной передачи мощности, где обратная и прямая приводность характеризуются соотношением ускорения к внешней силе на стороне двигателя и звена соответственно.

Важность гармонических приводов в достижении обратной приводности

Из-за inherent характеристик передачи гармонического привода интегрированные суставы неизбежно демонстрируют как прямую, так и обратную эффективность. Потери эффективности передачи возникают из-за трения во время работы, на которое в основном влияют нагрузка, скорость и температура — причём нагрузка является наиболее значимым фактором. Кроме того, уникальный механизм гибкого зацепления гармонического привода приводит к различному распределению сил между круговым шлицем и гибким шлицем при прямом/обратном движении, что приводит к различным моделям эффективности.

Ключевые применения, требующие обратной приводности гармонических приводов

Промышленные роботы (сварка, паллетирование, обслуживание станков)

Требуют как жёсткости, так и обратной приводности, часто необходимо компенсировать гистерезис с помощью прямой компенсации.

Коллаборативные роботы (сборочные линии, медицинская помощь)

Позволяют прямое управление человеком; низкофрикционная обратная приводность критически важна для безопасной работы.

Хирургические роботы (малоинвазивная хирургия, сосудистые вмешательства)

Требуют сверхвысокой точности и обратной приводности для обеспечения деликатной тактильной обратной связи хирургам.

Четвероногие/двуногие роботы

Обратная приводность позволяет быстро восстанавливаться после падений, что важно для динамического передвижения.

Космические роботы (обслуживание спутников, лунные исследования)

Должны сохранять управляемую обратную приводность даже в вакуумных условиях.

Микрогармонические приводы (инспекция труб, доставка лекарств)

Обратная приводность позволяет навигацию за счёт деформации в ограниченных пространствах.

Заключение

Обратная приводность в гармонических приводах является ключевым фактором для современной робототехники — повышая гибкость, интеллектуальность и эффективность. Она незаменима в коллаборативных роботах, медицинской робототехнике и динамичных мобильных роботах.