תיבות הילוכים

תיבות הילוכים רובוטיות עשויות להשתמש בסוגים שונים של גלגלי שיניים בהתאם לדרישות הספציפיות של עיצוב הרובוט והפונקציונליות שלו. כמה מסוגי גלגלי השיניים הנפוצים המשמשים בתיבות הילוכים רובוטיות כוללים:

  1. גלגלי שיניים דובריים:גלגלי שיניים ספיריים הם סוג גלגל השיניים הפשוט והנפוץ ביותר. יש להם שיניים ישרות המקבילות לציר הסיבוב. גלגלי שיניים ספיריים יעילים להעברת כוח בין צירים מקבילים ומשמשים לעתים קרובות בתיבות הילוכים רובוטיות ליישומים במהירות בינונית.
  2. גלגלי שיניים סליליים:לגלגלי שיניים סליליים יש שיניים בזווית החתוכות בזווית לציר הגלגל. גלגלי שיניים אלה מציעים פעולה חלקה יותר ויכולת נשיאת עומס גבוהה יותר בהשוואה לגלגלי שיניים ספירליים. הם מתאימים ליישומים בהם נדרש רעש נמוך והעברת מומנט גבוהה, כגון מפרקים רובוטיים וזרועות רובוטיות במהירות גבוהה.
  3. גלגלי שיניים משופעים:לגלגלי שיניים משופעים יש שיניים בצורת חרוט והם משמשים להעברת תנועה בין צירים מצטלבים. הם משמשים בדרך כלל בתיבות הילוכים רובוטיות לשינוי כיוון העברת הכוח, כמו במנגנוני דיפרנציאל עבור מערכת הנעה רובוטית.
  4. גלגלי שיניים פלנטריים:גלגלי שיניים פלנטריים מורכבים מגלגל שיניים מרכזי (גלגל שיניים שמש) המוקף בגלגל שיניים חיצוני אחד או יותר (גלגלי שיניים פלנטריים) המסתובבים סביבו. הם מציעים קומפקטיות, העברת מומנט גבוה וגמישות בהפחתת מהירות או הגברתה. מערכות גלגלי שיניים פלנטריים משמשות לעתים קרובות בתיבות הילוכים רובוטיות עבור יישומים בעלי מומנט גבוה, כגון זרועות רובוטיות ומנגנוני הרמה.
  5. גלגלי שיניים תולעת:גלגלי שיניים תולעת מורכבים מתולעת (גלגל שיניים דמוי בורג) וגלגל שיניים תואם הנקרא גלגל תולעת. הם מספקים יחסי הפחתת הילוכים גבוהים ומתאימים ליישומים בהם נדרשת הכפלת מומנט גדולה, כגון במפעילים רובוטיים ומנגנוני הרמה.
  6. גלגלי שיניים ציקלואידיים:גלגלי שיניים ציקלואידיים משתמשים בשיניים בצורת ציקלואיד כדי להשיג פעולה חלקה ושקטה. הם מציעים דיוק גבוה ומשמשים לעתים קרובות בתיבות הילוכים רובוטיות עבור יישומים בהם מיקום מדויק ובקרת תנועה חיוניים, כגון ברובוטים תעשייתיים ובמכונות CNC.
  7. מתלה וגלגל שיניים:גלגלי שיניים מסוג "מתלה" ו"גלגל שיניים" מורכבים מגלגל שיניים ליניארי (מתלה) וגלגל שיניים מעגלי (גלגל שיניים) המחוברים זה לזה. הם משמשים בדרך כלל בתיבות הילוכים רובוטיות עבור יישומי תנועה ליניארית, כגון ברובוטים קרטזיים ובגנטריות רובוטיות.

בחירת גלגלי השיניים עבור תיבת הילוכים רובוטית תלויה בגורמים כגון המהירות הרצויה, מומנט, יעילות, רמת רעש, אילוצי מקום ושיקולי עלות. מהנדסים בוחרים את סוגי ותצורות גלגלי השיניים המתאימים ביותר כדי לייעל את הביצועים והאמינות של המערכת הרובוטית.

הילוכים של זרועות רובוטיות

זרועות רובוטיות הן רכיבים חיוניים במערכות רובוטיות רבות, המשמשות ביישומים שונים, החל מייצור והרכבה ועד שירותי בריאות ומחקר. סוגי גלגלי השיניים המשמשים בזרועות רובוטיות תלויים בגורמים כגון תכנון הזרוע, המשימות המיועדות, כושר המטען והדיוק הנדרש. להלן מספר סוגים נפוצים של גלגלי שיניים המשמשים בזרועות רובוטיות:

  1. כוננים הרמוניים:הנעות הרמוניות, הידועות גם כגלגלי גל מאמץ, נמצאות בשימוש נרחב בזרועות רובוטיות בשל עיצובן הקומפקטי, צפיפות המומנט הגבוהה ובקרת התנועה המדויקת. הן מורכבות משלושה רכיבים עיקריים: מחולל גלים, גלגל שיניים גמיש (גלגל שיניים גמיש בעל דופן דקה) וגלגל שיניים מעגלי. הנעות הרמוניות מציעות אפס חופש פעולה ויחסי הפחתה גבוהים, מה שהופך אותן למתאים ליישומים הדורשים מיקום מדויק ותנועה חלקה, כגון ניתוחים רובוטיים ואוטומציה תעשייתית.
  2. גלגלי שיניים ציקלואידיים:גלגלי שיניים ציקלואידיים, הידועים גם כהנעות ציקלואידליות או הנעות ציקלואידליות, משתמשים בשיניים בצורת ציקלואיד כדי להשיג פעולה חלקה ושקטה. הם מציעים העברת מומנט גבוהה, חופש פעולה מינימלי ובלימת זעזועים מעולה, מה שהופך אותם למתאימים לזרועות רובוטיות בסביבות קשות או יישומים הדורשים קיבולת עומס גבוהה ודיוק.
  3. גלגלי שיניים פלנטריים הרמוניים:גלגלי שיניים פלנטריים הרמוניים משלבים את עקרונות ההינע ההרמוניים וגלגלי השיניים הפלנטריים. הם כוללים גלגל שיניים גמיש (בדומה לגלגל הגמיש בהינע הרמוניים) וגלגלי שיניים פלנטריים מרובים המסתובבים סביב גלגל שיניים מרכזי. גלגלי שיניים פלנטריים הרמוניים מציעים העברת מומנט גבוהה, קומפקטיות ובקרת תנועה מדויקת, מה שהופך אותם למתאימים לזרועות רובוטיות ביישומים כגון פעולות איסוף והצבה וטיפול בחומרים.
  4. גלגלי שיניים פלנטריים:גלגלי שיניים פלנטריים משמשים בדרך כלל בזרועות רובוטיות בזכות עיצובם הקומפקטי, העברת מומנט גבוהה ורבגוניותם בהפחתת מהירות או הגברתה. הם מורכבים מגלגל שיניים מרכזי, גלגלי שיניים פלנטריים מרובים וגלגל שיניים טבעתי חיצוני. גלגלי שיניים פלנטריים מציעים יעילות גבוהה, חופש פעולה מינימלי ויכולת נשיאת עומס מעולה, מה שהופך אותם למתאימים למגוון יישומי זרועות רובוטיות, כולל רובוטים תעשייתיים ורובוטים שיתופיים (קובוטים).
  5. גלגלי שיניים דובריים:גלגלי שיניים ספירליים הם פשוטים ונמצאים בשימוש נרחב בזרועות רובוטיות בשל קלות ייצורם, יעילותם כלכלית והתאמתם ליישומים בעומס בינוני. הם מורכבים משיניים ישרות במקביל לציר גלגל השיניים ונמצאים בשימוש נפוץ במפרקי זרועות רובוטיות או במערכות תמסורת שבהן דיוק גבוה אינו קריטי.
  6. גלגלי שיניים משופעים:גלגלי שיניים משופעים משמשים בזרועות רובוטיות להעברת תנועה בין צירים מצטלבים בזוויות שונות. הם מציעים יעילות גבוהה, פעולה חלקה ועיצוב קומפקטי, מה שהופך אותם מתאימים ליישומי זרועות רובוטיות הדורשים שינויי כיוון, כגון מנגנוני חיבור או אפקטורים קצה.

בחירת גלגלי השיניים לזרועות רובוטיות תלויה בדרישות הספציפיות של היישום, כולל קיבולת מטען, דיוק, מהירות, אילוצי גודל וגורמים סביבתיים. מהנדסים בוחרים את סוגי ותצורות גלגלי השיניים המתאימים ביותר כדי לייעל את הביצועים, האמינות והיעילות של הזרוע הרובוטית.

הנעות גלגלים

הנעות גלגלים לרובוטיקה, סוגים שונים של גלגלי שיניים משמשים להעברת כוח מהמנוע לגלגלים, מה שמאפשר לרובוט לנוע ולנווט בסביבתו. בחירת גלגלי השיניים תלויה בגורמים כגון המהירות הרצויה, מומנט, יעילות ואילוצי גודל. להלן מספר סוגים נפוצים של גלגלי שיניים המשמשים בהנעות גלגלים לרובוטיקה:

  1. גלגלי שיניים דובריים:גלגלי שיניים ספיריים הם אחד מסוגי גלגלי השיניים הנפוצים ביותר המשמשים בהנעות גלגלים. יש להם שיניים ישרות המקבילות לציר הסיבוב והן יעילות להעברת כוח בין צירים מקבילים. גלגלי שיניים ספיריים מתאימים ליישומים בהם נדרשות פשטות, חסכוניות ועומסים מתונים.
  2. גלגלי שיניים משופעים:גלגלי שיניים משופעים משמשים בהנעות גלגלים להעברת תנועה בין צירים המצטלבים בזווית. יש להם שיניים בצורת חרוט והם משמשים בדרך כלל בהנעות גלגלים רובוטיות לשינוי כיוון העברת הכוח, כמו במנגנוני דיפרנציאל עבור רובוטים בעלי היגוי דיפרנציאלי.
  3. גלגלי שיניים פלנטריים:גלגלי שיניים פלנטריים הם קומפקטיים ומציעים העברת מומנט גבוהה, מה שהופך אותם למתאימים להנעות רובוטיות. הם מורכבים מגלגל שיניים מרכזי, גלגלי שיניים פלנטריים מרובים וגלגל שיניים חיצוני. גלגלי שיניים פלנטריים משמשים לעתים קרובות בהנעות רובוטיות כדי להשיג יחסי העברה גבוהים וכפל מומנט באריזה קטנה.
  4. גלגלי שיניים תולעת:גלגלי שיניים תולעת מורכבים מתולעת (גלגל שיניים דמוי בורג) וגלגל שיניים תואם הנקרא גלגל תולעת. הם מספקים יחסי הפחתת הילוכים גבוהים ומתאימים ליישומים בהם נדרשת הכפלת מומנט גדולה, כגון בהנעות רובוטיות עבור כלי רכב כבדים או רובוטים תעשייתיים.
  5. גלגלי שיניים סליליים:להילוכים סליליים יש שיניים בזווית החתוכות בזווית לציר ההילוכים. הם מציעים פעולה חלקה יותר ויכולת נשיאת עומס גבוהה יותר בהשוואה להילוכים ספירליים. גלגלי שיניים סליליים מתאימים להנעות רובוטיות בהן נדרש רעש נמוך והעברת מומנט גבוהה, כמו ברובוטים ניידים המנווטים בסביבות מקורות.
  6. מתלה וגלגל שיניים:גלגלי שיניים מסוג "מַשְׁבֶּר" משמשים בהנעות רובוטיות כדי להמיר תנועה סיבובית לתנועה לינארית. הם מורכבים מגלגל שיניים מעגלי (pinion) המחובר לגלגל שיניים ליניארי (rack). גלגלי שיניים מסוג "מַשְׁבֶּר" משמשים בדרך כלל במערכות תנועה לינאריות עבור הנעות רובוטיות, כגון ברובוטים קרטזיים ובמכונות CNC.

בחירת גלגלי השיניים עבור הנעות רובוטיות תלויה בגורמים כגון גודל הרובוט, משקלו, תנאי השטח, דרישות המהירות ומקור הכוח. המהנדסים בוחרים את סוגי ותצורות גלגלי השיניים המתאימים ביותר כדי לייעל את הביצועים, היעילות והאמינות של מערכת התנועה של הרובוט.

גריפרים וגלגלי שיניים אפקטורים קצה

גריפרים ואפקטורים קצה הם רכיבים המחוברים לקצה של זרועות רובוטיות לאחיזה ותמרון של חפצים. בעוד שגלגלי שיניים לא תמיד מהווים את הרכיב העיקרי בתפסים ובאפקטורים קצה, ניתן לשלב אותם במנגנונים שלהם לתפקודים ספציפיים. כך ניתן להשתמש בגלגלי שיניים בציוד הקשור לתפסים ובאפקטורים קצה:

  1. מפעילים:תופסנים ומפעילי קצה דורשים לעיתים קרובות מפעילים כדי לפתוח ולסגור את מנגנון האחיזה. בהתאם לתכנון, מפעילים אלה עשויים לשלב גלגלי שיניים כדי לתרגם את התנועה הסיבובית של המנוע לתנועה ליניארית הדרושה לפתיחה וסגירה של אצבעות האחיזה. ניתן להשתמש בגלגלי שיניים כדי להגביר את המומנט או להתאים את מהירות התנועה במפעילים אלה.
  2. מערכות תמסורת:במקרים מסוימים, תופסנים ואפקטורים קצה עשויים לדרוש מערכות תמסורת כדי להעביר כוח מהמפעיל למנגנון האחיזה. ניתן להשתמש בגלגלי שיניים בתוך מערכות תמסורת אלו כדי להתאים את הכיוון, המהירות או המומנט של הכוח המועבר, מה שמאפשר שליטה מדויקת על פעולת האחיזה.
  3. מנגנוני התאמה:תופסנים ומנגנוני קצה צריכים לעתים קרובות להתאים לעצמים בגדלים וצורות שונים. ניתן להשתמש בגלגלי שיניים במנגנוני כוונון כדי לשלוט במיקום או במרווח של אצבעות התפס, מה שמאפשר להן להסתגל לעצמים שונים ללא צורך בכוונון ידני.
  4. מנגנוני בטיחות:חלק מהתפסנים ומנגנוני הקצה משלבים מאפייני בטיחות כדי למנוע נזק לתפס או לחפצים המטופלים. ניתן להשתמש בגלגלי שיניים במנגנוני בטיחות אלה כדי לספק הגנה מפני עומס יתר או כדי לנתק את התפס במקרה של כוח מופרז או חסימה.
  5. מערכות מיקום:ייתכן שתפסנים ואפקטורים קצה דורשים מיקום מדויק כדי לתפוס חפצים במדויק. ניתן להשתמש בגלגלי שיניים במערכות מיקום כדי לשלוט בתנועת אצבעות התפס בדיוק גבוה, מה שמאפשר פעולות אחיזה אמינות וחוזרות.
  6. קבצים מצורפים לאפקטור קצה:בנוסף לאצבעות האחיזה, אפקטורים בקצה עשויים לכלול אביזרים נוספים כגון כוסות יניקה, מגנטים או כלי חיתוך. ניתן להשתמש בגלגלי שיניים כדי לשלוט בתנועה או בפעולה של אביזרים אלה, מה שמאפשר פונקציונליות רב-תכליתית בטיפול בסוגים שונים של חפצים.

בעוד שגלגלי שיניים אינם המרכיב העיקרי בתפסנים ובאפקטורים קצה, הם יכולים למלא תפקיד מכריע בשיפור הפונקציונליות, הדיוק והגמישות של רכיבים רובוטיים אלה. התכנון והשימוש הספציפיים של גלגלי שיניים בתפסנים ובאפקטורים קצה יהיו תלויים בדרישות היישום ובמאפייני הביצועים הרצויים.

עוד ציוד בנייה שבו Belon Gears