Harmonic Drive использует совместимый механизм для снижения веса

Jun 14, 2023

У [Леви Янссена] есть секрет: он не любит гармонические драйвы. Но вместо того, чтобы полностью отказаться от трансмиссии с усилением крутящего момента, он решил заняться ее улучшением с помощью механизмов, совместимых с 3D-печатью.

Для непосвященных гармонические приводы, также известные как деформационно-волновые передачи, представляют собой компактную коробку передач с высоким крутящим моментом, которая стала популярной среди производителей «роботов-собак» и других робототехников. Идея состоит в том, чтобы иметь жесткое внешнее кольцо с внутренними зубьями, расположенное вокруг гибкой чашки с внешними зубьями. Генератор волн вращается внутри внутренней чашки, растягивая ее так, что она входит в зацепление с внешним кольцом. Эти две шестерни отличаются всего парой зубьев, а это означает, что могут быть достигнуты очень высокие передаточные числа, что делает их идеальными для суставов ног робота.

Проблема Леви с гармоническим приводом заключается в том, что из-за глубины гибкой шлицевой чашки компактность не входит в число его достоинств. Его идея состоит в том, чтобы соединить гибкий шлиец с выходом привода через плоскую пружину, которая позволяет сгибаться при вращении генератора волн, но эффективно передает крутящий момент. Весь прототип, за исключением подшипников генератора волн и шагового двигателя, распечатан на 3D-принтере и подвергнут испытаниям.

Как показано на видео ниже после прекрасного введения в гармонический привод, эта концепция работает, но не без ограничений. Даже при небольшой нагрузке привод издавал неприятные хрустящие звуки из-за выхода из строя пружин PLA. Мы могли легко увидеть, что ее заменяют, скажем, стальной пружиной, обработанной или вырезанной на водоструйном станке. Это могло бы решить самую очевидную проблему и воплотить мечту Леви о компактном гармоническом приводе в реальность. Конечно, мы и раньше видели довольно компактные деформационно-волновые передачи.

Спасибо [BaldPower] за подсказку.