Las poleas en el interior de las poleas forman una entrega única para los robots

Después de algunos milenios de jugar a los engranajes, uno pensaría que no habría mucho terreno nuevo que explorar en el campo de la transmisión de potencia. Y luego ves algo como una transmisión infinitamente variable construida a partir de poleas anidadas y te das cuenta de que siempre es posible mejorar.

Los motores eléctricos generalmente utilizados en robótica pueden ser extremadamente eficientes, a menudo superando el 90% de eficiencia a alta velocidad y bajo par. Dale una palmada a una caja de cambios fija tradicional o cambia la velocidad de entrada y se pierde la eficiencia. Transmisión infinitamente variable, como [Alexander Kernbaum]Inteligentemente llamado Inception Drive, permite que el motor mantenga la máxima eficiencia mientras cambia suavemente la relación de velocidad en un amplio rango.

El mecanismo es un poco reflexivo por completo, pero básicamente utiliza un par de poleas divididas con espaciado variable. El eje de entrada hace girar la polea interior de forma excéntrica, lo que efectivamente "mueve" una correa trapezoidal ancha alrededor de una polea exterior fija. Esto empuja la polea interior en proporción dependiendo de la separación de las mitades de la polea; la transmisión puede cambiar suavemente de avance a retroceso e incluso mantenerse en neutral. El video a continuación te ayudará a moverte por tu cabeza.

Hemos visto algunas transmisiones innovadoras aquí últimamente; algunos, como este engranaje de onda ajustada y este engranaje planetario, están listos para la impresión 3D. Parece que Inception Drive también podría imprimirse. Hackers, inicien sus impresoras y vean lo que puede hacer esta unidad.

Gracias por el consejo, [anfegori91].

  • Ciencia dice:

    Es un interesante híbrido de CVT y disco armónico.

    • Ostraco dice:

      ¿Se pregunta qué es la durabilidad?

      • SparkyGSX dice:

        Si lo entiendo correctamente, todavía es friccional, por lo que la potencia se limitaría para evitar el sobrecalentamiento. Además, si la relación de velocidad se acerca a cero, el par de salida se acercaría al infinito; muy pocos ejes pueden soportar un par infinito.

        Los accionamientos de servicio ya pueden proporcionar un frenado regenerativo de manera muy eficiente, suponiendo que haya suficiente capacidad de amortiguación para almacenar la energía, por lo que no creo que esto facilite los movimientos cíclicos. Además, con un control adecuado de flujo y velocidad, las unidades pueden ser seguras para la interacción humana; tener una CVT que desacelera un eje a bajas revoluciones por minuto para estar seguro proporcionaría un par enorme, volviéndolo peligroso nuevamente.

        No me malinterpretes, creo que es un concepto interesante que puede tener algunas aplicaciones legales, pero no creo que esos ejemplos lo sean. En cambio, un problema recurrente con los accionamientos eléctricos es el par máximo disponible a bajas RPM y las RPM máximas alcanzables a un voltaje de bus dado. Los motores BLDC, por ejemplo, tienen una curva de par casi plana, hasta el límite de velocidad de la tensión del bus. Con una CVT de este tipo, esta curva de par puede, en cambio, aproximarse a una curva de potencia constante, donde el par a bajas velocidades es muchas veces mayor, en gran parte limitado por la fuerza de la CVT.

        La pregunta entonces es, ¿qué tan fuertes y efectivos pueden realmente hacerlo?

        • Dax dice:

          El problema con un motor de transmisión directa VFD es que la producción de par de casi cero rpm es terriblemente ineficiente y, de la misma manera, el frenado regenerativo comienza a consumir energía en lugar de recolectarla, ya que se necesita energía para suministrar la excitación magnética para hacer que el motor funcione como un generador.

          La CVT evita esto mecánicamente al permitir que el motor gire a RPM constantes en la misma dirección durante todo el proceso, de modo que pueda mantener la eficiencia y en regeneración a medida que la transmisión lo invierte a RPM constantes, y luego cuando cambia la dirección de la carga. . no tienes que frenar.

        • Dax dice:

          > "Tener una CVT que desacelera un eje a bajas revoluciones por minuto para estar seguro proporcionaría un par de torsión enorme, lo que lo volvería peligroso nuevamente".

          Suponga que tiene un motor alternativo síncrono que se alimenta a una frecuencia constante. La cantidad de torque extraído por el motor depende de qué tan rápido cambie la relación de transmisión, es decir, qué tan rápido esté tratando de acelerar el mecanismo. El motor tiende a girar a una velocidad constante de RPM, por lo que usa el par solo cuando es necesario para lograr la nueva velocidad de salida que está tratando de realizar, que elige bajo su control. Si sus sensores detectan pares inseguros, puede reducir la velocidad, como si no tuviera un sensor de fuerza en su actuador, entonces el variador VFD se vuelve tan inseguro ya que aplicará cada vez más par para hacer que el acelerador también acelere. . .

    • Ryan Turner dice:

      Casi lo que pensaba. Como se muestra, parece tener un sistema operativo útil extremadamente estrecho, ya que la vibración limita la velocidad máxima, pero tampoco tiene suficiente rigidez a través de la correa para aplicaciones de baja velocidad.

  • iu dice:

    ¡esto es genial!

  • Dan dice:

    Eso es brillante, como señala al final del video, un robot solo necesita un gran motor en movimiento y un eje de potencia por miembro, luego la operación de cada articulación está determinada por un motor más pequeño que controla el IVT allí.

    • jwrm22 dice:

      Esto también se puede hacer mediante un diferencial. Como 2 entradas una salida, una impulsada por un motor pesado. el otro con un motor pequeño.

      • PKM dice:

        ¿El problema con ese modelo es que el motor pequeño tiene que producir tanto par como el grande para algunas conexiones? Hay diseños de "transmisión de engranajes infinitamente variables" que se reducen a dos motores en movimiento diferencial: se ve muy bien en un modelo con carga cero, pero tan pronto como intentas operarlo, el pequeño motor deja salir el humo mágico porque es sobrecargado.

        • drenehtsral dice:

          Bueno, se las han arreglado para ejecutar el esquema de dos motores y diferenciación para impulsar la gran cantidad de Toyota Prius que ves circulando por las carreteras, por lo que presumiblemente hay algunas configuraciones y aplicaciones para las que eso funciona.

          La esencia que obtuve de este artículo fue que no están diciendo que esto reemplazará todas las transmisiones, sino que dicen esto, si pueden hacerlo más difícil, habrá un mejor compromiso entre la eficiencia, la potencia máxima y el peso. aplicaciones (como en la muñeca de un brazo robótico en lugar de conducir un automóvil).

          • Dax dice:

            Hay tres motores en el prius, uno es el motor. Ambos motores eléctricos pueden aplicar par al diferencial cuando se requiere un par alto.

        • RobM dice:

          Si. Si bien una CVT adaptada en principio no es imposible de la misma manera que una máquina de movimiento perpetuo, es una buena apuesta por casi las mismas razones por las que cualquiera que afirme tener una se equivoca. Tuve que revelar uno, y exactamente como dijiste: en algunos aspectos, el "motor pequeño" tenía que producir más torque que el grande para mantener los engranajes en su lugar.

          Para ser justos, todavía no he mirado este ... pero tengo una buena idea de lo que mostraría un análisis en profundidad.

  • Olsen dice:

    Apuesto a que hay una mejor manera de hacerlo, pero la persona que se entera merece un premio noble.
    ¿Puedo obtener un Premio Nobel de Ingeniería Mecánica?

    • Eric Cherry dice:

      No estoy seguro. Pero quiero cambiar mi nombre a Nobel y entregar un premio.

      • Olsen dice:

        ¡Decir ah!

    • brucesertrat dice:

      Hay varias versiones de un mecanismo de polea tan variado en el libro de Gardner Hiscox '1800 Movimientos mecánicos, aparatos y aparatos' ... publicado originalmente en 1900 más o menos ...

      • Alguien dice:

        Este es un libro adecuado. Las cosas 1321-1325 son transmisiones de velocidad variable, pero no tienen la configuración anidada que es la nueva invención.

  • Antonio dice:

    Me recuerda al sistema de transmisión d-disk que es su variable

  • Martín dice:

    Me pregunto cuál es la eficacia de los propios engranajes. Los CVT basados ​​en fricción a menudo no son muy efectivos. Por lo tanto, aumentan principalmente la eficiencia general de un sistema de motor térmico (debido a los límites de rpm / par, pero los motores eléctricos tienen una potencia / par mucho más amplia que las rpm. Por lo tanto, la mayoría de los vehículos eléctricos no tienen una caja de cambios variable.

  • Marek Staněk dice:

    Es básicamente una brillante reinvención del cinturón CVT de Saab de la década de 1980.

    • Jim dice:

      Fue un poco antes de los 80, prueba los 50 -> https://en.wikipedia.org/wiki/DAF_600

      • Megol dice:

        Lo cual, por supuesto, no era la primera vez que se utilizaba esa técnica.

  • Raypope dice:

    Nuevamente la "invención" de la tecnología anterior.

    Dale un trofeo.

  • Chris Noore dice:

    que realmente parece un disco armónico variable, francamente.

    • Nuevo dice:

      Pero no es del todo porque roce, hasta donde yo sé, que los discos armónicos son más adecuados para fuerzas altas porque tienen engranajes reales que no cambian fácilmente. Anida de manera similar, pero no creo que sea un disco armonioso.

  • Gravis dice:

    Olvídate de los robots, ¡quiero ver cómo funciona eso en las bicicletas! 😉

    • me dice:

      No puedo creer que dure mucho.

    • ftkalcevic dice:

      Especialmente la espalda

  • Steven Gann dice:

    Tengo algunos conceptos erróneos comunes que realmente me devoran. El abuso de "inicio" es uno de ellos.

    Gracias a la película “Inception”, la gente tiene la triste idea de que un comienzo implica cosas anidadas en las cosas. Esto llevó a los yoes populares de "yo-aceptación". En la película, explican qué comienzo es bastante claro que se trata de plantar una idea en los sueños y recuerdos de alguien para que crea que fue primero su idea, que el comienzo de la idea estuvo dentro de ellos.

    Casualmente, este es un uso correcto del término basado en la definición del diccionario.

    Oye.

  • TheRegnirps. dice:

    Juro que esta es la camiseta que mi madre me compró para el séptimo grado en 1964 (aunque fue un gran paseo).

    • Mateo dice:

      Buen trabajo en la mezcla de colores con la alfombra.

      oh y gran paseo!

  • mchatain dice:

    ¿Por qué necesitaría CVT en robots cuando usa un motor eléctrico?
    Creo que me falta algo ...

  • Marcos dice:

    ¿Pero puede ser al revés?

  • fm` dice:

    Este récord será difícil de equilibrar. El cambio de la relación de velocidad afecta la forma de la correa y cuánto de la correa se mueve excéntricamente.

    Quizás el accionamiento pueda verse duplicado por los movimientos excéntricos de 180 grados defectuosos. Similar a algunas cajas de cambios cicloides.

  • Peter Liwyj dice:

    "Grok ..." Lo tengo. Quiero volver a visitar mi CVT dental completo ahora que he diseñado y construido algunas impresoras 3D.

Óscar Soto
Óscar Soto

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