觸覺反饋中的微型齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)
發(fā)布于：2020-11-03 11:27:28 點(diǎn)擊量：
行星齒輪減速機(jī)比其他齒輪減速機(jī)具有更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)組合、功率密度、緊湊裝置的大減量以及純扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。行星減速機(jī)也提高了整體設(shè)計(jì)效率。每級(jí)損耗不超過(guò)3%，因此機(jī)組傳輸?shù)哪芰孔疃?，可用于生產(chǎn)性運(yùn)動(dòng)輸出。另一方面，在伺服系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，慣性也是一個(gè)很重要的問(wèn)題。
考慮一個(gè)微型行星齒輪減速機(jī)的應(yīng)用?，F(xiàn)代的新齒輪行星減速機(jī)系列超性能，可配置驅(qū)動(dòng)組件的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。具有：標(biāo)準(zhǔn)金屬行星銷、陶瓷行星銷，提高扭矩和壽命、降低噪音和減小齒隙、用于高功率和增加扭矩容量、以流暢的背部駕駛性能和最高的效率實(shí)現(xiàn)超高性能。
行星齒輪已經(jīng)在太空領(lǐng)域和一級(jí)方程式賽車上運(yùn)行，以提供高扭矩、堅(jiān)固性和效率。通常，微型齒輪總成在涂有潤(rùn)滑脂的鋼或陶瓷銷（充當(dāng)簡(jiǎn)單的滑動(dòng)軸承）上旋轉(zhuǎn)行星輪和齒輪。相比之下，齒輪總成實(shí)際上在這些旋轉(zhuǎn)軸上包括了微小的滾針軸承-用于滾動(dòng)而不是滑動(dòng)摩擦（以及更少的摩擦和熱量產(chǎn)生）。
圖為航空航天應(yīng)用設(shè)計(jì)的22毫米直徑的行星減速機(jī) 以上三級(jí)總成效率高達(dá)90%，遠(yuǎn)高于同類設(shè)計(jì)的70%左右。因此，如果安裝了其他完全相同的電機(jī)和控制器，整個(gè)系統(tǒng)可以在輸出時(shí)輸出30%以上的轉(zhuǎn)矩和功率?；蛘咝枰?3%的輸入來(lái)產(chǎn)生給定的輸出。如果電機(jī)碰巧是有刷電機(jī)，則可以延長(zhǎng)電刷和整個(gè)系統(tǒng)的壽命。再加上更高效的傳動(dòng)裝置，讓電機(jī)在效率與轉(zhuǎn)矩曲線上的更高位置運(yùn)行。或者允許使用更小更輕的電機(jī)和控制電子設(shè)備。這樣一個(gè)小部件的效率在電池驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)中特別有用。
在行星輪軸上有一個(gè)滾針軸承（而不是滑動(dòng)軸承）意味著總成運(yùn)行起來(lái)也更酷…這對(duì)手持醫(yī)療器械很有幫助。
冷卻操作也延長(zhǎng)了齒輪總成潤(rùn)滑油的使用壽命-通過(guò)磨損的金屬顆粒和潤(rùn)滑油的粘合，熱應(yīng)力和磨損性能更小…因此，行星齒輪減速機(jī)的使用壽命比同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品長(zhǎng)11倍。
行星齒輪減速機(jī)在觸覺（力反饋）應(yīng)用方面也很出色，因?yàn)樗交霓D(zhuǎn)動(dòng)行星齒輪允許重復(fù)的反向驅(qū)動(dòng)能力，即從減速機(jī)輸出側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。因此，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩反饋在齒輪裝置的輸入上始終與負(fù)載成比例。傳統(tǒng)制造的行星齒輪頭不能保證平穩(wěn)的后驅(qū)動(dòng)能力或通過(guò)變速箱的一致載荷解釋，因?yàn)樾什▌?dòng)，變速箱內(nèi)部之間的可變公差疊加以及行星齒輪可能翹起。
考慮一個(gè)特定的觸覺應(yīng)用-電子電傳飛行控制。在這些系統(tǒng)中，飛行員的轉(zhuǎn)向動(dòng)作不是通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓執(zhí)行器來(lái)傳遞的。相反，電子傳輸是通過(guò)操縱桿控制柱中的感覺（力反饋）馬達(dá)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種觸覺產(chǎn)生的馬達(dá)總成受益于變速箱能夠平滑的向后駕駛，同時(shí)根據(jù)操縱桿的位置產(chǎn)生扭矩和力。
觸覺的另一個(gè)應(yīng)用是用于微創(chuàng)和遠(yuǎn)程手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人。通過(guò)這些機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生會(huì)動(dòng)態(tài)地、即時(shí)地感受到與機(jī)器人末端執(zhí)行器施加的力相等的力。在這里，減速機(jī)與平滑的背部駕駛是必不可少的。齒輪總成提供此參數(shù)，即使在需要兩個(gè)或三個(gè)行星級(jí)的齒輪傳動(dòng)比的軸上也是如此。傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)表現(xiàn)出不均勻或粘滯回駕駛性能，在這些機(jī)器人中存在機(jī)械噪音和無(wú)法使用的問(wèn)題。
考慮一個(gè)微型行星齒輪減速機(jī)的應(yīng)用?，F(xiàn)代的新齒輪行星減速機(jī)系列超性能，可配置驅(qū)動(dòng)組件的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。具有：標(biāo)準(zhǔn)金屬行星銷、陶瓷行星銷，提高扭矩和壽命、降低噪音和減小齒隙、用于高功率和增加扭矩容量、以流暢的背部駕駛性能和最高的效率實(shí)現(xiàn)超高性能。
行星齒輪已經(jīng)在太空領(lǐng)域和一級(jí)方程式賽車上運(yùn)行，以提供高扭矩、堅(jiān)固性和效率。通常，微型齒輪總成在涂有潤(rùn)滑脂的鋼或陶瓷銷（充當(dāng)簡(jiǎn)單的滑動(dòng)軸承）上旋轉(zhuǎn)行星輪和齒輪。相比之下，齒輪總成實(shí)際上在這些旋轉(zhuǎn)軸上包括了微小的滾針軸承-用于滾動(dòng)而不是滑動(dòng)摩擦（以及更少的摩擦和熱量產(chǎn)生）。
圖為航空航天應(yīng)用設(shè)計(jì)的22毫米直徑的行星減速機(jī)
在行星輪軸上有一個(gè)滾針軸承（而不是滑動(dòng)軸承）意味著總成運(yùn)行起來(lái)也更酷…這對(duì)手持醫(yī)療器械很有幫助。
冷卻操作也延長(zhǎng)了齒輪總成潤(rùn)滑油的使用壽命-通過(guò)磨損的金屬顆粒和潤(rùn)滑油的粘合，熱應(yīng)力和磨損性能更小…因此，行星齒輪減速機(jī)的使用壽命比同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品長(zhǎng)11倍。
行星齒輪減速機(jī)在觸覺（力反饋）應(yīng)用方面也很出色，因?yàn)樗交霓D(zhuǎn)動(dòng)行星齒輪允許重復(fù)的反向驅(qū)動(dòng)能力，即從減速機(jī)輸出側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。因此，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩反饋在齒輪裝置的輸入上始終與負(fù)載成比例。傳統(tǒng)制造的行星齒輪頭不能保證平穩(wěn)的后驅(qū)動(dòng)能力或通過(guò)變速箱的一致載荷解釋，因?yàn)樾什▌?dòng)，變速箱內(nèi)部之間的可變公差疊加以及行星齒輪可能翹起。
考慮一個(gè)特定的觸覺應(yīng)用-電子電傳飛行控制。在這些系統(tǒng)中，飛行員的轉(zhuǎn)向動(dòng)作不是通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓執(zhí)行器來(lái)傳遞的。相反，電子傳輸是通過(guò)操縱桿控制柱中的感覺（力反饋）馬達(dá)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種觸覺產(chǎn)生的馬達(dá)總成受益于變速箱能夠平滑的向后駕駛，同時(shí)根據(jù)操縱桿的位置產(chǎn)生扭矩和力。
觸覺的另一個(gè)應(yīng)用是用于微創(chuàng)和遠(yuǎn)程手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人。通過(guò)這些機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生會(huì)動(dòng)態(tài)地、即時(shí)地感受到與機(jī)器人末端執(zhí)行器施加的力相等的力。在這里，減速機(jī)與平滑的背部駕駛是必不可少的。齒輪總成提供此參數(shù)，即使在需要兩個(gè)或三個(gè)行星級(jí)的齒輪傳動(dòng)比的軸上也是如此。傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)表現(xiàn)出不均勻或粘滯回駕駛性能，在這些機(jī)器人中存在機(jī)械噪音和無(wú)法使用的問(wèn)題。
