Boîtes de vitesses Engrenages
Les réducteurs robotiques peuvent utiliser différents types d'engrenages en fonction des exigences spécifiques de conception et de fonctionnalité du robot. Voici quelques types d'engrenages couramment utilisés dans les réducteurs robotiques :
- Engrenages droits :Les engrenages cylindriques à denture droite sont les plus simples et les plus courants. Leurs dents droites sont parallèles à l'axe de rotation. Ils permettent une transmission de puissance efficace entre arbres parallèles et sont fréquemment utilisés dans les réducteurs de robots pour les applications à vitesse modérée.
- Engrenages hélicoïdaux :Les engrenages hélicoïdaux possèdent des dents inclinées par rapport à l'axe de la roue. Ils offrent un fonctionnement plus fluide et une capacité de charge supérieure aux engrenages droits. Ils conviennent aux applications exigeant un faible niveau sonore et une transmission de couple élevée, comme les articulations robotiques et les bras robotiques à grande vitesse.
- Engrenages coniques :Les engrenages coniques possèdent des dents de forme conique et servent à transmettre le mouvement entre des arbres qui se croisent. On les retrouve fréquemment dans les réducteurs de robots pour inverser le sens de transmission de la puissance, notamment dans les différentiels des chaînes cinématiques de robots.
- Engrenages planétaires :Les engrenages planétaires se composent d'une roue centrale (roue solaire) entourée d'une ou plusieurs roues dentées extérieures (roues planétaires) qui tournent autour d'elle. Ils offrent compacité, transmission de couple élevée et une grande polyvalence pour la réduction ou l'amplification de la vitesse. Les trains d'engrenages planétaires sont fréquemment utilisés dans les réducteurs de robots pour les applications à couple élevé, comme les bras robotisés et les mécanismes de levage.
- Engrenages à vis sans fin :Les engrenages à vis sans fin sont composés d'une vis sans fin (un engrenage en forme de vis) et d'une roue dentée en prise appelée roue dentée. Ils offrent des rapports de réduction élevés et conviennent aux applications nécessitant une forte multiplication du couple, comme les actionneurs robotiques 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 fréquemment utilisés dans les réducteurs de robots pour des applications exigeant un positionnement précis et un contrôle rigoureux du mouvement, comme dans les robots industriels et les machines à commande numérique.
- Crémaillère:Les systèmes à crémaillère et pignon sont composés d'une roue dentée linéaire (crémaillère) et d'une roue dentée circulaire (pignon) engrenées l'une à l'autre. Ils sont couramment utilisés dans les réducteurs de robots pour les applications de mouvement linéaire, comme dans les robots cartésiens et les portiques robotisés.
Le choix des engrenages pour 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. Les ingénieurs sélectionnent les types et configurations d'engrenages les plus adaptés afin d'optimiser les performances et la fiabilité du système robotisé.
Engrenages pour bras robotiques
Les bras robotisés sont des composants essentiels de nombreux systèmes robotiques, utilisés dans diverses applications allant de la fabrication et de l'assemblage à la santé et à la recherche. Le type d'engrenages utilisés dans les bras robotisés dépend 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 réducteurs harmoniques, également appelés engrenages à ondes de contrainte, sont largement utilisés dans les bras robotisés grâce à leur conception compacte, leur couple élevé et leur contrôle précis du mouvement. Ils se composent de trois éléments principaux : un générateur d’ondes, une cannelure flexible (engrenage à paroi mince) et une cannelure circulaire. Les réducteurs harmoniques offrent un jeu nul et des rapports de réduction élevés, ce qui les rend adaptés aux applications exigeant un positionnement précis et un mouvement fluide, telles que la chirurgie robotique et l’automatisation industrielle.
- Engrenages cycloïdaux :Les engrenages cycloïdaux, également appelés réducteurs cycloïdaux, 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 réducteurs harmoniques et des engrenages planétaires. Ils sont composés d'une couronne flexible (semblable à une cannelure flexible dans les réducteurs harmoniques) et de plusieurs satellites tournant autour d'un planétaire central. Les engrenages planétaires harmoniques offrent une transmission de couple élevée, une grande compacité et un contrôle précis du mouvement, ce qui les rend particulièrement adaptés aux bras robotisés pour des applications telles que les opérations de prélèvement et de placement et la manutention.
- Engrenages planétaires :Les engrenages planétaires sont couramment utilisés dans les bras robotisés en raison de leur conception compacte, de leur couple élevé et de leur polyvalence pour la réduction ou l'amplification de la vitesse. Ils se composent d'un pignon central, de plusieurs satellites et d'une couronne dentée. 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 cylindriques à denture droite sont simples et largement utilisés dans les bras robotisés en raison de leur facilité de fabrication, de leur faible coût et de leur aptitude aux applications à charge modérée. Ils sont constitués de dents droites parallèles à l'axe de la dent et sont couramment utilisés dans les articulations ou les systèmes de transmission des bras robotisés où une haute précision n'est pas essentielle.
- Engrenages coniques :Les engrenages coniques sont utilisés dans les bras robotisés pour transmettre le mouvement entre des arbres se croisant selon différents angles. Ils offrent un rendement élevé, un fonctionnement fluide et une conception compacte, ce qui les rend 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, la précision, la vitesse, les contraintes d'encombrement et les facteurs environnementaux. Les ingénieurs sélectionnent les types et configurations d'engrenages les plus adaptés afin d'optimiser les performances, la fiabilité et l'efficacité du bras robotisé.
Engrenages de transmission
Dans les systèmes de transmission par roues pour la robotique, différents types d'engrenages transmettent la puissance du moteur aux roues, permettant ainsi au robot de se déplacer et d'évoluer dans son environnement. Le choix des engrenages dépend de facteurs tels que la vitesse, le couple, le rendement et les contraintes d'encombrement souhaités. Voici quelques types d'engrenages couramment utilisés dans les systèmes de transmission par roues pour la robotique :
- Engrenages droits :Les engrenages cylindriques à denture droite sont parmi les plus courants dans les transmissions par roues. Leurs dents droites, parallèles à l'axe de rotation, permettent une transmission efficace de la puissance entre arbres parallèles. Ils conviennent aux applications nécessitant 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 en angle. Ils possèdent des dents coniques et sont couramment utilisés dans les transmissions de roues robotisées pour modifier le sens de transmission de la puissance, notamment 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 particulièrement adaptés aux entraînements de roues robotisées. Ils se composent d'un pignon central, de plusieurs satellites et d'une couronne dentée. Les engrenages planétaires sont fréquemment utilisés dans les entraînements de roues 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 composés d'une vis sans fin (un engrenage en forme de vis) et d'une roue dentée en prise appelée roue dentée. Ils offrent des rapports de réduction élevés et conviennent aux applications nécessitant une forte multiplication du couple, comme les transmissions de roues robotisées pour véhicules lourds ou robots industriels.
- Engrenages hélicoïdaux :Les engrenages hélicoïdaux possèdent des dents inclinées par rapport à l'axe de la roue. Ils offrent un fonctionnement plus fluide et une capacité de charge supérieure à celle des engrenages droits. Les engrenages hélicoïdaux sont particulièrement adaptés aux systèmes d'entraînement de roues robotisées nécessitant un faible niveau sonore et une transmission de couple élevée, comme c'est le cas pour les robots mobiles évoluant en intérieur.
- Crémaillère:Les systèmes pignon-crémaillère sont utilisés dans les entraînements de roues robotisées pour convertir un mouvement de rotation en mouvement linéaire. Ils se composent d'une roue dentée circulaire (pignon) engrenée avec une roue dentée linéaire (crémaillère). Ces systèmes sont couramment utilisés dans les systèmes de mouvement linéaire des entraînements de roues robotisées, notamment dans les robots cartésiens et les machines à commande numérique (CNC).
Le choix des engrenages pour les transmissions de roues 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 sélectionnent les types et configurations d'engrenages les plus adaptés afin d'optimiser les performances, l'efficacité et la fiabilité du système de locomotion du robot.
Engrenages de préhension et d'effecteurs terminaux
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 l'élément 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 effecteurs terminaux nécessitent souvent des actionneurs pour ouvrir et fermer le mécanisme de préhension. Selon leur conception, ces actionneurs peuvent intégrer des engrenages afin de 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 permettent d'amplifier le couple ou d'ajuster la vitesse de déplacement 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 au sein de 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 de réglage :Les pinces et effecteurs terminaux doivent souvent pouvoir manipuler des objets de tailles et de formes différentes. 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 réglage manuel.
- Mécanismes de sécurité :Certains préhenseurs et effecteurs terminaux intègrent des dispositifs de sécurité pour prévenir tout dommage au préhenseur ou aux 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 effecteurs terminaux peuvent nécessiter un positionnement précis pour saisir les objets avec exactitude. Les systèmes de positionnement à engrenages permettent de contrôler avec une grande précision le mouvement des doigts de la pince, garantissant ainsi des opérations de préhension fiables et répétables.
- Accessoires pour effecteurs terminaux :Outre les pinces de préhension, les effecteurs terminaux peuvent comporter d'autres accessoires tels que des ventouses, des aimants ou des outils de coupe. Des engrenages permettent de contrôler le mouvement ou le fonctionnement de ces accessoires, offrant ainsi une grande polyvalence pour la manipulation de différents types d'objets.
Bien que les engrenages ne soient pas l'élément principal des pinces 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 pinces et les effecteurs terminaux dépendent des exigences de l'application et des performances recherchées.
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