Drives armoniċi

Il-moviment rotazzjonali ġej minn xaft ta 'input li jista' jkun assi tal-mutur servo per eżempju. Dan huwa konness ma 'element imsejjaħ "ġenerazzjoni tal-mewġ" li għandu forma ellittika u huwa mdawwar minn ball bearing ellittika. Hekk kif ix-xaft idur, it-truf ibiddlu l-pożizzjoni, u għalhekk jidher li qed jiġġenera mewġa ta 'moviment. Din il-parti tiddaħħal ġewwa spline flex li hija magħmula minn materjal iebes b'torsjoni iżda flessibbli.

Il-materjal jieħu din il-moviment immewġin billi jitgħawweġ skond ir-rotazzjoni tax-xaft tad-dħul u joħloq ukoll forma ellittika. It-tarf ta 'barra ta' dan il-flex spline karatteristiċi snien tal-ger li huma adattati għat-trasferiment ta 'tagħbijiet għoljin mingħajr ebda problema. Biex tittrasferixxi dawn it-tagħbijiet, il-flex spline huwa mwaħħal ġewwa l-spline ċirkolari li huwa ger tond li fih snien interni.

Dan iċ-ċirku ta 'barra huwa riġidu u d-dijametru intern tiegħu huwa marġinalment akbar mill-assi maġġuri tal-ellissi ffurmata mill-flex spline. Dan ifisser li l-spline ċirkolari ma jassumix il-forma ellittika taż-żewġ komponenti l-oħra, iżda minflok, sempliċiment tgħaqqad is-snien ta 'ġewwa tagħha ma' dawk tan-naħa ta 'barra tal-flex spline, li tirriżulta fir-rotazzjoni tal-flex spline.

Ir-rata ta 'rotazzjoni hija dipendenti fuq ir-rotazzjoni tax-xaft tad-dħul u d-differenza fin-numru ta' snien bejn il-flex spline u l-spline ċirkolari. Il-flex spline għandu inqas snien mill-spline ċirkolari, u għalhekk jista 'jdur bi proporzjon imnaqqas ħafna u fid-direzzjoni opposta minn dik tax-xaft tal-input. Ir-razzjon tat-tnaqqis huwa mogħti minn: (numru ta 'snien spline flex – numru ta' snien spline ċirkolari) / numru ta 'snien spline flex.

Allura per eżempju, jekk il-flex spline għandu 100 snien u l-spline ċirkolari għandu 105, il-proporzjon ta 'tnaqqis huwa (100 - 105) / 100=-0.05 li jfisser li r-razzjon flex spline huwa -5/100 (minus jindika d-direzzjoni opposta ta' spin). Id-differenza fin-numru ta 'snien tista' tinbidel biex takkomoda proporzjonijiet ta 'tnaqqis differenti u għalhekk ħtiġijiet u rekwiżiti speċjalizzati differenti.

Hemm tliet elementi fi Harmonic Drive bażiku: spline ċirkolari, flexspline, u ġeneratur tal-mewġ. L-ispline ċirkolari għandu snien interni li jgħaqqdu ma 'snien esterni fuq il-flexspline. Il-flexspline għandu inqas snien u konsegwentement dijametru effettiv iżgħar mill-spline ċirkolari.

Il-ġeneratur tal-mewġ huwa ta 'forma ellittika u jaġixxi bħala rabta ma' żewġ rombli li jduru fi ħdan il-flexspline, u jġiegħelha tgħaqqad mal-spline ċirkolari progressivament f'punti dijametrikament opposti. Jekk il-ġeneratur tal-mewġ (l-input) idur lejn l-arloġġ waqt li l-ispline ċirkolari huwa ffissat, il-flexspline (l-output) idur jew irrombla ġewwa l-ispline ċirkolari b'rata ħafna aktar bil-mod f'direzzjoni kontra l-arloġġ.

Il-proporzjon tal-veloċità tad-dħul għall-veloċità tal-ħruġ jiddependi fuq id-differenza fin-numru ta 'snien fl-ispline ċirkolari u fuq il-flexspline. Proporzjonijiet ta' veloċità għolja daqs 320 għal 1 jistgħu jiġu prodotti f'Drives Harmoniċi ta' tnaqqis-uniku, li huma eħfef, iżgħar, u aktar effiċjenti minn drives konvenzjonali ta' proporzjon-għoli. Drives komposti jistgħu jipproduċu proporzjonijiet għoljin daqs 1,000,000 għal 1. Jew is-spline ċirkolari, il-flexspline, jew il-ġeneratur tal-mewġ jistgħu jiġu ffissati filwaqt li ż-żewġ elementi l-oħra jservu bħala input u output.

Karatteristika unika u utli tal-Harmonic Drive hija l-abbiltà tagħha li tittrasmetti mozzjoni permezz ta 'ħitan issiġillati. Is-snien tal-flexspline jistgħu jitqiegħdu ħdejn iċ-ċentru ta 'tubu ċilindriku flessibbli twil issiġillat ermetikament. Il-ġeneratur tal-mewġ jista 'jkun ġewwa t-tubu, u, bir-rotazzjoni tiegħu, jista' jiddevja l-flexspline u jipproduċi rotazzjoni bil-mod tas-spline ċirkolari li jdawru.

Verżjoni rotanti-għal-lineari tal-Harmonic Drive tuża kamin u tmexxi l-virga tal-kontroll f'ras ta' reattur nukleari mingħajr kuntatt mekkaniku permezz ta' tubu ssiġillat. Is-sistemi Harmonic Drive huma utli biex iżidu t-torque tal-ħruġ f'gerijiet użati fit-tħin, fil-manifattura, u f'magni li jużaw armi robotiċi. Ġew impjegati f'varjetà ta' applikazzjonijiet, li jvarjaw minn tali oġġetti tal-konsumatur bi prezz baxx-bħam-magni tal-bejgħ għal sistemi sofistikati għall-użu militari u aerospazjali.

Il-gerijiet tas-sewqan armoniku jintużaw ħafna f'applikazzjonijiet spazjali, robotika, u sistemi ta' pożizzjonament ta' preċiżjoni minħabba l-attributi attraenti tagħhom inkluż backlash qrib -żero, proporzjon ta' tnaqqis ta 'veloċità għolja, daqs kompatt, u piż żgħir. Huma jippossjedu żball ta 'pożizzjonament perjodiku inerenti magħruf bħala żball kinematiku responsabbli għad-degradazzjoni tal-prestazzjoni tat-trażmissjoni.

Ikollhom fehim ċar tal-mekkaniżmi tal-iżbalji tal-moviment u l-karatterizzazzjoni tagħhom. Aħna nirrapportaw riżultati analitiċi u sperimentali ta 'żbalji ta' moviment bl-użu ta 'studju dedikat ta' tagħmir tat-test tas-sewqan armoniku. L-ewwel jintwera li l-iżball imsejjaħ żball kinematiku fil-fatt jikkonsisti f'komponent fundamentali, li jirrappreżenta l-iżball kinematiku "pur", ikkulurit minn komponent ieħor li jirriżulta mill-flessibbiltà inerenti tat-torsjoni tal-gerijiet tas-sewqan armoniku.

L-aħħar komponent jispjega s-sors tal-varjabbiltà fil-profili tal-iżbalji kinematiċi ppubblikati. Id-dekompożizzjoni tal-iżball kinematiku f'komponent bażiku u komponent relatat mal-flessibbiltà tintwera b'mod sperimentali kif ukoll analitiku billi tqabbel mudell matematiku ma' data sperimentali. Aħna nikkaratterizzaw ukoll id-dipendenza tal-iżball kinematiku fuq it-tagħbija inerzjali, l-assemblaġġ tal-irkaptu u l-veloċità rotazzjonali.