Direct drive vs. geared rotary servomotor: He helu o ka pono hoʻolālā: Māhele 1

Nā Pahuhopu Aʻo

• Hāʻule nā ​​ʻōnaehana servo rotary honua maoli i ka hana kūpono ma muli o nā palena ʻenehana.
• Hiki i kekahi mau ʻano rotary servomotors ke hāʻawi i nā pōmaikaʻi no nā mea hoʻohana, akā loaʻa i kēlā me kēia me kahi paʻakikī a palena ʻole.
• Hāʻawi ʻo Direct Drive rotary servomotors i ka hana maikaʻi loa, akā ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o nā gearmotors.

No nā makahiki he mau makahiki, ʻo geared servomotors kekahi o nā mea hana maʻamau i ka pahu pahu hana ʻenehana. Hāʻawi nā sevromotors Geared i ka hoʻonohonoho ʻana, ka hoʻohālikelike ʻana i ka wikiwiki, ka camming uila, ka wili ʻana, ka hoʻopaʻa ʻana, ka hoʻopaʻa ʻana i nā noi a kūpono hoʻi i ka mana o kahi servomotor i ka ukana. Ke hāpai nei kēia i ka nīnau: ʻo kahi servomotor geared ke koho maikaʻi loa no ka ʻenehana neʻe rotary, a i ʻole he hopena ʻoi aku ka maikaʻi?

I loko o kahi honua maikaʻi loa, loaʻa i kahi ʻōnaehana rotary servo nā torque a me nā helu wikiwiki e kūlike me ka noi no laila ʻaʻole nui ka nui a i ʻole ka liʻiliʻi. ʻO ka hui pū ʻana o nā kaʻa, nā mea hoʻoili, a me ka ukana e loaʻa i ka ʻoʻoleʻa torsional pau ʻole a me ka ʻole backlash. ʻO ka mea pōʻino, hāʻule nā ​​ʻōnaehana servo rotary honua maoli i kēia kūpono i nā pae like ʻole.

I loko o kahi ʻōnaehana servo maʻamau, ua wehewehe ʻia ka backlash e like me ka nalowale o ka neʻe ma waena o ka kaʻa a me ka ukana i hana ʻia e ka mechanical tolerances o nā mea hoʻouna; e pili ana kēia i nā poho o ka neʻe ʻana ma nā pahu pahu, nā kāʻei, nā kaulahao, a me nā hui. Ke hoʻomaka mua ʻia ka mīkini, e lana ka ukana ma kahi o ka waena o nā hoʻomanawanui mechanical (Figure 1A).

Ma mua o ka hoʻoneʻe ʻia ʻana o ka ukana ponoʻī e ke kaʻa, pono ke kaʻa i ke kaʻa e hoʻopau i nā lohi a pau i loko o nā mea hoʻouna (Figure 1B). Ke hoʻomaka ke kaʻa e hoʻolohi i ka pau ʻana o ka neʻe ʻana, hiki i ke kūlana haʻahaʻa ke loaʻa maoli i ke kūlana kaʻa i ka wā e lawe ai ka momentum i ka ukana ma waho o ke kūlana kaʻa.

Pono ke kaʻa e lawe hou i ka lohi ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe ma mua o ka hoʻopili ʻana i ka torque i ka haʻawe e hoʻohaʻahaʻa iā ia (Figure 1C). Kapa ʻia kēia nalowale o ka neʻe ʻana he backlash, a ua ana maʻamau i nā minuke arc, e like me ka 1/60th o kahi degere. ʻO nā pahu pahu i hoʻolālā ʻia no ka hoʻohana ʻana me nā servos i nā noi ʻoihana e loaʻa pinepine nā kikoʻī backlash mai 3 a 9 arc-minute.

ʻO ka ʻoʻoleʻa koʻikoʻi ka pale ʻana i ka wili ʻana o ke kumu kaʻa, nā mea hoʻoili, a me ka ukana i ka pane ʻana i ka noi o ka torque. Hiki i ka ʻōnaehana ʻoʻoleʻa palena ʻole ke hoʻoili i ka torque i ka haʻawe me ka ʻole o ka hoʻololi angular e pili ana i ke koʻi o ka hoʻololi ʻana; akā naʻe, ʻo ke kumu kila paʻa e wili iki ma lalo o ka ukana kaumaha. ʻOkoʻa ka nui o ka deflection me ka torque i hoʻohana ʻia, nā mea o nā mea hoʻoili, a me ko lākou ʻano; ʻOi aku ka liʻiliʻi o nā ʻāpana liʻiliʻi ma mua o ka pōkole a momona. ʻO kēia kūpaʻa ʻana i ka wili ʻana ka mea e hana ai nā pūnāwai coil, ʻoiai ʻo ka hoʻoomi ʻana i ka pūnāwai e wili iki i kēlā me kēia huli ʻana o ka uea; ʻO ka uea momona ka punawai ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ʻoi aku o ka ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ʻoi aku o ka ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ʻoi aku o ka ʻoi aku o ka ikaika. ʻO ka mea ʻoi aʻe ma mua o ka ʻoʻoleʻa torsional palena ʻole e hana ai ka ʻōnaehana ma ke ʻano he pūnāwai, ʻo ia hoʻi, e mālama ʻia ka ikehu i loko o ka ʻōnaehana i ka wā e pale ai ka ukana i ka hoʻololi ʻana.

Ke hui pū ʻia, hiki ke hoʻohaʻahaʻa i ka hana o kahi ʻōnaehana servo. Hiki i ka backlash ke hoʻokomo i ka maopopo ʻole, ʻoiai ke hōʻike nei ka encoder kaʻa i ke kūlana o ke kumu o ke kaʻa, ʻaʻole ma kahi i ʻae ʻia e ka backlash e hoʻopaʻa i ka ukana. Hoʻopuka pū ʻo Backlash i nā pilikia hoʻolohe i ka wā e hoʻohuli ai ka ukana a me nā kaʻa i ka ʻaoʻao pili. Ma waho aʻe o ka backlash, ʻo ka ʻoʻoleʻa torsional finite e mālama i ka ikehu ma ka hoʻololi ʻana i kekahi o ka ikehu kinetic o ka kaʻa a hoʻouka i ka ikehu hiki, e hoʻokuʻu iā ia ma hope. ʻO kēia hoʻokuʻu ʻana i ka ikehu lohi ke kumu o ka oscillation o ka ukana, hoʻoulu i ka resonance, hōʻemi i ka loaʻa ʻana o ke kani ʻana a hiki ke hoʻohana maikaʻi ʻole i ka pane a me ka manawa hoʻonohonoho o ka ʻōnaehana servo. I nā hihia a pau, ʻo ka hōʻemi ʻana i ka backlash a me ka hoʻonui ʻana i ka ʻoʻoleʻa o kahi ʻōnaehana e hoʻonui i ka hana servo a maʻalahi i ke kani ʻana.

Nā hoʻonohonoho servomotor axis rotary

ʻO ka hoʻonohonoho axis rotary maʻamau he servomotor rotary me kahi encoder i kūkulu ʻia no ka pane ʻana i ke kūlana a me kahi pahu pahu e hoʻohālikelike i ka torque i loaʻa a me ka wikiwiki o ka mīkini i ka torque koi a me ka wikiwiki o ka ukana. ʻO ka pahu pahu kahi mana mana mau ʻo ia ka analog mechanical o kahi transformer no ka hoʻohālikelike ʻana i ka ukana.

Hoʻohana ʻia kahi hoʻonohonoho ʻenehana i hoʻomaikaʻi ʻia i kahi servomotor rotary drive pololei, kahi e hoʻopau ai i nā mea hoʻoili ma o ka hoʻopili pololei ʻana i ka ukana i ke kaʻa. ʻOiai ke hoʻohana nei ka hoʻonohonoho gearmotor i ka hoʻopili ʻana i kahi ʻāpana liʻiliʻi liʻiliʻi, hoʻopaʻa pololei ka ʻōnaehana hoʻokele pololei i ka ukana i kahi flange rotor ʻoi aku ka nui. Hoʻopau kēia hoʻonohonoho i ka backlash a hoʻonui nui i ka torsional stiffness. ʻO ka helu pole kiʻekiʻe a me nā makani torque kiʻekiʻe o nā kaʻa kaʻa kaʻa pololei e hoʻohālikelike i ka torque a me nā hiʻohiʻona wikiwiki o kahi gearmotor me ka ratio o 10: 1 a i ʻole.