Kaip pagrindinė pramoninių robotų sudedamoji dalis, tikslūs robotų reduktoriai reikalauja tokių charakteristikų kaip trumpos perdavimo grandinės, mažas tūris, didelė galia, lengvas svoris ir lengvas valdymas, palyginti su universaliais reduktoriais.
Yra du pagrindiniai reduktorių tipai, plačiai naudojami šarnyriniuose robotuose: RV reduktoriai ir harmoniniai reduktoriai.
RV reduktoriaus ir harmoninio reduktoriaus principas, privalumai ir trūkumai:
RV reduktorius:
Naudojamas trims didelio sukimo momento robotų kojų, juosmens ir alkūnių sąnariams, o pramoniniams robotams su didelėmis apkrovomis, RV naudojamas pirmai, antrai ir trečiai ašims. Palyginti su harmoniniais reduktoriais, RV reduktorių raktas yra jų apdirbimo ir surinkimo procesai. RV reduktoriai turi didesnį nuovargio stiprumą, standumą ir tarnavimo laiką, skirtingai nuo harmoninių pavarų, kurios laikui bėgant žymiai sumažina judesio tikslumą. Jų trūkumai yra didelis svoris ir didesni gabaritai.
Harmoninis reduktorius:
Naudojamas pramoniniams robotams su mažomis apkrovomis arba dideliems robotams su keliais velenais gale, harmoninis reduktorius yra harmonikos perdavimo įrenginio tipas, kurį sudaro harmonikos greitintuvas ir harmonikos reduktorius. Harmoniniai reduktoriai daugiausia apima: standžius ratus, lanksčius ratus, guolius ir bangų generatorius, kurie visi yra būtini. Tarp jų standaus rato dantų skaičius yra šiek tiek didesnis nei lankstaus rato. Mažuose robotuose naudojamų harmoninių reduktorių charakteristikos yra mažas dydis, lengvas svoris, didelė apkrova, didelis judesio tikslumas ir didelis vienos pakopos perdavimo santykis.
Abu yra susiję su nedideliais dantų skirtumais, tačiau skirtumas yra tas, kad pagrindinė harmonikų pavara yra lanksti ir reikalauja pakartotinės didelės spartos deformacijos, todėl ji yra gana trapi, ribota laikomoji galia ir tarnavimo laikas. RV dažniausiai naudoja cikloidinius ratukus, o harmonikos – evoliucinius dantų profilius. Kai kurie gamintojai dabar naudoja dvigubo lanko dantų profilius, kurie yra daug pažangesni nei evoliuciniai.
Du greičio reduktorių gigantai yra Nabtesco ir Harmonica Drive, kurie beveik monopolizuoja pasaulinius robotų greičio reduktorius. Abiejų tipų reduktoriai turi apdirbimo tikslumą mikrometro lygyje, todėl vien masinės gamybos metu sunku pasiekti aukštą patikimumą, jau nekalbant apie kelių tūkstančių apsisukimų greitį, be to, jų tarnavimo laikas yra ilgas.
Harmonikos reduktorių sudaro keturi pagrindiniai komponentai: "lankstus ratas, bangų generatorius, standus ratas ir guolis".
Išorinis lankstaus rato skersmuo yra šiek tiek mažesnis už vidinį standaus rato skersmenį ir paprastai lankstus ratas turi 2 dantimis mažiau nei standus ratas. Elipsinė bangų generatoriaus forma lemia, kad lankstaus rato ir standaus rato dantų kontaktiniai taškai yra paskirstyti dviejose priešingose pusėse tarp elipsės centro. Bangų generatoriaus sukimosi metu kontaktinė dalis tarp lanksčios krumpliaračio ir standžiosios krumpliaračio dantų pradeda susirišti. Bangų generatorius sukasi 180 laipsnių pagal laikrodžio rodyklę, o lankstus ratas prilygsta standžiam ratui, besisukančiai prieš laikrodžio rodyklę vieno danties skirtumu. Dviejose 180 laipsnių simetriškose vietose vienu metu susikerta daugiau nei 30 procentų viso dantų skaičiaus, o tai taip pat sukuria didelį sukimo momento perdavimą.
Palyginti su harmoniniais reduktoriais, RV transmisija yra naujai atsiradęs transmisijos tipas, sukurtas tradicinės adatinės švytuoklės planetinės transmisijos pagrindu. Jis ne tik pašalina bendrojo adatinio švytuoklės perdavimo trūkumus, bet ir turi daugybę privalumų, tokių kaip mažas dydis, lengvas svoris, didelis perdavimo koeficiento diapazonas, ilgas tarnavimo laikas, stabilus tikslumas, didelis efektyvumas ir stabili transmisija.
RV reduktoriai yra sudaryti iš cikloidinių ratų ir planetinių atramų ir yra plačiai naudojami pramoniniuose robotuose, staklėse, medicininių bandymų įrangoje, palydovų priėmimo sistemose ir kitose srityse dėl savo pranašumų, tokių kaip mažas dydis, stiprus atsparumas smūgiams, didelis sukimo momentas, didelis. padėties nustatymo tikslumas, žema vibracija ir didelis mažinimo koeficientas.
RV reduktoriaus korpusas ir cikloidinė pavara yra perduodami per tvirtą plieną, todėl turi didelę apkrovą. Lankstūs harmoninių reduktorių ratai gali nuolat deformuotis, kad perduotų sukimo momentą, o tai lemia ribotą harmoninių reduktorių gebėjimą atlaikyti didelius sukimo momentus ir smūgines apkrovas, todėl jie dažniausiai naudojami priekyje.
Tiek RV, tiek harmoninių reduktorių privalumai ir trūkumai
Harmoninis reduktorius turi paprastą ir kompaktišką struktūrą, tinkamas naudoti su miniatiūrizavimu, mažomis ir vidutinėmis apkrovomis.
RV reduktoriai turi gerą standumą, stiprų atsparumą smūgiams, stabilią transmisiją ir didelį tikslumą, todėl jie tinka naudoti su vidutinėmis ir didelėmis apkrovomis. Tačiau RV reduktoriai turi perduoti didelį sukimo momentą, atlaikyti didelį perkrovos poveikį ir užtikrinti numatomą tarnavimo laiką. Todėl projektuojant naudojamos gana sudėtingos pozicionavimo struktūros, todėl gamybos procesai ir sąnaudų kontrolė apsunkina. RV reduktoriaus viduje nėra elastingų deformacijų laikančiųjų komponentų, todėl jis gali atlaikyti tam tikrą sukimo momentą. RV reduktoriaus guolis yra jo silpnoji grandis, todėl veikiant jėgai lengva viršyti laikomosios galios ribą, dėl ko guolis susidėvi arba lūžta. Ši problema labiau išryškėja dirbant dideliu greičiu, todėl vardinis RV reduktoriaus sukimo momentas žymiai sumažėja didėjant įvesties greičiui.