Sercem silnika jest zespół blaszek, które łączą wirnik i stojan. Na rys. 50 pokazano

przykład takiej blaszki. Z rysunku wynika, że cienki obrączkowy wirnik jest zamontowany

między dwoma koncentrycznymi stojanami. Oba stojany oddziałują na wirnik i wytwarzają

wzmocniony moment obrotowy. Duża liczba zębów magnetycznych wirnika i dwa stojany

powodują wytwarzanie dużej wartości momentu obrotowego.

Trójfazowe pole magnetyczne jest wytwarzane przez 36 zezwojów dwóch uzwojeń

stojanów (18 zezwojów na każdy z dwóch stojanów), Każdy ze stojanów ma 150 zębów, wirnik

zaś działa jak biegun silnika elektrycznego. Moment obrotowy jest wytwarzany przez

sekwencyjne wzbudzanie zezwojów tych 12 biegunów. Dla jednego obrotu wirnika występuje

150 zmiennych cykli, które dają przełożenie 150:1, co koresponduje ze wzmocnieniem

momentu obrotowego elektromechanicznego.

Należy zauważyć, że zastosowane w tym rozwiązaniu konstrukcyjnym umieszczenie

wirnika między dwoma stojanami umożliwia uzyskanie takich samych parametrów

znamionowych, jakie miałby konwencjonalny silnik elektryczny z 300 biegunami lub 900

zezwojami uzwojenia stojana. Inną zaletą umieszczenia wirnika między dwoma stojanami jest

skrócenie drogi przepływu strumienia magnetycznego.

5. Mechanizmy przekazywania ruchu stosowane w robotach

Mechanizmy przekazywania ruchu służą do transmisji ruchu silnika (silników) do

członów otwartego łańcucha kinematycznego manipulatora lub robota zawierającego pary

kinematyczne - obrotowe lub postępowe.

W niektórych przypadkach, kiedy mamy do czynienia z zamkniętymi łańcuchami, np.

mechanizm pantografu, człony poruszają się jednocześnie i mechanizmy przekazywania napędu

są lokowane w inny sposób.

Należy zdawać sobie sprawę, że przy przekazywaniu ruchu, ze względu na luzy w parach,

tarcie, podatność, obciążenia, występują zjawiska dynamiczne (drgania), które wpływają

niekorzystnie na pozycjonowanie chwytaka. Stąd rozmieszczenie siłowników oraz różnych

przekładni powinno być takie, aby zmniejszyć niekorzystny wpływ zjawisk dynamicznych i

statycznych.

5.1. Przekładnie pasowe

50

Ten rodzaj przekładni służy do przekazywania ruchu obrotowego między równoległymi

wałami, jak również do zamiany ruchu obrotowego na ruch postępowy i odwrotnie. Wadami

takiego mechanizmu przenoszenia ruchu są poślizgi pasa na kole pasowym. Aby wyeliminować

taki poślizg, stosuje się w ostatnim okresie napęd za pomocą paska zębatego. Przekładnia

pokazana na rys. 51 znalazła szerokie zastosowanie dzięki cichej pracy i wysokiej

sprawności.

Rys. 51. Przekładnia z paskiem zębatym

Rys. 52. Przykład zastosowania przekładni z paskami zębatymi – dwunożna maszyna krocząca

5.2. Przekładnie łańcuchowe (rys. 53)

51

a) b)

Rys. 53. Przekładnia łańcuchowa i jej zastosowania: a) odmiana rolkowa;

b) napęd robota Motoman firmy YASUKAWA

Kolejnym mechanizmem przekazywania ruchu jest przekładnia łańcuchowa pokazana na

rys. 53 po lewej. Pracuje ona poprawnie przy niewielkich wartościach prędkości, dlatego jest

lokowana pomiędzy członami. Na rysunku po prawej pokazano przykład zastosowania

przekładni łańcuchowej do napędu robota typu Motoman (firmy YASUKAWA).

5.3. Przekładnie śrubowe i zębatkowe

Te dwa sposoby przenoszenia ruchu, a mianowicie mechanizmy śrubowe i zębatkowe, są

równoważne. W obu tych mechanizmach poza przekazywaniem ruchu dokonuje się również

redukcja prędkości obrotowej.

52

a) c)

b)

Rys. 54. Napęd śrubowo toczny: a) widok ogólny; b) model;

c) napęd śrubowo toczny (TRANSROLL)

Należy podkreślić, że przekładnia śrubowa z długą śrubą jest bardzo wrażliwa na

drgania poprzeczne. Przez odpowiednie ulokowanie tej przekładni na robocie można uzyskać

zwiększenie przełożenia oraz sztywności połączenia. Dołączenie rolek lub igieł między śrubą

a nakrętką polepsza własności tej przekładni.

Rys. 55. Napęd zębatkowy do przenoszenia obciążenia o masie M

53

Na rys. 55 pokazano schemat napędu zębatkowego do przenoszenia obciążenia o masie

M. Przełożenie w takim układzie jest określone zależnością

x = 2

π

r

Θ

Z równania wynika, że przemieszczenie liniowe x na wyjściu jest proporcjonalne do

liczby obrotów wału

Θ

na wejściu ze stałą proporcjonalności zależną od własności kółka

zębatego. Wartość momentu bezwładności masy M określa się zależnością

I = Mr

2

5.4. Przekładnie falowe

Duże prędkości kątowe silników prądu stałego wymagają stosowania przekładni

redukcyjnych o dużym przełożeniu. W przypadku gdy silniki znajdują się w „stawach"

łączących ramiona manipulatora przekładnie te muszą mieć małe rozmiary i masę. Właściwości

takie mają przekładnie falowe.

a) b)

Rys. 56. Schematy dwóch przekładni falowych: a) z dwiema rolkami; b) z trzema rolkami

Schematy dwóch przekładni falowych przedstawiono na rys. 56. W przekładniach tych

koło zewnętrzne o liczbie zębów z

1

jest sztywne, a koło wewnętrzne o liczbie zębów z

2

, nieco

mniejszej niż z

1

, jest elastyczne. Wewnątrz elastycznego koła wewnętrznego znajduje się

obracający się wodzik, zwany generatorem fali z dwoma, lub trzema obracającymi się

rolkami dociskającymi koło wewnętrzne do zewnętrznego. Przekładnia z dwurolkowym ge-

neratorem fali nazywa się przekładnią dwufalową, przekładnia z trójrolkowym generatorem

fali – przekładnią trójfalową. Redukcja prędkości uzyskana w wymienionych przekładniach

jest równa z

2

/(z

1

-z

2

). Przekładnie falowe mają następujące zalety:

54

 możliwość uzyskania bardzo dużej redukcji prędkości kątowej dla jed

nego stopnia redukcji (ok. 10

5

) przy małym ciężarze i małych rozmiarach

przekładni;

 z powodu małej różnicy liczby zębów z

1

i z

2

równocześnie może pracować

1/4 lub więcej całkowitej liczby zębów, wskutek czego przekładnia ta ma

bardzo korzystny stosunek przenoszonej mocy do rozmiarów;

 mała strefa martwa, równomierny bieg, niski poziom szumów.

Przekładnie wielofalowe (trójfalowe i wyższe) stosowane są przy większych mocach, a

przekładnie dwufalowe - przy mniejszych mocach.

Bibliografia:

Antoni Niederliński „Roboty przemysłowe ” –

Praca zbiorowa pod redakcją Adama Moreckiego i Józefa Knapczyka „Podstawy robotyki ” –

55