La conducción con ábaco cambia las reglas del juego rápidamente

Aparte de la unidad armoniosa, la comunidad de ingenieros no ha creado ningún mecanismo inteligente para la conversión rápida en las últimas décadas. Sin embargo, recientemente, algunas personas en SRI nos han dado una entrega más sobre la que charlar: el Abacus Drive.

El Abacus Drive acepta los conceptos estándar de conducción cicloide, pero toma el engranaje excéntrico que conocemos y lo convierte en dos ranuras en las que viajará un conjunto de espacios rodantes. La ventaja de este diseño es doble: ambos están construidos con componentes completamente rígidos (a diferencia del disco armónico) y tiene una unidad de respaldo bajo, lo que permite que la aplicación detecte más fácilmente los cambios en la carga.

Lograr una transmisión de alta velocidad de bajo costo ha sido un santo grial en robótica, donde cada junta de manejo de motores se convierte en un dolor de cabeza de un proyecto de ingeniería, donde los diseñadores luchan con los límites de reacción, torque y precio de su aplicación para obtener un brazo robótico funcional. . . Este problema se debe al hecho de que los motores simplemente no funcionan de manera efectiva a bajas velocidades, donde las condiciones cercanas a la pérdida hacen que generen cantidades mucho mayores de torque en comparación con sus condiciones de velocidad máxima. Si bien Abacus Drive no llegará al mercado en el corto plazo, dejaremos que esta idea se cocine en la comunidad y esperamos que pronto aparezcan algunas variantes de presupuesto.

[via IEEE Spectrum]

  • DV82XL dice:

    Hermoso diseño, será interesante ver si es práctico.

  • Internet dice:

    Interesantes patrones de desgaste ya se muestran en el “cono” superior de estas “bolas de lago” anodizadas. Para ser justos, tienen que ser aceros templados, pero ¿cómo se mecaniza esa forma de manera rentable en cantidad?

    https://www.youtube.com/watch?v=ONz6S48QgEk

    • viejo dice:

      Si miras más de cerca el video, muestra un segundo prototipo que usa rodamientos de bolas en lugar de rodillos en forma de diamante.

      • DV82XL dice:

        Independientemente, las tolerancias de fábrica requerirán un desgaste muy alto (léase: caro) o asimétrico que limitará la utilidad de este dispositivo.

        • Señor esponjoso dice:

          O encierran todo el dispositivo con grasa, lo cubren con una funda de goma y lo sellan de por vida. Al igual que lo hacen las juntas homocinéticas, que también utilizan rodamientos de bolas en extrañas pistas curvas para transmitir el par (mucho par …).

    • Ene. dice:

      También es muy interesante el video a continuación (cómo se hacen las bolas). Esfera perfecta de nuevo. Es asombroso cuando lo piensas.

      • CMH62 dice:

        Asombroso video. Gracias por publicar.

    • tipo astuto dice:

      ¿Ha notado el nombre de la empresa con la que están asociados? “Sistemas de transmisión armoniosos” … No creo que planeen apuntar a “rentable” o “cantidad”

  • Daniel dice:

    ¿Y el equilibrio? Si esta cosa está acoplada a un motor que gira rápido, ¿no vibraría excesivamente?

    • davidelang dice:

      utiliza dos rotores 180 entre sí. Tenga en cuenta el impulso armonioso en el que el discurso también tiene problemas de equilibrio.

  • Cohetes de agua americanos dice:

    Creo que su objetivo es que los motores extraigan más corriente cerca de una velocidad estable, no más par.

  • Internet dice:

    Además, el rotor de un motor de inducción de CA logra la saturación magnética a ciertas RPM (generalmente fijas), sí. Pero puede evitar que el motor gire “demasiado rápido” y se relaciona con la física del motor de algunos tipos de motores, pero no de todos. Ellos pintan esto como un problema muy amplio y ofrecen una idea de nicho para resolverlo. Probablemente sea mucho mejor resolverlo con otro tipo de motor u otra solución anterior.

    Tesla u otro vehículo eléctrico no tiene embrague y tiene un solo engranaje fijo. Esto no sería de utilidad en esa aplicación.

    ¿Se pregunta por qué los “autos a gasolina” ahora se apilan a 10 o incluso 12 velocidades en un vehículo pequeño de 4 cilindros? Intenta cumplir con los estándares de eficiencia de combustible de la EPA. Quiero decir, agregar más marchas es definitivamente una forma de hacerlo cuando estás “atascado” con un motor de gasolina, pero también tiene más costos y beneficios.

    Si desea leer más sobre motores de inducción y sin escobillas, Tesla escribió un poco al respecto en 2007.

    Como es habitual, también hay varias ventajas. ¿Te parece familiar todavía?

    “Las máquinas de inducción son más difíciles de controlar. Las leyes de control son más complejas y difíciles de entender. Lograr la estabilidad a lo largo de la velocidad del par y por encima de la temperatura es más difícil con la inducción que con la CC sin escobillas. “

    https://www.tesla.com/en_AU/blog/induction-versus-dc-brushless-motors

    Parece que Tesla y otros han manejado el control de las cosas mucho mejor en la última década que tomar un motor de CA fijo y montarlo en un vehículo y esperar que funcione, luego darse cuenta de que no y luego tratar de aplicar algo como esa velocidad interesante a torque.

    Solucione el problema más arriba en la cadena que tratando de resolverlo con esto. Al menos en la mayoría de las aplicaciones. Esto podría tener un buen uso específico, pero no para uso en automóviles. Sin embargo, es una buena idea.

    • Dax dice:

      “Parece que Tesla y otros han manejado mucho mejor el control de las cosas”

      Ellos no han. Sigue habiendo los mismos problemas e ineficiencias en los coches Tesla que en cualquier otro lugar; simplemente hablan de ello en términos vagos para dar la impresión de que están haciendo algo nuevo, porque la empresa se basa en el tipo de ingeniería de anaquel extraordinaria que usted describe. – excepto sin la parte en la que intentan encontrar soluciones inteligentes.

      Tesla se dio cuenta muy pronto del problema de controlar un motor de inducción a gran velocidad con el automóvil Roadster, e intentaron realizar una caja de cambios en el vehículo, pero no pudieron piratearlo, por lo que abandonaron la prueba y simplemente agregaron más baterías. para compensar la pérdida de eficiencia. Como resultado, todos los vehículos Tesla tienen todo tipo de “trampas”, ya que básicamente lo contaminan y abusan de la batería para acelerar aún más.

      • BioSehnsucht dice:

        Tesla en realidad fue a una de las “mejores” compañías de transmisión para construir una caja de cambios de 2 velocidades para el Roadster, pero no pudieron manejar el torque del motor eléctrico y continuaron descomponiéndose, por lo que los primeros Roadsters se enviaron bloqueados en el 2 -velocidad y una vez que su velocidad única (y otras actualizaciones para mejorar el rendimiento del motor de modo que se pudiera usar una sola velocidad) estuvieron listas, reemplazaron todo lo que estaba en garantía.

        • Dax dice:

          Fue porque estaban tratando de mover constantemente el motor hacia atrás (sin embrague) y trabajar la regeneración a través de la caja de cambios con una relación de reducción alta. El motor ya había girado hasta 13 kRPM en una segunda transmisión, y la primera transmisión lo hizo aún más empinado.

          La situación era similar a tomar un automóvil común y ponerlo en marcha con la primera caminata. La caja de cambios intenta convertir las ruedas que giran relativamente lentas a RPM muy altas en la inercia y, como puede imaginar, eso necesita un giro completo. Cualquier resistencia, como el funcionamiento del motor como generador, se ve reforzada por la relación de velocidad cuando la caja de cambios se dispara hacia atrás, de modo que las fuerzas necesarias para hacerlo, pasando repetidamente de la aceleración a la regeneración, despojarán los dientes de la primera marcha.

          La ironía es que usar una segunda marcha les ahorraría aproximadamente un 15% de energía y permitiría baterías más pequeñas que reducirían el peso, lo que reduciría el consumo de energía, posiblemente reduciendo el precio del automóvil en $ 10k o más. La desventaja es que ya no podrían ofrecer un rendimiento “ridículo” porque no querrían romper la caja de cambios, y entonces sería solo un automóvil costoso habitual con el inconveniente de tener que recargar una batería.

      • Internet dice:

        ¿SpaceX también hace eso? ¿Tomar una técnica te existente y aplicarla a un espacio? ¿Realmente innovan o, en cambio, unen cosas existentes pero diferentes y aportan mucho capital al mismo tiempo?

        • crampones dice:

          Considerando que logran cosas que nadie más ha logrado, creo que la respuesta es obvia.

          • Megol dice:

            ¿Cómo qué?

          • Mechanicus dice:

            De hecho, les gusta generar derechos de fanfarronear en el bushel., Nunca relanzar ni un solo cohete, autos terribles demasiado caros para la élite, desarrollar paneles solares montados en el techo que ningún villano puede pagar, construir una instalación de producción de baterías para satisfacer la demanda inexistente. Simplemente cambian el mundo con el programa.

          • Internet dice:

            El éxito por sí solo no se puede atribuir automáticamente a las innovaciones en las tecnologías centrales o nuevas.

          • crampones dice:

            Busqué por “logros espaciales” y obtuve una lista. Usted también puede.

        • Dax dice:

          La innovación significa tomar cosas existentes y juntarlas para una nueva función. También significa tomar un producto existente y volver a presentarlo al público como propio, al igual que Apple innovó el teléfono inteligente.

          Básicamente es una palabra deshonesta que significa “realmente no hemos hecho nada nuevo, pero nuestro departamento de marketing está desempeñando un papel”.

  • dice:

    ¿Puedo ver solo 16 cojinetes en ese modelo visible?

  • davidelang dice:

    Hay algunos videos en Youtube que muestran discos de ciclón con pines móviles. No está claro por qué esto sería mejor.

    Este enfoque solo funcionará para cargas pequeñas, ya que la superficie del rodamiento es un ángulo contra el cual el rodamiento se desplaza tanto dentro como fuera. No existe una buena forma de aumentar esa superficie.

    Si desea saber si su brazo está golpeando algo, esperar a notar la diferencia de energía requerida para mover el brazo parece una mala elección. Es mucho mejor reemplazar los medidores de tensión en el sistema.

    David Lang

    • Tayloriano dice:

      Eche un vistazo más de cerca al que tiene los cojinetes cónicos. Puede configurar esto para obtener áreas de superficie más amplias. El hombre superior que mencionó el patrón de desgaste pasa por alto el hecho obvio de que los cojinetes están hechos de latón blando y no acero endurecido y la falta de lubricación. Sin embargo, estos no significan cojinetes similares. Se utilizan como transmisiones para brazos de robot y donde el espacio es un problema y solo la coerción bruta de más un motor grande no es elegible. Para todos los efectos, sigue siendo el diseño básico de la onda de tensión, solo quita la corona.

      • Internet dice:

        Admito que ciertamente podrían ser de latón, el resto del dispositivo parece ser de aluminio anodizado negro. Esto se parece más a un modelo elegante de “muestra cómo funciona”. Sin embargo, en la práctica, las superficies de apoyo serían presumiblemente de un material endurecido, no de latón o aluminio.

  • nraynaud dice:

    es reversible?

    • Rumburack dice:

      La isoterma isentrópica es reversible.

  • Búsqueda de empleo robótica dice:

    Me parece que es un disco de fricción, por lo que después de un poco de desgaste, se deslizará.

  • Kain Benjamin (@Krazeecain) dice:

    “Si su transmisión solo tiene un 50% de efectividad …”

    Qué ejemplo más ridículo. Estoy seguro de que incluso un tobogán eléctrico de 2 velocidades desgastado de la década de 1950 puede funcionar mejor que el 50% …

    • CMH62 dice:

      ¡Ahhhhh, “Powerglide”! ¡Trae buenos recuerdos del Chevy del 57 (de la abuela) que manejé en la escuela secundaria! ????

  • DougM dice:

    Estaba muy emocionado cuando leí el titular, pensando que es una proporción variable, pero no lo es. Necesitamos algo similar a CVT pero con pérdidas mecánicas mínimas para su uso en sistemas pequeños como robots.

  • BryanG dice:

    Me preocuparía la vibración. Me parece un vibrador.

  • Nada nuevo aqui. Adelante. dice:

    Reconocen que la vibración es algo parecido a un disco armónico.
    Dicen que no es para ninguna aplicación de transmisión poderosa, solo cosas de movimiento lento como la robótica.
    Es la versión de disco de fricción de un disco armónico, con todos los aspectos negativos de ambos.
    No es una transmisión variable, aunque vea los rodillos puntiagudos. Tiene una relación fija.
    La eficiencia NO será superior a las medidas tradicionales. La principal ventaja es la reducción extrema del juego. Cuando comparan el rendimiento con otras transmisiones, hacen correctamente comparaciones de manzanas con naranjas … e incluso así, apenas gana.

Isabella Ortiz
Isabella Ortiz

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