Boîtes de vitesses Engrenages
Les boîtes de vitesses robotisées peuvent utiliser différents types d'engrenages selon les exigences spécifiques de conception et de fonctionnalité du robot. Parmi les types d'engrenages couramment utilisés dans les boîtes de vitesses robotisées, on trouve :
- Engrenages droits :Les engrenages droits sont les plus simples et les plus couramment utilisés. Leurs dents sont droites et parallèles à l'axe de rotation. Ils sont efficaces pour transférer la puissance entre des arbres parallèles et sont souvent utilisés dans les boîtes de vitesses robotisées pour les applications à vitesse modérée.
- Engrenages hélicoïdaux :Les engrenages hélicoïdaux possèdent des dents inclinées par rapport à l'axe. Ils offrent un fonctionnement plus fluide et une capacité de charge supérieure à celle des engrenages droits. Ils conviennent aux applications exigeant un faible bruit et une transmission de couple élevée, comme les articulations et les bras robotisés à grande vitesse.
- Engrenages coniques :Les engrenages coniques possèdent des dents coniques et servent à transmettre le mouvement entre des arbres qui se croisent. Ils sont couramment utilisés dans les boîtes de vitesses robotisées pour changer le sens de transmission de puissance, comme dans les mécanismes différentiels des transmissions robotisées.
- Engrenages planétaires :Les engrenages planétaires sont constitués d'un engrenage central (planétaire) entouré d'un ou plusieurs engrenages extérieurs (satellites) qui tournent autour de lui. Ils offrent compacité, transmission de couple élevé et polyvalence en termes de réduction ou d'amplification de vitesse. Les trains planétaires sont souvent utilisés dans les boîtes de vitesses robotisées pour les applications à couple élevé, telles que les bras robotisés et les mécanismes de levage.
- Engrenages à vis sans fin :Les engrenages à vis sans fin sont constitués d'une vis sans fin (engrenage en forme de vis) et d'un engrenage correspondant appelé roue hélicoïdale. Ils offrent des rapports de réduction élevés et conviennent aux applications nécessitant une forte multiplication du couple, comme dans les actionneurs robotisés et les mécanismes de levage.
- Engrenages cycloïdaux :Les engrenages cycloïdaux utilisent des dents de forme cycloïdale pour un fonctionnement fluide et silencieux. Ils offrent une grande précision et sont souvent utilisés dans les boîtes de vitesses robotisées pour les applications où un positionnement et un contrôle précis des mouvements sont essentiels, comme dans les robots industriels et les machines à commande numérique.
- Crémaillère:Les engrenages à crémaillère sont constitués d'un engrenage linéaire (crémaillère) et d'un engrenage circulaire (pignon) engrenés. Ils sont couramment utilisés dans les boîtes de vitesses robotisées pour les applications de mouvement linéaire, comme les robots cartésiens et les portiques robotisés.
Le choix des engrenages d'une boîte de vitesses robotisée dépend de facteurs tels que la vitesse, le couple, le rendement, le niveau sonore, les contraintes d'espace et le coût souhaités. Les ingénieurs choisissent les types et configurations d'engrenages les plus adaptés pour optimiser les performances et la fiabilité du système robotisé.
Engrenages de bras robotisés
Les bras robotisés sont des composants essentiels de nombreux systèmes robotiques, utilisés dans diverses applications, de la fabrication et de l'assemblage aux soins de santé et à la recherche. Les types d'engrenages utilisés dans les bras robotisés dépendent de facteurs tels que la conception du bras, les tâches prévues, la capacité de charge utile et la précision requise. Voici quelques types d'engrenages couramment utilisés dans les bras robotisés :
- Entraînements harmoniques :Les entraînements harmoniques, également appelés engrenages à ondes de contrainte, sont largement utilisés dans les bras robotisés en raison de leur conception compacte, de leur densité de couple élevée et de leur contrôle précis des mouvements. Ils se composent de trois éléments principaux : un générateur d'ondes, une cannelure flexible (engrenage flexible à parois minces) et une cannelure circulaire. Les entraînements harmoniques offrent un jeu nul et des rapports de réduction élevés, ce qui les rend adaptés aux applications exigeant un positionnement précis et des mouvements fluides, comme la chirurgie robotique et l'automatisation industrielle.
- Engrenages cycloïdaux :Les engrenages cycloïdaux, également appelés entraînements cycloïdaux ou cyclo-entraînements, utilisent des dents de forme cycloïdale pour un fonctionnement fluide et silencieux. Ils offrent une transmission de couple élevée, un jeu minimal et une excellente absorption des chocs, ce qui les rend adaptés aux bras robotisés en environnements difficiles ou aux applications exigeant une capacité de charge et une précision élevées.
- Engrenages planétaires harmoniques :Les engrenages planétaires harmoniques combinent les principes des transmissions harmoniques et des engrenages planétaires. Ils sont constitués d'une couronne flexible (similaire à une flexspline dans les transmissions harmoniques) et de plusieurs engrenages planétaires tournant autour d'un planétaire central. Les engrenages planétaires harmoniques offrent une transmission de couple élevée, une compacité et un contrôle précis des mouvements, ce qui les rend adaptés aux bras robotisés pour des applications telles que les opérations de pick-and-place et la manutention.
- Engrenages planétaires :Les engrenages planétaires sont couramment utilisés dans les bras robotisés pour leur compacité, leur transmission de couple élevée et leur polyvalence en termes de réduction ou d'amplification de vitesse. Ils se composent d'un planétaire central, de plusieurs satellites et d'une couronne dentée extérieure. Les engrenages planétaires offrent un rendement élevé, un jeu minimal et une excellente capacité de charge, ce qui les rend adaptés à diverses applications de bras robotisés, notamment les robots industriels et les robots collaboratifs (cobots).
- Engrenages droits :Les engrenages droits sont simples et largement utilisés dans les bras robotisés en raison de leur facilité de fabrication, de leur rentabilité et de leur adéquation aux applications à charges modérées. Ils sont constitués de dents droites parallèles à l'axe de l'engrenage et sont couramment utilisés dans les articulations de bras robotisés ou les systèmes de transmission où la précision n'est pas essentielle.
- Engrenages coniques :Les engrenages coniques sont utilisés dans les bras robotisés pour transmettre le mouvement entre des arbres qui se croisent à différents angles. Leur rendement élevé, leur fluidité et leur conception compacte les rendent parfaitement adaptés aux applications de bras robotisés nécessitant des changements de direction, comme les mécanismes d'articulation ou les effecteurs terminaux.
Le choix des engrenages pour les bras robotisés dépend des exigences spécifiques de l'application, notamment la capacité de charge utile, la précision, la vitesse, les contraintes de taille et les facteurs environnementaux. Les ingénieurs choisissent les types et configurations d'engrenages les plus adaptés pour optimiser les performances, la fiabilité et l'efficacité du bras robotisé.
Engrenages de transmission de roues
Dans les systèmes d'entraînement des roues robotiques, différents types d'engrenages sont utilisés pour transmettre la puissance du moteur aux roues, permettant au robot de se déplacer et de naviguer dans son environnement. Le choix des engrenages dépend de facteurs tels que la vitesse, le couple, le rendement et les contraintes de taille souhaités. Voici quelques types d'engrenages couramment utilisés dans les systèmes d'entraînement des roues robotiques :
- Engrenages droits :Les engrenages droits sont l'un des types d'engrenages les plus courants dans les transmissions de roues. Leurs dents droites sont parallèles à l'axe de rotation et assurent un transfert de puissance efficace entre arbres parallèles. Ils conviennent aux applications exigeant simplicité, rentabilité et charges modérées.
- Engrenages coniques :Les engrenages coniques sont utilisés dans les transmissions de roues pour transmettre le mouvement entre des arbres qui se croisent à un angle. Leurs dents coniques sont couramment utilisées dans les transmissions de roues robotisées pour modifier le sens de transmission de la puissance, comme dans les mécanismes différentiels des robots à direction différentielle.
- Engrenages planétaires :Les engrenages planétaires sont compacts et offrent une transmission de couple élevée, ce qui les rend adaptés aux roues motrices robotisées. Ils se composent d'un planétaire central, de plusieurs satellites et d'une couronne extérieure. Les engrenages planétaires sont souvent utilisés dans les roues motrices robotisées pour obtenir des rapports de réduction élevés et une multiplication du couple dans un format compact.
- Engrenages à vis sans fin :Les engrenages à vis sans fin sont constitués d'une vis sans fin (engrenage en forme de vis) et d'un engrenage correspondant appelé roue hélicoïdale. Ils offrent des rapports de réduction élevés et conviennent aux applications nécessitant une forte multiplication du couple, comme les transmissions robotisées pour véhicules lourds ou les robots industriels.
- Engrenages hélicoïdaux :Les engrenages hélicoïdaux possèdent des dents inclinées par rapport à l'axe. Ils offrent un fonctionnement plus fluide et une capacité de charge supérieure à celle des engrenages droits. Ils conviennent aux entraînements de roues robotiques exigeant un faible bruit et une transmission de couple élevée, comme dans les robots mobiles évoluant en intérieur.
- Crémaillère:Les engrenages à crémaillère sont utilisés dans les entraînements de roues robotiques pour convertir un mouvement rotatif en mouvement linéaire. Ils sont constitués d'un engrenage circulaire (pignon) engrené avec un engrenage linéaire (crémaillère). Les engrenages à crémaillère sont couramment utilisés dans les systèmes de mouvement linéaire pour les entraînements de roues robotiques, comme les robots cartésiens et les machines CNC.
Le choix des engrenages pour les roues motrices robotisées dépend de facteurs tels que la taille, le poids, le terrain, les exigences de vitesse et la source d'énergie du robot. Les ingénieurs choisissent les types et configurations d'engrenages les plus adaptés pour optimiser les performances, l'efficacité et la fiabilité du système de locomotion du robot.
Pinces et engrenages effecteurs
Les pinces et les effecteurs terminaux sont des composants fixés à l'extrémité des bras robotisés pour saisir et manipuler des objets. Bien que les engrenages ne soient pas toujours le composant principal des pinces et des effecteurs terminaux, ils peuvent être intégrés à leurs mécanismes pour des fonctionnalités spécifiques. Voici comment les engrenages peuvent être utilisés dans les équipements associés aux pinces et aux effecteurs terminaux :
- Actionneurs :Les pinces et les effecteurs terminaux nécessitent souvent des actionneurs pour ouvrir et fermer le mécanisme de préhension. Selon leur conception, ces actionneurs peuvent intégrer des engrenages pour convertir le mouvement de rotation d'un moteur en mouvement linéaire nécessaire à l'ouverture et à la fermeture des doigts de la pince. Les engrenages peuvent servir à amplifier le couple ou à ajuster la vitesse de mouvement de ces actionneurs.
- Systèmes de transmission :Dans certains cas, les pinces et les effecteurs terminaux peuvent nécessiter des systèmes de transmission pour transférer la puissance de l'actionneur au mécanisme de préhension. Des engrenages peuvent être utilisés dans ces systèmes de transmission pour ajuster la direction, la vitesse ou le couple de la puissance transmise, permettant ainsi un contrôle précis de l'action de préhension.
- Mécanismes d'ajustement :Les pinces et les effecteurs terminaux doivent souvent s'adapter à des objets de tailles et de formes variées. Des engrenages peuvent être utilisés dans les mécanismes de réglage pour contrôler la position ou l'espacement des doigts de la pince, leur permettant ainsi de s'adapter à divers objets sans nécessiter de réglage manuel.
- Mécanismes de sécurité :Certains préhenseurs et effecteurs terminaux intègrent des dispositifs de sécurité pour éviter d'endommager le préhenseur ou les objets manipulés. Des engrenages peuvent être utilisés dans ces mécanismes de sécurité pour assurer une protection contre les surcharges ou pour désengager le préhenseur en cas de force excessive ou de blocage.
- Systèmes de positionnement :Les pinces et les effecteurs terminaux peuvent nécessiter un positionnement précis pour saisir les objets avec précision. Des engrenages peuvent être utilisés dans les systèmes de positionnement pour contrôler le mouvement des doigts de la pince avec une grande précision, permettant des opérations de préhension fiables et reproductibles.
- Accessoires d'effecteur final :Outre les doigts de préhension, les effecteurs terminaux peuvent inclure d'autres accessoires tels que des ventouses, des aimants ou des outils de coupe. Des engrenages peuvent être utilisés pour contrôler le mouvement ou le fonctionnement de ces accessoires, offrant ainsi une polyvalence pour la manipulation de différents types d'objets.
Bien que les engrenages ne soient pas le composant principal des préhenseurs et des effecteurs terminaux, ils peuvent jouer un rôle crucial dans l'amélioration de la fonctionnalité, de la précision et de la polyvalence de ces composants robotiques. La conception et l'utilisation spécifiques des engrenages dans les préhenseurs et les effecteurs terminaux dépendent des exigences de l'application et des performances souhaitées.
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