Aktuatoren – Die „Energiebatterie“ humanoider Roboter

Ein Roboter besteht typischerweise aus vier Teilen: einemAktuator, ein Antriebssystem, ein Steuersystem und ein Sensorsystem.Der Aktuator des Roboters ist die Einheit, auf die der Roboter angewiesen ist, um seine Aufgabe auszuführen, und besteht normalerweise aus einer Reihe von Gliedern, Gelenken oder anderen Bewegungsformen.Industrieroboter werden in vier Arten von Armbewegungen unterteilt: Arme mit rechtwinkligen Koordinaten können sich entlang von drei rechtwinkligen Koordinaten bewegen;zylindrische Koordinatenarme können angehoben, gedreht und teleskopiert werden;sphärische Koordinatenarme können gedreht, geneigt und teleskopiert werden;und Gelenkarme haben mehrere Drehgelenke.Alle diese Bewegungen erfordern Aktoren.

Von KGG selbst entwickelter Manipulator

Aktuatoren können je nach Bewegung in zwei Kategorien eingeteilt werden: Drehantriebe undLinearantriebe.

1) Drehantriebe drehen etwas um einen bestimmten Winkel, der endlich oder unendlich sein kann.Ein typisches Beispiel für einen Drehantrieb ist ein Elektromotor, bei dem es sich um einen Aktuator handelt, der ein elektrisches Signal in eine Drehbewegung seiner Welle umwandelt und den Motor dreht, wenn Strom an den Basismotor angelegt wird.Durch den direkten Anschluss des Motors an die Last entsteht ein Drehantrieb mit Direktantrieb, und viele Drehantriebe werden mit einem Mechanismus kombiniert, der als mechanischer Hebel dient (Vorteil), um die Drehzahl zu verringern und das Drehmoment zu erhöhen, wenn das Endergebnis eine Drehung ist. Der Ausgang der Baugruppe ist immer noch ein Drehantrieb. 

KGG PräzisionZR-Achsen-Aktuator

Planetenrollenschraube 

2) Drehantriebe sind außerdem mit einem Mechanismus verbunden, der die Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung umwandelt, der als Linearantrieb bezeichnet wird.Linearantriebe bewegen das Objekt im Wesentlichen geradlinig, normalerweise hin und her.Zu diesen Mechanismen gehören: Kugel-/Rollenumlaufspindeln, Riemen und Riemenscheiben, Zahnstange und Ritzel.KugelgewindetriebeUndRollenschraubenwerden typischerweise zur Umwandlung von Drehbewegungen verwendetpräzise lineare Bewegung, beispielsweise auf Bearbeitungszentren.Zahnstangen und Ritzel erhöhen normalerweise das Drehmoment und verringern die Geschwindigkeit der Drehbewegung. Sie können auch in Verbindung mit Mechanismen verwendet werden, die Drehbewegungen in lineare Bewegungen umwandeln.

Zu den Drehantrieben gehören hauptsächlich RV-Reduzierer und harmonische Reduzierer:

(1)RV-Reduzierer: RV wird normalerweise mit Zykloiden verwendet, die für Robotergelenke mit großem Drehmoment verwendet werden, hauptsächlich für Roboter mit einer Last von 20 kg bis mehreren hundert Kilogramm, wobei eine, zwei, drei Achsen RV verwendet werden. 

(2) Harmonischer Reduzierer: Früher hatte die Harmonische hauptsächlich eine Evolventenzahnform, aber jetzt verwenden einige Hersteller die Doppelbogenzahnform.Oberschwingungen können mit einem kleinen Drehmoment belastet werden und werden normalerweise für Roboterarme unter 20 kg verwendet.Eines der wichtigsten Zahnräder in Harmonischen ist flexibel und erfordert eine wiederholte Verformung mit hoher Geschwindigkeit. Daher ist es zerbrechlicher und hat eine geringere Tragfähigkeit und Lebensdauer als RV.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Aktuator eine Schlüsselkomponente des Roboters ist und einen erheblichen Einfluss auf die Belastung und Genauigkeit des Roboters hat.Reduzierer Es handelt sich um einen Untersetzungsantrieb, der das Drehmoment durch Reduzierung der Drehzahl erhöhen kann, um eine größere Last zu übertragen und den Nachteil zu überwinden, dass der Servomotor ein kleineres Drehmoment ausgibt.