Принцип работы коробки передач робот: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Содержание

Роботизированная коробка передач

Бытует такое мнение, что движение прогресса происходит за счёт ничего иного, как человеческой лени, и это вполне жизнеспособное утверждение. Вы так не считаете? Вот поэтому автомобильный инжиниринг идёт на поводу людских пороков, что явно просматривается в салоне автомобиля: там где раньше было три педали, стало две – газ и тормоз.

Роботизированная коробка передач или как в простонародии среди автомобилистов её ещё называют «робот», не что иное как механическая КПП, в которой за переключение передач и выключение сцепления отвечает электроника, то есть эти функции полностью автоматизированы.

Такое название призвано свидетельствовать о том, что водитель автомобиля и сложившиеся дорожные условия предоставляют лишь входную информацию, а далее уже система управления руководит работой роботизированной коробки передач сама через электронный блок управления, который действует по определённому заданному алгоритму.

Робот впитал в себя все положительные стороны механической и автоматической коробок передач. Комфорт автомата и надёжность в совокупности с экономичностью топлива механики. При всём этом роботизированная КПП гораздо доступнее в ценовом сегменте чем классика автоматической коробки передач. Сегодня большинство ведущих автомобильных производителей оборудуют автомобили, выходящие с конвейера, роботизированными КПП, ставя их на все модели от бюджетных до премиальных.

Принцип работы

Принцип работы предельно прост. Можно выразиться так, что это обычная механическая КПП, но с некоторыми облегчающими и помогающими автоматическими системами. Эти системы включают и выключают сцепление и переключают передачи в правильной последовательности вниз или вверх, интеллектуально выбирая когда нужно сделать правильный переход на ступень. Даже работа роботизированной коробки такая же по своему принципу, как и у механики.

Но без определённых отличий здесь, конечно же не обойтись. И самое главное из них – это наличие актуаторов. Понятнее говоря, за работу сцепления в роботе отвечают сервоприводы.Актуаторы управляются посылами с электронного блока, а в движение их приводит небольшой электромотор. Вот для примера, Вы, перед тем как начать движение, ставите селектор на первую передачу. ЭБУ сразу же распознаёт задачу и отдаёт команду сервоприводу о том, что нужно выжать сцепление, второй сервопривод помещает нужный синхронизатор в соответствующее положение, таким образом закрепляя первую передачу. После сервопривод плавно отпускает сцепление, а последующее переключение передач происходит аналогичным способом.

Но если Вы пожелаете перевести коробку в полностью автоматический режим, то алгоритм действий будет немного изменён. Команда о смене передач уже будет поступать не от Вас, как от водителя, а от компьютера, который просчитает и учтёт скорость, с какой движется автомобиль

, обороты мотора и снимет показания систем безопасности ABS и ESP. В этом случае на водителя будет возложена роль статиста, оперирующего нажатием двух педалей, а за всё остальное можно будет уже не переживать, ибо всю «грязную» работу будут выполнять коробка и электроника.

Проанализировав большинство отзывов водителей роботизированных коробок можно сказать, что наряду с основными достоинствами, присутствуют и недостатки:

«+» — небольшая масса агрегата, экономичность топливного расхода, сравнительно невысокая стоимость.

«-» — плохая приемистость из-за рывков при переключении передач.

Естественно производители знают об этом и прилагают всех усилий для решения данной проблемы. Механические актуаторы были заменены единственным электромагнитным, что повлекло за собой «убийство двух зайцев сразу» — существенно уменьшился размер робота, следовательно и масса и переключение передач стало осуществляться в восемь раз быстрее. Нельзя обойти стороной и появление роботов с двумя сцеплениями. Это нововведение в сфере роботизированных коробок передач повысило скорость работы агрегата и долговечность. За ними и лежит будущее.

Основные преимущества и недостатки

Роботизированная коробка обладает множеством положительных сторон. Мы будем базироваться на отзывах обычных автомобилистов, которые сталкиваются с роботом ежедневно за рулём своих автомобилей. Так как конструкция роботизированной коробки аналогична механической КПП, то надёжность её более высокая чем у автомата или вариатора.

Итак плюсы роботизированной КПП:

— в следствии того, что роботизированная коробка по объёму меньше чем «автомат» или «механика», она потребляет гораздо меньше масла – 3 литра против 6-8 у автомата;

— такой вид трансмиссии широко изучен любым ремонтным сервисом, так как конструкция трансмиссии аналогична привычной всем механике;

— ресурс сцепления на треть превышает другие типы коробок;

— практически все роботизированные коробки оснащены режимом, переключающим её на ручную работу, что придётся по нраву любителям как механики, так и автомата;

— а главным преимуществом, по мнению потребителей, является экономичность данной коробки в плане топливного расхода, который близок к механике.

Минусы роботизированной коробки:

— наиболее обидным в роботах является то, что отсутствует возможность их программирования. Для перепрошивки некоторых роботов придётся полностью менять их ЭБУ;

— роботизированная коробка не радует водителей своей задумчивостью. Приходится часто продумывать моменты перестроения вплоть до долей секунды;

— досаждают частые рывки во время переключения передач. Конечно же это лечится перепрошивкой, но ведь на это можно и закрыть глаза.

Подытоживая, хочется сказать одно: не нужно бояться роботизированных КПП.

Анализируя все отзывы владельцев, можно сказать, что роботы не доставят Вам особых хлопот. Базируясь на сказанном, не забудьте прислушаться к себе. Если Вы почувствовали, что это Ваш вариант, то берите и «кайфуйте» в своё удовольствие.

Основные неисправности

Как ни странно, но на первое место следует поставить проблему износа сцепления. Сцепление робота может «лететь» уже на 50 тысячах километров. К тому же это ведёт к тому, что остатками такого износа забиваются другие элементы робота как блок клапанов и мехатроник. Роботизированные коробки настолько «напичканы» различными датчиками приводами, проводкой и различными компонентами электрики и электроники. Именно по этой части зачастую и возникают проблемы.

Всё может начинаться как с обычной потери контакта, так и закончиться поломкой электронного блока управления. В ряде случаев можно отделаться перепрошивкой ЭБУ, но может произойти и такое, что потребуется полностью заменить «мозги» робота.

Большой спектр проблем можно выделить в системе охлаждения коробки робота. Во-первых, из-за того, что охлаждающий радиатор находится в глубине, он обделён в достаточном количестве воздуха. Во-вторых, порой он вынесен на картерную защиту, что требует нередкой очистки от грязи. Некоторые виды роботизированных коробок постоянно адаптируются к износу дисков сцепления, что приводит к новому изучению крутящего момента мотора, обучению заново выжимать сцепление, плавно трогаясь, и переключать передачи.

Но в любом случае, если Вас насторожил какой-либо не свойственный поведению коробки факт: рывки, толчки, вибрации и прочее, рекомендуем пройти диагностику робота. Запомните одну простую истину, что диагностика проблемы на начальном этапе и её скорейшее устранение осуществляется гораздо проще и не так «бьёт по кошельку», как капитальный ремонт всей коробки.

История появления и внедрения в автомобили

Эволюция роботизированных коробок передач перевёрнута буквально с ног да на голову. Самые простые агрегаты на одном сцеплении стали появляться только в этом столетии. Однако ещё в

1935 (Адольф Кегресс) и 1939 (фирма ZF) годах были получены патенты на механические коробки передач, оборудованные двумя дисками сцепления. До сих пор неизвестно вышли эти агрегаты за границы чертежей на бумаге или нет, но один конструктор из Франции ещё в 1934 году предлагал оснастить такой трансмиссией CitroenTractionAvant. Но к сожалению это на тот момент было невозможно выполнить технологически. И эта идея была забыта на полвека.

Возродилась эта идея благодаря действиям спортивных инженеров компании Porsche. В 80-ые годы и была создана Doppelkupplungsgetriebe — механическая коробка, оборудованная двойным сцеплением. Но этот агрегат оказался не достаточно совершенен. Коробка была громоздкой, тяжёлой и не надёжной. Не обрели массовости и коробки, которыми оснащались раллийные автомобили

Peugeot 205 и Audi SportQuattro S1. Технологии начала двухтысячных требовали больших финансовых затрат для доведения таких коробок до ума и выпуска их в серийное производство. И снова эта технология забылась, но уже не так надолго, а всего на 10 лет.

Знакомая нам коробка DSG (Direktschaltgetriebe) начала создавать уже в середине 90-ых годов прошлого века компанией Volkswagen. В 2003 году ею оснащался ряд моделей VAG. Многие ведущие автопроизводители проявили интерес к агрегату о двух сцеплениях. Результатом этого стало появление системы DualClutchSystem, которой оснащаются абсолютно разнообразные автомобили от Bugatti Veyron, Ferrari 458 до «китайца» BYD G6.

Отличия от других видов трансмиссий

Механическая коробка

Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении. Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.

Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого. Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий. Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.

Коробка автомат

Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами.

Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло. Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.

Вариатор

В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы. Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера. В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.

Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.

Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача. Помните, что выбор трансмиссии – это Ваше чисто субъективное мнение, как автовладельца и автолюбителя. Проанализируйте. В толкотне пробок лучше подойдут «вариатор» и «автомат». На бездорожье – «механика». Но учиться водить лучше на «механике» или «роботе», тут лучше можно прочувствовать поведение автомобиля и сам двигатель.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Роботизированная коробка передач (РКПП), принцип работы, устройство

Роботизированная коробка передач, или, как её называют в обиходе, коробка робот, являет собой механическую коробку, в которой автоматизированы такие функции, как отключение сцепления и переключение передач. По сути, работой коробки руководит электронный блок с заданными алгоритмами управления, то есть, её вполне можно отнести к полуавтоматам.

На деле это выглядит следующим образом: педаль сцепления, которую водитель должен выжать перед переключением скоростей, здесь отсутствует. Её заменяет система датчиков, сенсоров и актуаторов, которые передают данные на бортовой компьютер, а он уже руководит переключением коробки скоростей. Компьютер обеспечивает синхронизацию работы деталей коробки. К тому же, он способен к распознаванию стиля вождения конкретного водителя и даже к предугадыванию его действий.

Разработчиками коробок-роботов являются европейские автопроизводители, которые ставили перед собой цель улучшить управляемость автомобиля, особенно в условиях современных мегаполисов, где приходится совершать частые остановки и старты.

Если речь идёт об автомобилях серийного производства, рычаг переключения скоростей имеет у них такой же вид и находится там же, что и в механических коробках, но переключается не Ж-образным способом, а только вперёд и назад.  Что касается автомобилей, создаваемых для участия в Форммуле-1, то ручка переключения заменена в них двумя педалями, одна из которых увеличивает скорость, другая уменьшает.

Принцип работы роботизированной коробки передач

Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в следующем. Во время переключения рычага передач и нажатия на педаль газа сенсоры сообщают данные в процессинговый блок бортового компьютера, который передаёт сигнал коробке передач. Её сенсоры сообщают информацию об актуальной скорости в процессинговый блок и передают новое требование о переключении скоростей. В процессинговом блоке происходит синхронизация информации, полученной от сенсоров, и выбираются оптимальные скорость и время её переключения, что обеспечивает слаженность работы всех механизмов коробки передач. При этом учитываются и скорость вращения двигателя, показатели доски управления, работа кондиционера и т.д.

Центральный процессинговый блок обеспечивает управление механикой, а точнее – гидромеханическим блоком, смыкающим или размыкающим сцепление. Данный процесс происходит одновременно с переключением водителем ручки скоростей.

В состав гидромеханического блока входит севромотор и связанный с ним линейный актуатор. Для запуска гидравлического цилиндра, который обеспечивает движение актуатора, используется тормозная жидкость.

Преимуществом данной системы является то, что скорость реакции электроники заметно выше и точнее, чем у самого опытного водителя, поэтому процесс сцепления завершается без его участия. При необходимости парковки машины, обратного движения или приведения трансмиссии в нейтральное положение водителю необходимо предварительно выжать обе педали, сделав это одновременно, после чего он может выбирать один из трёх вышеуказанных вариантов. Сцепление используется при этом лишь для приведения автомобиля в движение.

Чтобы быстро переключить скорость на более высокую, водителю нужно убрать с педали газа ногу, что позволит двигателю сбросить обороты до той скорости, которая допустима для переключения на более высокую скорость. Однако при этом необходимо, чтобы рычаг переключения скоростей находился в правильной позиции.

Роботизированные коробки сочетают в себе комфорт управления коробки-автомата с топливной экономичностью и надёжностью механической коробки. При этом «роботы», в большинстве случаев, стоят заметно дешевле, чем классические АКПП. Практически все ведущие автомобильные компании оснащают сегодня свои автомобили именно роботизированными коробками, и относится это как к эконом- так и к премиум-классу.

Коробки-роботы сегодня применяются не только в легковых машинах, но и в грузовых автомобилях, и в автобусах, а в 2007 году такая коробка была установлена на спортивный мотоцикл Ямаха FJR 1300.

Каждый производитель даёт своё название роботизированным коробкам передач собственного производства: SMG/SSG (БМВ), Sequentronic (Мерседес-Бенц), DSG (Фольсваген),  Automatic Stickshift, DSG (Фольксвген), Duo Select (Мазерати), Selespeed (Альфа Ромео, Фиат), Speedgear (Фиат), SensoDrive или EGS, или BMP (Ситроен), Sensinic или ACS (Сааб), i-Shift (Хонда), SMT, MultiMode  (Тойота), Dualogic (Фиат), Durashift EST (Форд), Easytronic (Опель), Sporttronic, Twin Clutch SST,  Allshift (Мицубиси), 2-tronic (Пежо), Quickshift (Рено).

Скорая помощь «роботу»

Скорая помощь «роботу» 

Восстановление рабочих параметров 

Роботизированные коробки передач являются симбиозом автоматических и механических трансмиссий. Они обеспечивают комфортное управление автомобилем. Практика использования «роботов» выявила их преимущества и недостатки. В их числе заметное влияние износа механики на работу коробки передач. Управление трансмиссией осуществляется бортовым компьютером автомобиля. Это предполагает своего рода обучение коробки робота подчиняться командам управления. Эксплуатация автомобиля приводит к неизбежному износу коробки передач. При этом заводские настройки трансмиссии становятся помехой нормальной работе роботизированного силового агрегата. 


Корректировка настроек трансмиссии имеет официальный термин «адаптация». В среде автолюбителей и в автосервисе, эту процедуру назвали «обучить коробку робот». В бортовой компьютер заложены унифицированные алгоритмы переключения передач. Их активация происходит по сигналам входных датчиков, установленных в коробке. По мере износа деталей трансмиссии датчики передают искаженные сигналы. Они могут неверно восприниматься бортовым компьютером. В результате происходят задержки переключения передач, рывки, провалы. Не исключена даже полная блокировка трансмиссии. Единственное решение таких проблем – обучение коробки робота. Процедура по своей сути является перепрошивкой электроники автомобиля, позволяющей восстановить рабочие параметры трансмиссии. 

Роботизированная коробка передач – виды, устройство, принцип работы, корректировка настроек    

Роботизированные трансмиссии разрабатываются на базе механических коробок передач. Это ставит их в один ряд по уровню ремонтопригодности и другим эксплуатационным характеристикам, облегчающим жизнь автолюбителя. Роботы обеспечивают экономный расход топлива. Им надо меньше трансмиссионного масла. Водитель сам выбирает удобный для себя и/или оптимальный для двигателя режим переключения передач. В настоящее время роботизированные КПП представлены следующими видами трансмиссий. С электрическими и гидравлическими исполнительными механизмами, и с двойным сцеплением. 

Электрические механизмы (сервоприводы) есть, например, на автомобилях «Тойота» (MultiMode), «Опель» (Easytronic). Намного большее распространение получили роботы с гидравлическим исполнительным механизмом – Dualogic (ФИАТ), SMG и DCT (БМВ), Senso Drive (Ситроен). Роботизированные трансмиссии с двойным сцеплением S-Tronic (Ауди) и DSG (Фольксваген и Шкода) по принципу действия ближе к АКПП. Коробки с сервоприводом самые «задумчивые». У них продолжительность цикла переключения передач может достигать двух секунд при обычной скорости срабатывания 0,3-0,5 сек. Роботы с гидравликой и двойным сцеплением переключают передачи за 0,05-0,2 сек. 

Переключением передач роботизированной трансмиссии в автоматическом режиме занимается бортовой компьютер по сигналам датчиков. Полуавтоматический режим только имитирует работу механической коробки. Здесь роль датчиков выполняет водитель, а исполнительными механизмами (актуаторами) управляет компьютер. Программировать коробку робот при наличии соответствующего оснащения не так сложно. Его предоставляют только в распоряжение СТО, входящих в дилерскую сеть производителя. Приобрести это оборудование для себя нельзя. Корректировка настроек робота необходима не только вследствие естественного износа коробки, но и после любого вмешательства в трансмиссию. Эту процедуру иногда приходится делать и под стиль вождения. 

Особенности вождения автомобиля с роботом – дорожные условия, сравнение с другими трансмиссиями 

Роботизированная коробка в сравнении с другими трансмиссиями – автоматической, механической, вариатором – сущий младенец. На серийных автомобилях она появилась около 20 лет назад, поэтому ей пока еще присущи «детские болезни». У производителей автомобилей принято программировать коробку робот с учетом обычных дорожных условий и стиля вождения. По этой причине управлять автомобилем с роботом в пробках или в сложных дорожных условиях не так просто. В таких ситуациях водитель должен «чувствовать» машину, что приходит с большим опытом вождения. 

Поскольку переключение передач роботизированной трансмиссии происходит медленнее и сказывается на динамических характеристиках автомобиля. Это требует от водителя большего внимания при маневрировании. Неопытные водители и любители агрессивного стиля езды могут легко «сжечь» сцепление, если не обучить коробку робот особенностям вождения. По мнению экспертов, лучшими характеристиками обладают трансмиссии с двойным сцеплением. Они ближе других к традиционным навыкам вождения. 

В сравнении с другими видами трансмиссий у робота есть свои преимущества. Он обеспечивает снижение расхода топлива на 7-10% в сравнении с МКПП. Роботу требуется в 3,5-5 раз меньше масла, чем АКПП. Он намного проще, чем вариатор. Однако конструкторам еще есть над чем работать. Необходимо улучшать динамические характеристики. Следует повышать защищенность трансмиссии при езде в сложных дорожных условиях и ее надежность. Сегодня РКПП требует довольно специфических навыков вождения. Поэтому покупатели относятся к таким автомобилям с определенным недоверием. 

Процедура обучения коробки робот – обращение за помощью, содержание работ, периодичность   

Если с машиной все в порядке, посещение сервиса определяется регламентом ТО автомобиля, стилем вождения и ресурсом сцепления коробки передач. У РКПП в зависимости от модели машины он составляет 100-180 тыс. км. Обычной причиной обращения в автосервис являются ощутимые «провалы» во время переключения передач. К этому приводит износ коробки или нарушения настроек исполнительных механизмов. В случае поломок робота, когда коробка осталась на передаче, автомобилю обязательно нужен эвакуатор. При обращении в автосервис «РАСТО» данная услуга предоставляется бесплатно. Кроме того мы обучаем коробку робот по очень привлекательной цене. 

Звоните в любое время на круглосуточный телефон +7 (495) 778-44-45. Заказывайте нужные услуги. Часть из них может быть предоставлена в режиме «скорой помощи». Процедура обучения (адаптации) робота состоит из трех этапов. Она не занимает много времени. Сначала выполняется гидравлическая прокачка сцепления. После этого настраивают работу исполнительных механизмов. На завершающем этапе проводится синхронизация работы всех элементов РКПП и практическая проверка переключения передач. Разумеется, что все операции выполняются под контролем компьютера станции диагностики. 

При надлежащем уходе и соблюдении технического регламента вы в полной мере сможете ощутить все достоинства РКПП. Эксплуатационные расходы и траты на ремонт робота несопоставимо ниже, чем у АКПП или вариатора. Автолюбители с хорошим опытом вождения легко определят момент, когда придет время обучить коробку робот. Мы еще раз приглашаем в автосервис «РАСТО» владельцев автомобилей с РКПП. Гарантируем качественное обслуживание по разумным ценам.    

Роботизированная коробка передач

Основу роботизированной коробки передач составляет механическая коробка, но функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Работой коробки передач управляет электронный блок с заложенным алгоритмом управления.

Коробка-робот сочетает топливную экономичность и высокую надежность МКПП с комфортом автоматической коробки. Но при этом стоимость «робота» значительно ниже классической АКПП. Именно эти факторы поспособствовали тому, что большинство автопроизводителей в настоящее время оснащают свои транспортные средства роботизированными коробками. Они устанавливаются как на модели эконом, так и премиум класса.

Конструкция роботизированной коробки передач

В зависимости от компании-производителя конструкция роботизированных коробок может разниться. Однако следует выделить их общее устройство: механическая коробка передач с интегрированной системой управления сцеплением и передачами.

В автоматизированных КПП применяется сцепление фрикционного типа: это либо отдельный диск, либо пакет фрикционных дисков. Инновационным считается т.н. двойное сцепление, способное передавать крутящий момент без потери мощности.

Как указывалось выше, основу конструкции роботизированной коробки составляет МКПП. Производители, как правило, используют уже готовые технические решения. К примеру, на базе АКПП 7G-Tronic построена автоматизированная коробка передач Speedshift от Mercedes – в этом случае гидротрансформатор был заменен фрикционным многодисковым сцеплением. Базой для SMG от BMW служит 6-ступенчатая «механика», оснащенная электрогидравлическим приводом сцепления.

«Роботы» могут комплектоваться гидравлическим либо электрическим приводом сцепления и передач. В качестве исполнительных устройств в электрическом приводе используются сервомеханизмы (механическая передача и электродвигатель). Гидравлический привод приводится в действие посредством гидроцилиндров, которые находятся под управлением электромагнитных клапанов. Этот вид привода также называют электрогидравлическим. Некоторые конструкции роботизированных коробок передач с электрическим приводом (Durashift EST от компании Ford, Easytronic от компании Opel) оснащаются гидромеханическим блоком с электродвигателем для перемещения главного цилиндра привода сцепления.

Электрический привод характеризуется меньшим энергопотреблением и невысокой скоростью работы – временной промежуток переключения передач варьируется в пределах 0,3–0,5 секунды. В гидравлическом приводе постоянно поддерживается давление в системе, поэтому он требует больших затрат энергии. Вместе с тем, он отличается более высокой скоростью работы. Некоторые коробки-роботы с гидроприводом, которыми комплектуются спортивные авто, отличаются поразительной скоростью переключения передач, например, у Lamboghini Aventador этот показатель составляет 0,05 cек., а у Ferrari 599GTO – 0,06 cек.

Эти качества определяют область применение агрегатов. Таким образом, «роботы» с электрическим приводом устанавливаются на бюджетные транспортные средства, а с гидравлическим – на автомобили сегмента премиум.

Электрическим приводом оснащаются следующие коробки передач:

  • SensoDrive от компании Citroen;
  • 2-Tronic от компании Peugeot;
  • Easytronic от компании Opel;
  • MultiMode от компании Toyota;
  • Dualogic от компании Fiat;
  • Allshift от компании Mitsubishi;
  • Durashift EST от компании Ford.

Гидравлический привод устанавливается на следующие роботизированные коробки передач:

  • SMG от компании BMW;
  • R-Tronic от компании Audi;
  • Quickshift от компании Renault;
  • ISR от компании Lamborghini;
  • Selespeed от компании Alfa Romeo.

Электронная система осуществляет управление роботизированной коробкой передач. Она состоит из входных датчиков, исполнительных устройств и электронного блока управления. Задача входных датчиков заключается в отслеживании основных параметров коробки: положение селектора, положение вилок включения передач, частоту вращения на входе и выходе, температуру и давление трансмиссионного масла. Все параметры передаются в блок управления.

Учитывая входящие сигналы датчиков, электронный блок управления формирует команды для исполнительных устройств в соответствии с заложенной программой. Кроме того, электронный блок в процессе работы взаимодействует прочими электронными системами, среди которых система управления двигателем, система ABS (ESP). В коробках с гидравлическим приводом в систему управления также входит гидравлический блок управления (отвечает за управление гидроцилиндрами и давление в системе).

В зависимости от привода исполнительными механизмами выступают электромагнитные клапаны гидроцилиндров (гидравлический привод), электродвигатели (электрический привод).

Коробка передач с двойным сцеплением

Роботизированная коробка передач имеет достаточно весомый недостаток – относительно большой промежуток времени переключения передач. Данный недостаток влечет за собой провалы и рывки в процессе управлением машины, что в свою очередь приводит к снижению комфорта. Для решения данной проблемы была разработана коробка с двойным сцеплением, которая обеспечивает переключение без потери мощности.

При уже включенной передаче двойное сцепление позволяет выбрать следующую передачу и включить ее при первой потребности, при этом работа коробки передач не будет прервана. Отсюда исходит другое название – преселективная коробка передач (preselect – предварительный выбор).

Еще одним преимуществом «робота» с двойным сцеплением считается высокая скорость переключения. Причем, скорость зависит лишь от скорости переключения муфт (DCT M Drivelogic от BMW – 0,1 cек., DSG от Volkswagen – 0,2 cек.). Данный тип коробки передач отличается компактными размерами, что особенно важно для малолитражных автомобилей. Вместе с этим, отмечается повышенное энергопотребление, особенно это касается коробки с «мокрым» сцеплением. Высокая скорость переключения вместе с беспрерывной передачей крутящего момента обеспечивает хорошую разгонную динамику транспортного средства и значительную топливную экономичность.

Двойным сцеплением комплектуются многие роботизированные коробки передач:

  • DSG от компании Volkswagen;
  • Speedshift DCT от компании Mercedes;
  • DCT M Drivelogic от компании BMW;
  • PDK от компании Porsche;
  • S-Tronic от компании Audi;
  • Twin Clutch SST от компании Mitsubishi;
  • Powershift от компаний Ford и Volvo;
  • TCT от компании Alfa Romeo.

Даже спортивный автомобиль Ferrari 458 Italia укомплектована коробкой с двойным сцеплением Doppelkupplungsgetriebe. Вышеуказанные коробки передач имеют гидравлический привод сцепления и передач. В настоящий момент лишь одна коробка использует электропривод устройств – EDC (Efficient Dual Clutch) от компании Renault. Стоит отметить, что время переключения передач составляет всего 0,29 сек.

Лидерами по массовому применению коробок передач с двумя сцеплениями по праву считаются компании Audi и Volkswagen, которые устанавливают на свои автомобили коробки S-tronic и DSG с 2003 года. S-tronic, в отличие от коробки DSG, устанавливается продольно на оси полноприводных и заднеприводных автомобилей.

DCT M Drivelogic – это автоматизированная коробка передач с функцией Drivelogic. Данная функция предусматривает 11 программ переключения передач, из которых 6 предполагают выполнение в ручном режиме, а остальные 5 – это автоматизированные программы переключения передач. С помощью этой функции можно адаптировать смену передач под стиль вождения конкретного человека.

Принцип работы роботизированной коробки передач

У данного типа коробки передач предусмотрено два режима работы: автоматический и полуавтоматический. В первом случае электронный блок управления задействует определенный алгоритм управления коробкой, учитывая при этом сигналы входных датчиков. Команды блока управления выполняют исполнительные механизмы.

Полуавтоматический режим переключения передач аналогичен функции Типтроник на АКПП. Благодаря данному режиму обеспечивается возможность последовательно переключать передачи посредством селектора и/или подрулевых лепестков. По этой причине роботизированную трансмиссию также называют секвентальной КПП (sequensum – последовательность).

Анализ структуры и принципа работы гармонического редуктора основного компонента робота

1. Гармонический редуктор для промышленных роботов

Промышленные роботы широко используются в автомобилестроении, производстве электрооборудования, производстве пищевого оборудования и других промышленных производствах. В настоящее время стоимость глобальных роботов в основном состоит из: около 35% редуктора, около 20% сервопривода, около 15% системы управления и корпуса робота. Механическая обработка составляет всего около 15%.

Прецизионный редуктор, используемый в робототехнике, можно разделить на три типа: редуктор RV, гармонический редуктор и планетарный редуктор, на три из которых приходится примерно 40%, 40% и 20% рынка.

Снижение скорости редуктора осуществляется по простому принципу, согласно которому скорость обратно пропорциональна количеству зубьев и передаче между большой и малой шестернями. Но для достижения большого передаточного отношения, если мы используем цилиндрические шестерни, которые мы обычно видим, объем всего зубчатого редуктора будет очень большим.Если он должен быть как можно меньше, что мы должны сделать?

Гармонический редуктор для встраивания шестерни внутрь.

2. Структура и принцип работы гармонического редуктора

Гармонический редуктор в основном состоит из четырех основных компонентов: волновой генератор, гибкая шестерня, гибкий подшипник и жесткая шестерня.


Редуктор с гармоническим приводом представляет собой зубчатую передачу, в которой генератор волн должен быть собран с гибкими подшипниками, чтобы гибкая шестерня создавала контролируемую упругую деформацию и зацеплялась с жесткой шестерней для передачи движения и мощности.

Когда генератор волн непрерывно вращается, деформация гибкого шлица постоянно меняется, так что состояние зацепления гибкого шлица и жесткого колеса также постоянно меняется, от зацепления, зацепления, зацепления, расцепления, повторного зацепления. Чтобы реализовать медленное вращение гибкого колеса относительно жесткого колеса в направлении, противоположном генератору волн.

Технические трудности гармонического редуктора в основном отражаются на сроке службы и точности обработки гибкого шлица.

Быстрые и прочные легкие роботы на основе приводов с переменным передаточным числом и алгоритмов управления, использующих естественную динамику

Аннотация

Во многих приложениях роботам приходится нести большие нагрузки при медленном движении, а также быстро перемещаться по воздуху практически без нагрузки. Этот тип бимодальных задач с противоречивыми требованиями с точки зрения рабочих скоростей и желаемого импеданса часто приводит к использованию негабаритных и неэффективных приводов, которые тормозят, особенно для мобильных роботов.Несколько передаточных чисел, как в трансмиссии, решают эту проблему, позволяя эффективно использовать мощность в широком диапазоне выходных скоростей, позволяя значительно изменять отраженные внутренние импедансы привода и делая возможным усиление или ослабление динамики естественной нагрузки. . Эта диссертация направлена ​​на разработку технологических решений, необходимых для использования приводов с переменным передаточным числом и использования преимуществ регулируемых трансмиссий в контексте робототехники. Во-первых, путем решения вопроса о том, как сделать быстрое и плавное переключение передач между двумя очень разными передаточными числами при различных условиях нагрузки, с помощью решения, основанного на архитектуре привода с двумя двигателями и схеме управления, использующей нулевое пространство.Во-вторых, путем разработки алгоритмов управления, которые динамически выбирают оптимальные передаточные числа на основе обратной связи по состоянию, чтобы двигаться с минимальными крутящими моментами двигателя и регулировать выходное сопротивление в соответствии с задачей. В предлагаемом подходе используются переменные трансмиссии не только для увеличения максимального крутящего момента и скорости, но и для значительного изменения динамических свойств, включая чувствительность к нагрузке, надежность и управляемость задним ходом. Представлены модели и эксперименты с использованием нового легкого роботизированного манипулятора с тремя изготовленными на заказ двухскоростными приводами с двумя двигателями.Результаты демонстрируют очень быстрое переключение передач в высокодинамичных ситуациях с двухскоростными приводами с двумя двигателями и показывают, что активное изменение передаточных чисел с использованием предложенных алгоритмов управления может привести к уменьшению на порядок необходимого крутящего момента и мощности двигателя.

Описание
Диссертация: кандидат технических наук, Массачусетский технологический институт, факультет машиностроения, 2017.

 

Эта электронная версия была представлена ​​студентом-автором. Заверенная диссертация находится в архивах и специальных фондах института.

 

Каталогизировано из представленной студентом версии диссертации в формате PDF.

 

Включает библиографические ссылки (страницы 191–196).

 

Отдел
Массачусетский Институт Технологий. Департамент машиностроения

Издатель

Массачусетский технологический институт

%PDF-1.5 % 1268 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 1268 81 0000000016 00000 н 0000003249 00000 н 0000003399 00000 н 0000003437 00000 н 0000004638 00000 н 0000005849 00000 н 0000007049 00000 н 0000009169 00000 н 0000010491 00000 н 0000010606 00000 н 0000010719 00000 н 0000010813 00000 н 0000012155 00000 н 0000013974 00000 н 0000014726 00000 н 0000015384 00000 н 0000015943 00000 н 0000016651 00000 н 0000016808 00000 н 0000016978 00000 н 0000017707 00000 н 0000018355 00000 н 0000018394 00000 н 0000018511 00000 н 0000018668 00000 н 0000018810 00000 н 0000019348 00000 н 0000020007 00000 н 0000020255 00000 н 0000020738 00000 н 0000021208 00000 н 0000021654 00000 н 0000022072 00000 н 0000022365 00000 н 0000022596 00000 н 0000022678 00000 н 0001490761 00000 н 0001490824 00000 н 0001490902 00000 н 0001490984 00000 н 0001491066 00000 н 0001491208 00000 н 0001491367 00000 н 0001491443 00000 н 0001491523 00000 н 0001491603 00000 н 0001491745 00000 н 0001491902 00000 н 0001491980 00000 н 0001492062 00000 н 0001492144 00000 н 0001492289 00000 н 0001492448 00000 н 0001492528 00000 н 0001492608 00000 н 0001492753 00000 н 0001492910 00000 н 0001527271 00000 н 0001560784 00000 н 0001560841 00000 н 0001565849 00000 н 0001565890 00000 н 0001565967 00000 н 0001565991 00000 н 0001566070 00000 н 0001566446 00000 н 0001566515 00000 н 0001566631 00000 н 0001568079 00000 н 0001568156 00000 н 0001568180 00000 н 0001568259 00000 н 0001568632 00000 н 0001568701 00000 н 0001568817 00000 н 0001569683 00000 н 0001571905 00000 н 0001574127 00000 н 0001577129 00000 н 0001663442 00000 н 0000001916 00000 н трейлер ]/предыдущая 8884406>> startxref 0 %%EOF 1348 0 объект >поток hвязьTkPTe~sveUr9″^]]D=T6cVļ-«Zت.A4]o»f5LSL3M4MY&i>|

Почему редуктор?

Что такое мотор-редуктор?
Каждое приложение имеет требования к мощности и определенные значения скорости и крутящего момента. При нагрузке, требующей высокого крутящего момента при низкой скорости, использование большого двигателя, способного развивать крутящий момент, будет неэкономичным, а эффективность системы будет низкой. В таких случаях лучшим решением является введение некоторой передачи между двигателем и нагрузкой. Редуктор адаптирует двигатель к нагрузке, будь то скорость, крутящий момент или инерция.Сборка двигатель/редуктор обеспечит большую эффективность и станет экономичным решением.

Portescap производит высококачественные миниатюрные редукторы, которые в процессе производства проходят строгие проверки качества. Имея ряд планетарных и прямозубых редукторов диаметром от 8 мм до 40 мм, Portescap может предложить полную трансмиссию на основе своих решений для мотор-редукторов. Местные эксперты в области зубчатых передач могут выбрать металлические или пластиковые шестерни в зависимости от ваших потребностей. В обеих технологиях используются подшипники скольжения или шариковые подшипники.Кроме того, могут быть предложены индивидуальные настройки, такие как специальная смазка, специальный вал, крепление и т. д., чтобы предоставить вам именно то решение, которое вам нужно.

Редукторы с прямозубыми цилиндрическими зубчатыми колесами
Эта технология зубчатых передач дает преимущества в приложениях с ограниченным током, где важны минимальное входное трение и высокая эффективность. Широкий ассортимент прямозубых редукторов Portescap хорошо адаптирован к линейке наших двигателей и охватывает весь диапазон диаметров двигателей.

Планетарные редукторы
Основными преимуществами планетарных редукторов Portescap являются их высокий номинальный крутящий момент и высокое передаточное число на зубчатую передачу, а также использование высококачественных композитных материалов.Цельнометаллические планетарные редукторы имеют очень компактную конструкцию с отличными характеристиками и сроком службы.

Высокоскоростные планетарные редукторы
Эта линейка высокопроизводительных продуктов была разработана для использования в бесщеточных двигателях постоянного тока с обмоткой с железным сердечником. Редукторы допускают входную скорость в диапазоне от 10 000 до 70 000 об/мин и выходную скорость в несколько 1000 об/мин. Это позволяет создать блок мотор-редуктор очень малых размеров, который может обеспечить чрезвычайно высокие значения скорости и крутящего момента.

ОСНОВНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ И ПЛАНЕТАРНЫЙ РЕДУКТОР

Принцип цилиндрического редуктора:
Шестерня с радиусом r1 и числом зубьев z1 приводит в движение входное колесо с радиусом r2 и числом зубьев z2.
Передаточное отношение на поезд «i» составляет z2:z1, что равно r2:r1.

Принцип планетарной передачи:
Шестерня S (солнечная шестерня) с зубьями «s» приводит в движение сателлиты P (3 или 4 на передачу), которые имеют зубья «p» и закреплены на водиле планетарной передачи.
A = стационарное кольцо с зубьями «a».
Коэффициент уменьшения на поезд равен i = (a:s) +1.

Каков принцип работы быстрой смены робота?

Когда дело доходит до быстрой смены робота, вы можете чувствовать себя странно. Роботизированное устройство смены инструмента является основным компонентом высокопроизводительной промышленной роботизированной системы, которая может заставить робота полностью раскрыть свою производительность, выполнять различные операции и повысить рентабельность робота. Итак, каков принцип работы робота быстрой смены? Каковы характеристики быстросменного робота?

 

Принцип работы быстрой смены робота: в настоящее время большинство бытовых роботов быстрой смены имеют много проблем, таких как сложный механизм, сложная технология обработки, сложная работа и низкая надежность.Например, некоторые быстросменные устройства используют рычажный механизм для реализации расширения гидравлического цилиндра, который имеет сложную конструкцию и большое пространство; некоторые быстросменные роботы используют тип с двойным поршневым штоком, который может использовать короткий ход и трудно обеспечить соосность во время обработки; некоторые быстросменные роботы используют плавающий гидравлический цилиндр, который легко подвергается ударам и износу из-за отсутствия необходимой внешней защиты и имеет низкую надежность. Быстросменная пластина робота в основном состоит из быстросменной рамы и быстросменного гидравлического цилиндра.Управляя расширением быстросменного гидравлического цилиндра, манипулируя рукояткой электромагнитного клапана, робот может осуществлять быстрое переключение и подвешивание различных инструментов, чтобы удовлетворить требования многоцелевого использования одной машины.

 

Основные характеристики быстросменного робота:

Хорошая универсальность: все быстросменные устройства быстросменного диска робота используют интерфейс международного стандарта, который обладает очень хорошей универсальностью и соответствием.

 

Компактная конструкция: быстросменная плита робота оснащена быстросменным гидравлическим цилиндром с одним поршневым штоком и имеет режим размещения подвески, что обеспечивает соосность его установки на быстросменной раме; кроме того, однопоршневой шток может получить больший ход, что обеспечивает большую длину выдвижения соединительного штифта.

 

Высокая надежность: быстросменная пластина робота может поддерживать гидравлический цилиндр и соединительный штифт, с другой стороны, она может направлять процесс расширения быстросменного устройства, чтобы еще больше повысить надежность быстросменного устройства.

 

Благодаря постоянному развитию производительности промышленных роботов технология быстрой смены дисков роботов также совершила прорыв. Высокоэффективные роботы с одной машиной, выполняющей множество задач, делают промышленное производство более удобным, ускоряют процесс промышленного развития и вносят большой вклад в экономическое развитие. Вот и все о принципе работы робота быстрой смены.

Различные типы двигателей, используемых в промышленной робототехнике

В эпоху промышленной автоматизации роботы используются для управления различными процессами с целью повышения точности и качества производства.Выбор идеального двигателя для идеального робота всегда является сложной задачей при разработке робота, особенно для промышленности. Правильный выбор электродвигателей в промышленных роботах требует учета нескольких параметров для управления манипулятором, положения, угловых и линейных перемещений.


Двигатели, используемые в промышленной робототехнике

Выбор двигателя — это наименее понятная концепция для любителей робототехники, которая требует разработки стратегии и серьезного анализа. Она включает в себя определение скорости робота, ускорения, требований к крутящему моменту на основе веса робота, размера колеса и применения, где он должен быть реализовано.На современном рынке доступно множество типов двигателей, но в основном в промышленных роботах используются крошечные пейджерные двигатели, серводвигатели, линейные двигатели, шаговые двигатели и мотор-редукторы постоянного тока в зависимости от области их применения.

Неправильный выбор двигателя приводит к созданию робота-инвалида. Так какой же тип двигателя лучше всего подходит для того, чтобы сделать промышленных роботов реальными, точными и достаточными для удовлетворения всех потребностей промышленных процессов с учетом всех реалистичных спецификаций?

Здесь мы собрали некоторые мнения об этих двигателях от промышленных профессионалов для выбора соответствующего двигателя для промышленного применения.

Мы рекомендуем вам следовать мнению экспертов, которые стремятся предоставить лучшие двигатели для промышленной робототехники с доступными двигателями постоянного тока, шаговыми, бесщеточными и серводвигателями для точных, экономичных и надежных движений робота.

Ch.Sampath Kumar
M.tech in VLSI Design
Автор технических материалов

Двигатели постоянного тока

доступны в широком диапазоне для непрерывной работы, но для соответствующего применения требуются редукторные редукторы.Шаговый двигатель не требует редуктора, поскольку его ступенчатая работа обеспечивает низкую скорость для определенных приложений. Наконец, серводвигатели используются для точного и точного управления, которое реализуется в операциях с замкнутым контуром. Но для этого требуется дополнительная обратная связь и схема управления, поэтому он дороже, чем двигатель постоянного тока и шаговый двигатель. Таким образом, серводвигатели делают робота более надежным благодаря его точному движению.

Вишванат Пратап
Магистр электроэнергетики
Составитель технического содержания

Подбор и размещение Роботы обычно используются в промышленности для захвата объекта из одного положения или места и размещения его в другом месте или месте.Для этого необходимо управлять угловыми движениями сочленений роботов, что может быть достигнуто с помощью серводвигателей. Эти серводвигатели управляются с использованием данных ШИМ, предоставляемых контроллером робота для приведения в действие суставов роботов. Серводвигатели способны генерировать достаточный крутящий момент для быстрого перемещения объекта из положения остановки. Таким образом, они используются в качестве колес в военных и промышленных роботизированных транспортных средствах. Шаговые двигатели также могут использоваться для управления положением, но они будут потреблять энергию даже в период покоя только для блокировки и удержания заданного положения.Таким образом, серводвигатели обычно используются в промышленной робототехнике в качестве высокопроизводительной замены шаговым двигателям.

С. Нареш Редди

M.tech во встроенной системе

Руководство по проекту

Для выполнения задачи необходимо контролировать структуру механического робота. Существует три различных этапа управления роботом, такие как восприятие, обработка и действие. Датчики передают информацию о положении его сочленений и концевого исполнительного органа роботу, затем эта информация обрабатывается блоком управления и вычисляет соответствующий сигнал двигателю, который движется механически.Подавляющее большинство роботов использует электродвигатели. Многократно бесщеточные и щеточные двигатели постоянного тока используются в портативных роботах, а двигатели переменного тока используются в промышленных роботах. Эти двигатели предпочтительны в системах с более легкими нагрузками, где преобладает вращательное движение.

Суреш Меджи

М. Технология систем беспроводной связи

Составитель технического содержания

Если вы хотите заниматься «робототехникой» и их применением в «промышленности», вы должны знать о «двигателях», которые используются в робототехнике, потому что робототехника в основном зависит от двигателей.В основном «роботизированные машины» используются для различных целей в производстве. Различные «двигатели», такие как двигатели постоянного тока, импульсные, шаговые, оптические приводы, двигатели с неполным оборотом, двигатели на эффекте Холла и т. д., используются с некоторыми методами, чтобы применить их в промышленности и сделать их удобными, например,

.
  • Двигатели постоянного тока используются для приложений, ориентированных на батареи, более медленных скоростей, мобильных приложений.
  • Везде, где нам нужно приложение, ориентированное на вращение, мы можем использовать шаговые двигатели, такие как униполярные и биполярные двигатели.
  •  Для движений головы и рук мы можем использовать двигатели с частичным поворотом.
  •  Если мы хотим использовать магнитные поля, мы можем использовать эффект Холла, оптические приводы и т. д.

Используя робототехнику с интеллектуальными двигателями, мы можем сэкономить деньги, время, пространство, опасные движения и т. д.

Аджай Сахаре

Директор по маркетингу

Промышленные роботы используются в промышленной производственной среде. Это руки, специально разработанные для таких применений, как сварка, погрузочно-разгрузочные работы, покраска и другие.

Не каждое мехатронное устройство, используемое в промышленных условиях, можно считать роботом. Согласно определению ISO (Международная организация по стандартизации), автоматически управляемый, перепрограммируемый, многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более осям, считается промышленным роботом.

Двигатели, используемые в промышленной робототехнике, имеют номер

.
  • Двигатели переменного тока
  • Двигатели постоянного тока
  • Серводвигатели
  • Шаговые двигатели.

1. Двигатели переменного тока можно разделить на асинхронные и синхронные. Например, асинхронный двигатель переменного тока представляет собой блок асинхронного типа, который по существу состоит из статора с проволочной обмоткой и ротора. К проводу подключена мощность, и переменный ток, протекающий по нему, индуцирует электромагнитное (ЭМ) поле в спиральном проводе, при этом достаточно сильное поле создает силу для движения ротора. Синхронные двигатели — это двигатели с постоянной скоростью, которые работают синхронно с частотой сети переменного тока и обычно используются там, где требуется точная постоянная скорость.

2. Многие промышленные приложения, включая робототехнику, часто используют двигатели постоянного тока из-за простоты управления скоростью и направлением. Они способны работать в бесконечном диапазоне скоростей, от полной скорости до нуля, с широким диапазоном нагрузок.

Поскольку двигатели постоянного тока имеют высокое отношение крутящего момента к моменту инерции, они могут быстро реагировать на изменения управляющих сигналов. Двигатель постоянного тока можно плавно регулировать до нулевого движения и мгновенно ускорять в противоположном направлении без необходимости использования сложной схемы переключения мощности.Бесщеточные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами обычно дороже, чем щеточные, хотя они могут обеспечить преимущества в энергопотреблении и надежности.

Без коммутатора бесщеточные двигатели могут работать более эффективно и на более высоких скоростях, чем обычные двигатели постоянного тока. Большинство бесколлекторных двигателей постоянного тока работают на трапециевидной форме волны переменного тока, но некоторые двигатели работают с синусоидальными волнами. Бесщеточные двигатели с синусоидальным приводом обеспечивают плавную работу на более низких скоростях с низкими пульсациями крутящего момента, что делает их идеальными для шлифовки, нанесения покрытий и других применений, таких как отделка поверхности.

В случае щеточных двигателей постоянного тока, если вы хотите, чтобы двигатель вращался медленнее без потери мощности, вы можете использовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). В основном это означает очень быстрое включение и выключение двигателя. Таким образом, двигатель вращается с более низкой скоростью, как если бы прикладывалось более низкое напряжение, не заботясь о мощности.

По сути, крутящий момент, создаваемый коллекторным двигателем постоянного тока, слишком мал, а скорость слишком велика, чтобы быть полезной. Так, редукторные передачи обычно используются для снижения скорости и увеличения крутящего момента.

3. Серводвигатели используются в замкнутых системах с цифровым контроллером. Контроллер отправляет команды скорости на усилитель драйвера, который, в свою очередь, питает серводвигатель. Некоторые устройства обратной связи, такие как резольвер или энкодер, предоставляют информацию о положении и скорости серводвигателя. Резольвер или энкодер могут быть встроены в двигатель или расположены удаленно. Благодаря замкнутой системе серводвигатель может работать с определенным профилем движения, который запрограммирован в контроллере.

4. Шаговые двигатели могут работать с обратной связью или без нее, при этом вращение двигателя разбивается на небольшие угловые шаги. Он управляется импульсными командными сигналами и может останавливаться точно в заданной точке без использования тормозов или узлов сцепления. При отключении питания шаговый двигатель с постоянными магнитами обычно остается в своем последнем положении. Несколько шаговых двигателей можно синхронизировать, управляя ими от общего источника.

Дев Десаи

Менеджер по маркетингу

Если вы планируете заняться робототехникой, вам необходимо ознакомиться со многими типами доступных двигателей. Все движения робототехники так или иначе моторизованы, поэтому важно знать, какие у вас есть варианты.

Двигатели постоянного тока

Помимо работы от батареи, направление движения двигателя постоянного тока определяется полярностью входного питания. Это абсолютная необходимость для роботизированных функций. К счастью, этот тип двигателей бывает самых разных размеров, требований к напряжению и доступен везде.

Ниже приведены различные типы двигателей

.
  • Подвижный базовый двигатель
  • Высокоскоростной двигатель для хобби
  • Двигатель с ременным приводом
  • Двигатель слот-автомобиля
  • Импульсный режим
  • Мотор, адаптированный к руке
  • Биполярный степпер со стрелкой

Биомотор

Биометалл — это удивительное вещество, которое существует уже несколько лет и имеет ряд применений в области робототехники.На иллюстрации видно, что кусок биометаллической проволоки сжимается на пять процентов от своей длины, когда на него подается всего несколько вольт. После многих лет испытаний биопровод доказал свою прочность, надежность и становится все более полезным по мере появления новых продуктов. Его несколько более медленное время отклика делает его идеальным для роботов-манипуляторов и кистей, где рывки могут быть проблематичными. Длинный кусок проволоки может произвести значительное движение, если его натянуть на всю длину манипулятора.В настоящее время на коммерческом рынке есть комплекты роботов-манипуляторов, в которых используется биометалл.

Реле

Реле в робототехнике почти всегда используется для изоляции питания, предназначенного для двигателей, от источника питания для работы компьютера. Двигатели из-за их низкого импеданса предъявляют высокие требования к току источников питания и создают многочисленные сбои, которые компьютеры не могут допустить. Поэтому рекомендуется использовать отдельный источник сильного тока только для двигателей.

Соленоиды

Соленоиды

лучше всего использовать в качестве устройств управления манипуляторами или переключателей.Их движение быстрое и сильное, поэтому в захватах почти всегда используется пружина для смягчения действия. Как вы можете видеть на иллюстрации, управляющие провода используются для закрытия захвата. Эти управляющие провода также могут действовать как возвратные пружины. Такие захваты чаще встречаются на производственной линии, где задача очень размеренная и охватывает узкие параметры.

Дополнительные функции

Большинство двигательных функций связаны с подвижностью, движением рук, головы или другими видимыми внешними движениями, однако некоторые двигательные движения не столь заметны.В больших промышленных роботах используются гидравлические системы, в которых двигатели насосов создают рабочее давление гидравлической жидкости. Еще одна важная второстепенная функция двигателей — управляемая регулировка. Для повышения точности потенциометры, сопряженные с двигателями, обычно представляют собой многооборотные устройства.

Заключение

Роботы могут быть очень сложными устройствами, требующими самых разнообразных движений с приводом от двигателя. Эта статья предназначена для того, чтобы дать обзор ряда устройств, с которыми вы, возможно, имеете дело как роботостроитель.Было бы неплохо начать с изучения поставщиков роботизированного оборудования и доступных расходных материалов. В настоящее время доступно огромное количество продуктов, а Интернет упрощает их поиск, изучение и использование. Какими бы ни были ваши потребности, немного изобретательности и решимости, которые, кажется, есть у всех роботостроителей, сослужат вам хорошую службу.

Самадан Вандре
Директор по маркетингу

«Двигатели, используемые в робототехнике»

  • Подвижный базовый двигатель
  • Высокоскоростной двигатель для хобби
  • Двигатель с ременным приводом
  • Двигатель слот-автомобиля
  • Импульсный режим
  • Мотор, адаптированный к руке
  • Биполярный степпер со стрелкой

Большие двигатели лучше всего подходят для мобильных баз, которые позволяют роботам маневрировать на местности.Некоторые из этих двигателей поставляются с коробками передач для обеспечения более низкой скорости и крутящего момента, необходимых для мобильности. Понижение напряжения на двигателе также может замедлить его до желаемой скорости. Только экспериментально можно определить, будет ли ваш двигатель работать при более низком напряжении. Если это так, вы избавили себя от многих проблем, если нет, есть другие способы замедления двигателей. Некоторые высокоскоростные двигатели можно использовать, если используются червячные или винтовые передачи.

Пример винтовой передачи можно увидеть на иллюстрации манипулятора робота.Когда двигатель вращается по часовой стрелке, узел болта притягивается к двигателю, и рычаг сжимается, а когда он поворачивается против часовой стрелки, рычаг вытягивается. Хотя вал двигателя вращается быстро, действие рычага значительно медленнее из-за винтового редуктора. На следующей иллюстрации схемы двигателя мы видим двигатель постоянного тока, управляемый силовым транзистором. Релейный переключатель (двухполюсный двойной ход) определяет направление. Транзистор Q1 должен быть силовым транзистором, чтобы выдерживать большую нагрузку двигателя.

Импульсные двигатели

Некоторые двигатели снижают скорость, работая от импульсного сигнала постоянного тока. Этот сигнал обычно около ста Гц. Скорость двигателя можно изменить, изменив ширину импульса, а не частоту импульса. Подобные двигатели можно найти в магазинах электроники, и их легко идентифицировать по подключенному к нему генератору импульсов. Однако любой двигатель постоянного тока может управляться источником импульсов, и схема такой цепи включена.

Как видите, в качестве задающего генератора был выбран таймер 555, который выдает частоту примерно 100 Гц. Резистор R1 и конденсатор C стабилизируют и изолируют генератор импульсов от всплесков, создаваемых двигателем. Так как это устройство может потреблять от источника питания от 6 до 12 вольт, вы можете изменить значение конденсаторов C4 и C6 для получения лучших результатов, в зависимости от того, какое напряжение вы используете. Импульсный выход берется с третьего вывода IC1 и подается на второй вывод IC2, также являющийся таймером 555.

Второй таймер изменяет ширину импульса, регулируя напряжение, которое подается на конденсатор С6 через потенциометр R5 и резистор R6. Длительность импульса определяет скорость двигателя, а ширина импульса может регулироваться от 10% до 100%.

Транзистор Q1 получает широтно-импульсный модулированный сигнал через резистор R7. Поскольку Q1 является слаботочным устройством, он передает сигнал Q2, мощному транзистору, который может справиться с потребностями двигателя в токе. Эти транзисторы не критичны, и подойдет почти любой тип слаботочного силового транзистора.Реле будет определять направление вращения двигателя.

Шаговые двигатели

Самым сложным из всех двигателей является шаговый двигатель. Как следует из названия, двигатель вращается с шагом в градус и работает в импульсном режиме. Точный угол поворота на шаг может варьироваться от одного производителя или модели к другому, но 20 градусов популярны и дают 18 шагов на один полный оборот. Существует два основных типа шаговых двигателей: биполярные и униполярные. Как вы можете видеть на схеме шагового двигателя, биполярный двигатель — это просто двигатель с двумя катушками.

Униполярный тип состоит из двух катушек с центральным отводом. Если центральные отводы игнорируются, униполярный двигатель может работать как биполярный. На две катушки шагового двигателя подаются шаговые импульсы попеременно в полярности от катушки к катушке. Карта этого процесса представлена ​​на рабочей схеме для графического представления двигательного действия. В отличие от обычных двигателей постоянного тока, крутящий момент уменьшается со скоростью. Для перемещения шагового двигателя также требуется привод специального типа, который должен поставляться вместе с двигателем.Не рекомендуется создавать блок управления, если двигатель не поставляется с хорошей спецификацией, в которой есть рекомендации по компонентам и полная схема.

Для изоляции двигателя от системы привода могут потребоваться буферы или отдельный источник питания. Какими бы ни были потребности, они могут значительно различаться от одного двигателя к другому. Магазины товаров для хобби являются наиболее надежными поставщиками шаговых двигателей, и, хотя в магазинах электроники иногда они могут быть излишними, они могут не включать необходимую информацию о спецификациях

.

Двигатели с частичным поворотом

Некоторые функции робота требуют лишь частичного поворота, например движения головы или рук.Самый простой способ добиться этого — использовать позиционные упоры и скользящие шестерни. Иллюстрация механических деталей этого типа двигателя приведена выше. Микропереключатели можно использовать в качестве датчиков остановки, чтобы отключить питание и сбросить направление для следующего действия.

Нижнее колесо соединено с двигателем, а верхнее колесо отделено от нижнего круглым куском войлока. Когда нижнее колесо поворачивается, верхнее колесо вращается вместе с ним до тех пор, пока стопорный штифт не коснется микропереключателя.В некоторых конструкциях не предусмотрена возможность остановки двигателя, поэтому в качестве стопора двигателя могут использоваться простые винты с прокладками.

Био-Мотор

Биометалл — это удивительное вещество, которое существует уже несколько лет и имеет ряд применений в области робототехники. На иллюстрации видно, что кусок биометаллической проволоки сжимается на пять процентов от своей длины, когда на него подается всего несколько вольт. После многих лет испытаний биопровод доказал свою прочность, надежность и становится все более полезным по мере появления новых продуктов.Его несколько более медленное время отклика делает его идеальным для роботов-манипуляторов и кистей, где рывки могут быть проблематичными. Длинный кусок проволоки может произвести значительное движение, если его натянуть на всю длину манипулятора. В настоящее время на коммерческом рынке есть комплекты роботов-манипуляторов, в которых используется биометалл.

Бхаскар Сингх

Директор по маркетингу

Промышленные роботы — это устройства, которые в определенной степени дублируют движения человека, а также снижают опасность, обеспечивая большую силу, точность и непрерывность.Им требуется широкий диапазон движений, приводимых в действие двигателем, в зависимости от режимов их работы, управления, используемых инструментов и выполняемой работы. Двигатель промышленного робота должен иметь возможность выполнять более широкий спектр задач, чем обычные двигатели, чтобы специализироваться на конкретной задаче.

Электродвигатели чаще всего используются в промышленной робототехнике из-за высокоэффективного источника питания и относительно простой конструкции, что делает их более популярным вариантом с точки зрения соотношения цены и качества во всех аспектах — установка, техническое обслуживание и ремонт.

В зависимости от необходимой работы для разных целей используются разные двигатели. Например, двигатели постоянного тока используются для движений по часовой стрелке и против часовой стрелки, например, в кранах и подъемниках, импульсные двигатели используются для обеспечения импульсных движений с использованием ширины импульса постоянного тока, двигатели с неполным оборотом используются для обеспечения движений головы и руки, и наиболее сложные – шаговые двигатели используются для обеспечения ступенчатых поворотов с шагом в градус.

Кроме того, в зависимости от типа работы, двигатели с различными номиналами и размерами используются для разных целей.Существует несколько типов двигателей, каждый из которых имеет различное применение в разных местах в зависимости от работы и конструкции робота.

Мохан Кришна. Л

Менеджер по продажам и поддержке

Роботы используются для выполнения работы, которую могут выполнять люди, и есть много причин, почему роботы лучше людей.

Существует два основных типа роботов:

Мобильный робот: Передвигается на ногах или гусеницах.

Стационарный робот: Имеет фиксированную базу.

Стационарные роботы, как правило, манипуляторы роботов могут использоваться для подъема предметов или выполнения какой-либо другой работы, связанной с дотягиванием до предмета.

Рука робота состоит из трех основных частей:

  • Плечевой сустав
  • Запястье
  • Фиксированная база

Нужен робот для

  • Способность работать быстро и в опасных условиях.
  • Возможность повторять задачи снова и снова.
  • Умение работать аккуратно.
  • Возможность выполнять разные задачи.
  • Эффективность.

Двигатель — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, т. е. электромеханическое устройство. Существует два типа двигателей, таких как двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока

В промышленной робототехнике используется серводвигатель. Серводвигатель — это простой электрический двигатель, управляемый с помощью сервомеханизма. Если управляемый двигатель работает от переменного тока, он называется серводвигателем переменного тока, в противном случае — серводвигателем постоянного тока. Большинство серводвигателей могут вращаться на угол от 90 до 180 градусов.Некоторые даже вращаются на полные 360 градусов и более. Некоторые приложения серводвигателя в робототехнике составляют

  • Применение серводвигателя в робототехнике, т. е. простой робот для захвата и размещения, он используется для захвата объекта из одного положения и размещения объекта в другом положении.
  • Серводвигатель в конвейерах используется
  • в промышленных Производственных и сборочных единицах для передачи объекта с одной сборочной станции на другую. Например: — Процесс наполнения бутылок.
  • Серводвигатель в роботизированном транспортном средстве здесь Серводвигатель, используемый в колесах.Так как используется серводвигатель непрерывного вращения.

Динеш.П
Менеджер по маркетингу

Роботы будут внедрены, чтобы уменьшить тяжелую работу человека и помочь создать удачу людям для будущих разработок. Термин «роботы» означает машину, которая имитирует различные характеристики человека. Робототехника включает в себя знания в области механики, электроники, электротехники и информатики. В роботах используются двигатели постоянного тока, шаговые двигатели и серводвигатели

.

Где,

  • Двигатели постоянного тока используются для непрерывного вращения
  • Шаговые двигатели используются для вращения на несколько градусов
  • Серводвигатели используются для позиционирования, их можно использовать в автомобилях и самолетах

Ганеша.Дж

Директор по маркетингу

Роботы используются для выполнения работы, которую могут выполнять люди, а также сокращают человеческие усилия и время и улучшают качество. Двигатели, используемые в промышленной робототехнике, имеют номер

.
  • Двигатели переменного тока
  • Двигатели постоянного тока
  • Серводвигатели
  • Шаговые двигатели.

[PDF] Приводы, часть 2

Скачать Приводы Часть 2…

Принципы механики роботов FRC. Продолжение Темы: • Повторите выводы прошлой недели – ловкость и маневренность робота? – Типы шасси и опции – Скорость и крутящий момент?

• Крутящий момент по сравнению сСкорость – – – – –

Передаточные числа Ограничение пускового момента 2 скорость 3 CIM по сравнению с 2 CIM 3 CIM + 2 Скорость – по сравнению с 3 CIM, односкоростная

• Колеса: Трение

FRC Проверка проектирования/проектирования: • Каждый год наш стратегический план предусматривал: – «Быстрый, стабильный, маневренный с хорошей, толкающей силой» – Как добиться маневренности – маневренности – быстрого поворота? – Как добиться стабильности? — Как вы получаете оба? 1

– Как быстро? – Как добиться хорошей силы толчка? — Как вы получаете оба?

2

2

3

4

50004 4

5

6

6

7

8

70004 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 19 20 21 22 23 24 25 26 26 28 29 30

23.5 дюймов в ширину x 10 дюймов в длину 2,35:1 23,5 в ширину x 10 в длину

23,5 в ширину x 16 дюймов (6 колесных дисков) =

2,35 1,46875

Пример маневренной и стабильной схемы привода 8WD

• Шасси и трансмиссия компоновка определена к середине недели 1? на колесе – Коэффициент трения является характеристикой задействованных материалов – Если сила тяги больше силы трения, колеса будут проскальзывать

• Максимальный крутящий момент, который может передаваться трансмиссией, – это «момент отрыва», который создает движущую силу, равную Вес = Коэффициент трения x Вес на массу колеса * сила тяжести = =m*m*g m*g Сила реакции трения

=m*m*g

Крутящий момент

Приводная сила = Крутящий момент/радиус

Приводные двигатели, трансмиссии, звездочки и Диаметр колеса • Как преобразовать скорость двигателя в скорость робота? – Скорость двигателя входит в трансмиссию с передаточным числом • Нагрузка двигателя приводит к потере скорости

– Выход трансмиссии к звездочкам, соединенным цепью • Передаточное отношение зубьев звездочек снижает скорость

• Общее передаточное число включает двигатели, трансмиссии, звездочки/ремни, диаметр колеса

Приводные двигатели, трансмиссии, звездочки и диаметр колес • Простая коробка передач (как в коробке передач CIMple) – 2 входа двигателя CIM Выходная скорость = 5300 * 14/65 = 1150 об/мин. зубья 14 зубьев

14 зубьев

5300 об/мин Свободная скорость двигателя CIM

Базовые взаимосвязи — обзор колеса / механика трансмиссии •

Крутящий момент = радиус x усилие = T (дюйм-фунт)

00 = скорость вращения

Скорость = v = (w*2*P*r)/(60 *12)

Коэффициент трения =

Максимальная сила тяги = FT = m x W (вес робота = мг)

(об/мин)

м

(фут/сек)

«эмпирический» – проверка сцепления колеса с ковром с грузом * радиус

Максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем при остановке

Крутящий момент уменьшается со скоростью — без нагрузки Передаточное отношение трансмиссии Выходная скорость трансмиссии Звездочка с 1 зубцом Звездочка с 2 зубьями Передаточное число звёздочки Скорость вращения колеса (без нагрузки) Диаметр колеса Линейная скорость (без нагрузки) Двигатель Коэффициент потери скорости при нагрузке Линейная скорость (с нагрузкой)

Вт (об/мин) Скорость = v = (w*2*P*r)/(60 *12) (фут/сек)

Двигатель CIM 5300 об/мин 4.65:1 CIMple редуктор 1139,8 об/мин 12 с1 24 с2 2,00:1 с2 / с1 569,9 об/мин 4 дюйма 9,95 фута в секунду 0,81 получено путем измерения загруженного робота 8,06 фута в секунду Toughbox Toughbox mini Supershifter Ball Shifter Односкоростная Двухскоростная Односкоростная

Поставщик Передаточное число # CIM AM 4,65 2 AM 12,75 2 AM 10,71 2 AM 6 и 24 Доступны 2 других передаточных числа VexPro 3,66 и 8,33 Доступны 2 других передаточных числа Vexpro 7, 6 или 5 .33 3 WCP 15 и 5.6 2 других передаточных числа доступны WCP различные 2

Приводные двигатели, трансмиссии, звездочки и диаметр колес PER в трансмиссии передач 2

3

3

3

2.43

The Chast Chock (AMP) 133

бесплатный ток (AMP) 2.7

Общий вес (LBS)

Вес на приводных колесах

140

100%

Макс. (Останов) Ускорение, дюйм/с 2 81% 90% 1068.39 1104 Max Макс. момент ускорения колеса Диаметр колеса. (дюймы) Коэфф колеса (отрыв) (отрыв) в фунтах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.