Auteurs: Stein Crispel; Pablo López García; Elias Saerens; Anand Varadharajan; Tom Verstraten; Bram Vanderborght

Abstract

In veel robottoepassingen zijn een hoge koppeldichtheid en zeer efficiënte actuatoren vereist om bewegingen met hoog koppel aan te kunnen zonder de mobiliteit te belemmeren door overmatig gewicht en volume. Traditioneel gebruiken ingenieurs die actuatoren ontwerpen voor dit soort toepassingen elektrische motoren met hoge snelheid in combinatie met vertragingen met een hoge reductieverhouding, zoals harmonische en cycloïde aandrijvingen of hefboomarmen, om het vereiste koppel te bereiken. Deze systemen zijn echter niet ideaal omdat ze te maken hebben met een of meer van de volgende beperkingen: hoge kosten, belastinghysterese, niet-lineair gedrag en koppelrimpel. Een alternatief om de vereiste koppelverhoging te bereiken is het gebruik van een interessant type samengesteld planetaire tandwielstelsel (C-PGTs). In dit artikel wordt een nieuw type C-PGT gepresenteerd, gebaseerd op de Wolfrom-topologie. Er wordt een extra vrijheidsgraad gecreëerd die kan worden gebruikt om de prestaties van de gehele versnellingsbak te verbeteren, d.w.z. de efficiëntie verhogen, de traagheid verminderen, de koppelcapaciteit vergroten, enzovoort. Deze gemodificeerde Wolfrom wordt in detail besproken door het afleiden van een algemeen kader voor het ontwerp van een dergelijk transmissiesysteem. Dit kader bestaat uit het opsommen van de specifieke inpassingsvoorwaarden voor zo’n Wolfrom planetaire tandwielstelsel, het afleiden van een efficiëntiemodel gebaseerd op het Rolling Power-concept en een belastingsanalyse om het zwakste tandwielelement te bepalen. Ten slotte wordt een prototype gebouwd om het ontwerpkader en de haalbaarheid van de Wolfrom-variant aan te tonen. Bovendien wordt de trend van het efficiëntiemodel bevestigd.

Lees het volledige artikel.