Harmonic Drive es una parte clave de innumerables aplicaciones robóticas. Increíblemente easy pero bastante extraño de ver, este sistema de engranajes es extremadamente preciso con una relación par-peso impresionante, incluso si se tambalea. Entonces, ¿cómo funciona?
El aparentemente extraño engranaje Harmonic Drive es en realidad bastante genial en su funcionamiento: su configuración de elipse versatile dentro de un círculo crea un movimiento de oscilación a medida que gira y coloca solo alrededor de un tercio de los dientes de sus dos engranajes principales en contacto con entre sí en un punto dado, pero el resultado es un pequeño engranaje impulsor notablemente compacto y liviano capaz de entregar un torque excelente con absoluta precisión y sin juego libre ni juego libre.
Fue concebido por primera vez en 1957 por el C. Walton Musserun inventor maravillosamente creativo con patentes en todo, desde sistemas de dirección asistida, rifles sin retroceso e infladores neumáticos de chalecos salvavidas, hasta muchas concepts clave que sustentan los asientos eyectables de los aviones a reacción. El Harmonic Drive se comercializó por primera vez a principios de los años 1960. Está hecho de tres componentes clave:
Unidad armónica
- El generador de olas: un centro de entrada ligeramente elíptico con una pista de rodamiento de bolas alrededor de su borde exterior.
- Flexspline: un componente versatile en forma de copa con dientes en su perímetro exterior. Se deforma radialmente pero conserva rigidez torsional cuando se inserta el generador de ondas oblongas.
- El spline round: Un anillo completamente rígido con dientes internos, related a una corona planetaria, y con dos dientes más que el flexspline.
Cuando el generador de ondas gira, aproximadamente el 30% de los dientes de la línea versatile en cada extremo hacen contacto con los dientes de la línea round en un momento dado, formando un patrón de onda que avanza. Esto hace que el flexspline gire dentro del spline round, pero en la dirección opuesta a la entrada. Échale un vistazo:
Engranaje de onda de tensión Harmonic Drive®: principio funcional | El Unique
Parte de la genialidad de este sistema es su cero juego: no hay juego entre los engranajes, lo que lo hace perfect para un management preciso y preciso del motor. Su diseño compacto y liviano también es perfecto para aplicaciones con espacio limitado. Y con pocas piezas móviles, Harmonic Drive es muy fiable y duradero.
Hoy en día, los Harmonic Drives están en todas partes y apagado planeta. Los robots industriales como los de Fanuc y Common Robots los utilizan para tareas como soldadura y ensamblaje, donde el movimiento preciso y repetible es elementary.
El robotic quirúrgico da vincidiseñado para procedimientos mínimamente invasivos, se basa en Harmonic Drives en sus brazos, lo que le proporciona delicados micromovimientos sin reacción para lograr la máxima precisión mientras realiza operaciones mínimamente invasivas en personas.
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Atlas de Boston Dynamics humanoide y Lugar Los robots cuadrúpedos los utilizan en brazos y piernas, entre otros lugares, para lograr movimientos suaves y controlados sin dejar de ser fuertes.
Incluso los vehículos exploradores de Marte de la NASA, Curiosidad y Perserveranciacuentan con Harmonic Drives en sus brazos y ruedas robóticos. Enviar rovers a otro planeta sin esperanza de mantenimiento o paradas de reparación es un testimonio de la confiabilidad y durabilidad de este diseño.
Si bien Musser nunca vivió para ver su invento llegar a Marte, al menos fue testigo de su viaje al espacio. El Harmonic Drive period un componente común en el sistema de manipulación remota estándar del transbordador espacial, también conocido como «Canadarm», utilizado en transbordadores como Columbia y Challenger para manejar cargas útiles y desplegar cargas.
Casi 70 años después de su creación, este notable invento, con su distintivo pero decidido «bamboleo», continúa encontrándose en diversos campos. Desde movimientos quirúrgicos precisos hasta la exploración de planetas distantes, la genialidad del Harmonic Drive reside en su simplicidad, confiabilidad y precisión.
Engranaje de ondas de tensión Harmonic Drive® – juego cero
Fuente: Unidad armónica
