Выбор подходящего привода суставов робота больше не сводится к простому сравнению характеристик крутящего момента или отдельному выбору двигателя и редуктора. По мере того как гуманоидные роботы, коллаборативные роботы, промышленные роботизированные манипуляторы, медицинские роботы, мобильные манипуляторы и специализированные роботизированные системы становятся всё более разнообразными, производителям роботов необходимо одновременно учитывать крутящий момент, скорость, точность, жёсткость, вес, монтажное пространство, обратную связь, связь и безопасность. В этой статье объясняется, как инженеры могут выбрать подходящий гармонический привод сустава или двигатель сустава робота, начиная с реальной прикладной задачи и создавая решение на уровне сустава, соответствующее механической конструкции и требованиям к управлению всего робота.

RV-редуктор играет важную роль в определении грузоподъёмности, точности позиционирования, конструкционной жёсткости и срока службы промышленного робота. Однако выбор подходящего RV-редуктора не может сводиться к сравнению номинального крутящего момента или передаточных чисел. Различные области применения, такие как паллетирование, сварка, механическая обработка, литьё и прецизионная сборка, подвергают шарниры роботов совершенно разным спектрам нагрузок, профилям движения, внешним усилиям и рабочим циклам. Редуктор, хорошо работающий на одной оси робота, может не подходить для другой. В этой статье рассматривается, как инженеры могут подобрать RV-редуктор к реальным условиям эксплуатации, включая спектр нагрузок, инерцию, жёсткость, точность и ожидаемый срок службы, а также случаи, когда гармонические редукторы или интегрированные двигатели шарниров роботов могут быть более подходящим решением.

Гармонические приводы широко используются в роботизированных шарнирах, поворотных осях станков с ЧПУ, полупроводниковом оборудовании, медицинских устройствах и системах прецизионной автоматизации. Однако фактическую эффективность передачи невозможно оценить только по спецификации редуктора. Выбор двигателя, передаточное отношение, инерция нагрузки, рабочая скорость, смазка, тепловые условия и рабочий цикл могут влиять на общую производительность системы. Это особенно важно для высокодинамичных, высоконагруженных систем и систем непрерывной работы, где максимизация номинального КПД Harmonic Drive не обязательно приводит к повышению общей энергоэффективности. В этой статье рассматриваются ключевые факторы, влияющие на КПД Harmonic Drive, с точки зрения системного проектирования, а также то, как интегрированные гармонические актуаторы могут помочь оптимизировать характеристики движения благодаря согласованному проектированию двигателя, гармонической передачи, энкодера и системы привода.

Для многих роботизированных манипуляторов выбор шарнирного привода не сводится к простому выбору варианта с максимально доступным крутящим моментом. По мере того как роботизированные системы становятся легче, длиннее, компактнее и более специализированными, инженерам необходимо обеспечивать достаточный выходной крутящий момент при строгих ограничениях по массе привода и пространству для его установки. Поэтому при оценке гармонического шарнирного модуля плотность крутящего момента становится всё более важным параметром. В человекоподобных и коллаборативных роботах, медицинских манипуляторах, инспекционных роботах, аэрокосмических механизмах, мобильных манипуляторах и других роботизированных манипуляторах, где пространство ограничено, привод с высокой плотностью крутящего момента может влиять не только на характеристики отдельных шарниров, но и на массу, динамику и механическую архитектуру всего робота. В этой статье рассматривается, почему плотность крутящего момента имеет значение, как масса шарнира влияет на требования к крутящему моменту приводов, расположенных выше по кинематической цепи, и что инженерам следует учитывать при выборе гармонического привода для лёгких и специализированных роботизированных систем.