机器人运用机械传动技术的齿轮链如同精密工作者的手臂巧妙地将力量传递完成复杂任务

机器人运用机械传动技术的齿轮链如同精密工作者的手臂巧妙地将力量传递完成复杂任务

齿轮链是由两个或多个齿轮构成的传动系统,它不仅能够传递角位移和角速度,还能传递力矩。我们以一个由两个齿轮组成的简单齿轮链为例,来解释其传动转换关系。在这个系统中,一个齿轮固定在输入轴上,而另一个则安装在输出轴上,如图2.72所示。

图2.72:齿轮链机构示意图

使用这种类型的机械装置时,我们需要考虑两点。一方面,引入齿轮链会显著降低系统的等效转动惯量,从而使得伺服控制更加灵活。然而,这也意味着驱动电机上的等效惯量增加,与输入输出双方的齿数平方成正比。此外,由于每个牙面间隙误差导致定位精度下降,同时如果未采取补救措施,这种误差还可能引发伺服系统失稳问题。

此外,根据实际应用需求,我们可以选择不同的齿轮链类型,每种类型都有其特定的工作效率,如图2.73所示。圆柱型具有90%以上的高效率,因为结构相对简单;斜型则可实现方向改变,但相对较低;锥形虽然适用于不同平面的输入与输出,但由于设计复杂,其效率略低于其他两者;蜗杆式提供了大范围变速功能,并且具备自锁能力但因设计复杂及润滑要求需谨慎考虑;最后行星式拥有较大的变速比和良好的平顺性,但制造成本较高。

图2.73常见之几种主要型态

(a) 圆柱型;(b) 斜型;(c) 锥形;(d) 蜗杆式;(e) 行星系

综上所述,不同类型的齿轮链各有千秋,可以根据具体场景进行选择,以确保最佳性能和经济性。在机器人工程中,正确配置这些关键部件至关重要,以促进整体设备运行稳定、精确地完成各种任务。