Harmonic Drive usa mecanismo compatível para reduzir o peso

Jun 14, 2023

[Levi Janssen] tem um segredo: ele não gosta de impulsos harmônicos. Mas, em vez de abandonar completamente a transmissão com amplificação de torque, ele decidiu tentar melhorá-la usando mecanismos compatíveis impressos em 3D.

Para os não iniciados, os acionamentos harmônicos, também conhecidos como engrenagens de ondas de deformação, são caixas de engrenagens compactas e de alto torque que se tornaram populares entre os fabricantes de “cães robóticos” e outros roboticistas. A ideia é ter um anel externo rígido com dentes internos aninhado em torno de um copo flexível com dentes externos. Um gerador de ondas gira dentro do copo interno, esticando-o para que ele se encaixe no anel externo. As duas engrenagens diferem apenas por alguns dentes, o que significa que podem ser alcançadas relações de transmissão muito altas, o que as torna excelentes para as articulações das pernas do robô.

O problema de [Levi] com o acionamento harmônico é que, devido à profundidade do copo estriado flexível, a compacidade não está entre suas virtudes. Sua ideia é acoplar o flex spline à saída do drive por meio de uma mola plana, que permite a flexão conforme o gerador de ondas gira, mas transmite o torque com eficiência. Todo o protótipo é impresso em 3D, exceto os rolamentos do gerador de ondas e o motor de passo, e colocado à prova.

Como mostra o vídeo abaixo, após a excelente introdução aos drives harmônicos, o conceito funciona, mas tem suas limitações. Mesmo com pouca carga, a unidade emitiu alguns sons desagradáveis ​​​​de trituração quando as molas PLA cederam. Poderíamos facilmente ver isso sendo substituído por, digamos, uma mola de aço, usinada ou cortada em uma máquina a jato de água. Isso pode resolver o problema mais óbvio e tornar realidade o sonho de [Levi] de um drive harmônico compacto. É claro que já vimos engrenagens de onda de deformação bastante compactas antes.

Obrigado a [BaldPower] pela dica.