Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Содержание

как устроены автомобильные коробки передач — Mafin Media

Ко всем статьям

Разобравшись с устройством двигателя, можно смело переходить к его «паре». Ведь двигатель создает мощность, но именно через коробку передач эта мощность начинает путь к колесам авто. Об основных типах «коробок» и их устройстве — в материале Mafin Media.

Различают по ступеням. А точнее — по их наличию

Любая КПП (коробка переключения передач) — это трансмиссия (от англ. transmission — передача), то есть механизм, преобразующий крутящий момент таким образом, чтобы в конечном счете вращать колеса автомобиля. Крутящий момент простыми словами — сила, с которой вращается коленвал двигателя.

Вопреки распространенному суждению, коробки переключения передач делятся не на «механику» и «автомат» (что отчасти верно, но весьма условно), а на ступенчатые и бесступенчатые.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Самые популярные как раз ступенчатые: это и механическая КПП, и гидромеханический автомат, и «робот», чаще всего устанавливаемые на легковые авто. Также известны, но менее популярны бесступенчатые вариаторы, знакомые любителям скутеров и квадроциклов.

Механическая коробка передач (MT/МКПП)

Самый простой и бюджетный тип трансмиссионного устройства — механическая коробка — представляет из себя набор валов (продолговатых металлических цилиндров или трубок) с нанизанными на них шестернями. Шестерня — это зубчатое колесо, передающее движение. В каждой «механике» (прозванной так за рычаг коробки и педаль сцепления, которыми нужно орудовать самостоятельно, совершая механические движения) есть несколько разных шестеренок. Именно они и есть та самая передача, которая транслирует крутящий момент с двигателя на колеса.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Соотношение разных шестерен на разных валах позволяет выбирать разные скорости, причем не только фигурально («передача» и «скорость» — синонимы), но и буквально: каждая передача рассчитана на движение в определенном скоростном диапазоне. Проще говоря, гражданскому авто на «первой» до 100 км/ч не разогнаться.

Для того чтобы передачу можно было сменить, используется сцепление — «головная боль» начинающих водителей. Двигатель и коробка соединяются диском сцепления, который получает мощность от маховика двигателя и передает ее на коробку передач. Диски необходимо соединять и разъединять вручную — а чаще «вножную». Когда водитель нажимает на педаль, он преодолевает сопротивление пружины «корзины» сцепления, отвечающей за соединение и разъединение маховика и диска сцепления.

Гидромеханический автомат (AT/АКПП)

Еще лет 30 назад автомобиль с двумя педалями вместо трех был заветной мечтой многих горожан.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews Гидромеханический автомат подразумевает отсутствие жесткого сцепления между коробкой и двигателем. Появились такие коробки передач позже ручных собратьев: ближе к середине XX века своего первенца представила General Motors.

Гидромеханической трансмиссию называют потому, что переключение передач происходит за счет течения рабочей жидкости внутри механизма. За это отвечает гидротрансформатор — в просторечии «бублик».

Он соединен с двигателем и содержит два лопастных колеса. Благодаря движению через них масла лопастные колеса передают мощность двигателя в АКПП. Поскольку гидротрансформатор забирает часть мощности мотора для раскрутки лопастных колес, динамика и экономичность падают. Однако многие предпочтут потерять пару литров и секунд, но не утомляться ручными переключениями.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews Первым серийным авто с относительно надежной и долговечной АКПП считается Oldsmobile Series 60 — автомат как опция стал доступен для авто с 1940 модельного года.

Робот (РКПП)

Роботизированная коробка передач названа так потому, что представляет собой электронно управляемую МКПП, где комплекс механизмов и процессоров, которые условно можно назвать роботом, выполняет за водителя работу по переключению. Эти коробки появились лишь в конце XX века.

Первоначально РКПП имели одно сцепление, как и обычная «механика», были дешевле традиционного автомата, обеспечивали меньшую потерю мощности и ставились на машины попроще, например Ford Fusion, Peugeot 107, Opel Corsa и т. д. Переключения выполняли специальные механизмы — сервоприводы.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews Жесткие, рваные и медленные переключения вкупе с быстрым износом сцепления свели их популярность на нет и передали планку современным собратьям — роботам с двумя сцеплениями.

Большинство из них известно поименно: это Direct Shift Gearbox от VAG (Volkswagen Audi Group), Dual Clutch Transmission от Hyundai/Kia, PowerShift от Ford и т. д. Их главная особенность — наличие двух независимых сцеплений: пока одна передача ведет автомобиль, другая уже включена и ожидает своего соединения с мотором. Это существенно усложняет конструкцию узла, но позволяет избегать задержек и рывков при переключении. Более того, робот с двумя сцеплениями (а иногда даже и с одним) по способности экономить топливо легко потягается с традиционной механикой!

Бесступенчатые трансмиссии (CVT)

Наиболее популярная бесступенчатая трансмиссия в автомобилестроении — вариатор, или CVT (Continuously Variable Transmission — в пер.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

 с англ. «постоянно изменяющаяся передача»). В отличие от коробок, рассмотренных ранее, фиксированных передач у вариатора нет. Для транслирования мощности от мотора к колесам используется ремень (или цепь), который вращается между двумя шкивами, то есть колесами с выемками-желобами, предназначенными для «надевания» этого ремня. Один из шкивов приводится в движение мотором и потому называется ведущим, а другой — ведомым.

В зависимости от скорости диаметр шкивов меняется и передаточные числа меняются планомерно, без переключений, свойственных ступенчатым коробкам:

Первым серийным автомобилем с вариатором считается DAF 600, которому недавно исполнилось 60 лет.

Какая коробка передач лучше: робот или традиционный «автомат»

Роботизированные коробки передач – удобный и дешевый способ наделить бюджетную модель автоматической трансмиссией.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews Однако, различия между от классической АКП не только в цене, но и кое в чем другом. Стоит ли «робот» своих преимуществ на фоне тех минусов?

То, что мы называем роботизированной или автоматизированной трансмиссией, на самом деле является обычной механической коробкой с пристроенными к ней электроприводами, которые вместо водителя двигают тяги кулисы и выжимают сцепление. Руководит этими приводами электронный блок, который учитывает несколько факторов, и задача которого – переключить передачу вовремя и как можно быстрее.

Роботизированная автоматическая трансмиссия – это обычная “механика”, к которой приладили сервоприводы, движущие рычаги кулисы и сцепление вместо водителя.

Этот тип трансмиссии конструкторы изобрели не так давно, примерно полтора десятка лет назад, но за это время «роботы» успели заметно усовершенствоваться: стали более проворными и надежными. Стоит такая трансмиссия несравнимо дешевле и гидромеханической АКП, и бесступенчатого вариатора.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Поэтому и получает распространение, причем не только на бюджетных компактных моделях, а также на кроссоверах.

Читайте также: Коробка передач: робот, автомат или механика – в чем разница

Однако, определенная часть автомобилистов роботизированные коробки откровенно не любит. А есть ли за что?

Динамика. Первая проблема, за которую упрекают работов их критики – это задержки при разгоне. Робот «задумывается» на каждой передаче и при кик-дауне, и при обычном ускорении. Это приходится учитывать при обгонах, а толчки и зависания замечают даже пассажиры. На фоне «работа» классическая АКП кажется просто образцом динамики и комфортабельности – хотя как известно, сама не без греха.

Экономичность. Правильный “робот” может обеспечивать экономичность даже лучше обычной механики. Ведь руководит процессом подбора передач и их переключением компьютер, а усложняющих факторов, повышающих аппетит, в виде гидротрансформатора или гидромуфты, нет.

И роботизированная МКП, и гидромеханическая АКП имеют режим ручного переключения.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews Это удобно для торможений двигателем и движения на подъем под нагрузкой.

Движение в пробках. Есть определенная разница в поведении двух автоматических трансмиссий в условиях напряженного городского трафика.

Читайте также: Как отремонтировать шину в дороге своими руками

Для робота является нежелательным режим, когда машина подолгу тянется на небольшой скорости. Поскольку фактически это происходит при полунажатом сцеплении, его диски будут ускоренно изнашиваться – так “на работе” лучше не ползти, а стоять на месте до тех пор, пока впереди не освободится отрезок пути, который можно преодолеть быстрой короткой «перебежкой». Классический автомат такие условия не считает проблемой, поскольку у него вместо сцепления – потоки смазки между двумя роторами.

Движение в тяжелых условиях. Поскольку за процесс соединения трансмиссии соответствует обычное двухдисковое сцепление (хотя и с приаттаченным сбоку электроприводом), робот, как и классическая АКП, не боится выезжать на бордюр.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews Не считает он за особую проблему и движение по плохим грунтовкам, и буксование. Правда, «раскачаться», засев в грязи или снегу, на «работе» будет непросто. Словом, осложненные условия движения роботизированная коробка и АКП переживают примерно одинаково, хотя навыки управления в таких ситуациях нужны разные.

Ремонт АКП с гидротрансформатором (на фото) доступен только профессионалам высокого класса. С заменой навесных блоков «робота» справится простой механик.

Долговечность. По сравнению с гидромеханической АКП роботизированная коробка устроена проще, поэтому ремонтировать ее значительно дешевле. По поводу ресурсов, то в обоих случаях он во многом зависит от стиля езды, а также от модели и производителя. В целом долговечность примерно одинакова: если в классическом “автомате” чаще всего подгорают фрикционы, то у «роботов» прежде всего отказывает сервопривод переключений, а также – сцепление.

Цена. Роботизированная “механика” значительно дешевле гидромеханической АКП, и это заметно по ценникам в автосалонах, особенно когда речь идет о бюджетных моделях.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Больше информации о недостатках и плюсах разных коробок передач можно найти тут.

Рекомендация Авто24

К сожалению, автопроизводители часто не оставляют нам выбора, и некоторые новые модели предлагаются исключительно или с роботом, или с “механикой”. Если у вас нет особых драйверских амбиций, то можете смело выбирать роботизированную трансмиссию: на большинстве моделей она довольно живучая, надежная и честно делает свое дело. Ну а если вам не нравится мечтательность «робототехники» и сомнительная долговечность вариатора CVT, то советуем искать классический гидромеханический “автомат”. На новых машинах такую ​​коробку можно найти среди моделей, которые выпускаются давно, или в каталогах брендов, так сказать, второго порядка, которые не спешат за технической модой и используют проверенные технологии недалекого прошлого.

Читайте также: Готовим автомобиль к езде по ямам: как ездить по плохим дорогам

Что делать, чтобы роботизированная коробка передач не ломалась

Что может сломаться в «роботе» 

Самый пугающий (но на самом деле самый безобидный) симптом проявляется в следующем: «мозги» коробки в какой-то момент перестают распознавать положение селектора или не разрешают включить Drive или Reverse, а в некоторых случаях — даже завести мотор.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews В режим самозащиты «робот» может перейти либо при перегреве, либо при сбоях в работе датчиков. Сильный перегрев, кстати, их и «пере­кашивает», делая проблему регулярной.

«Робот» с одним диском, несмотря на простоту конструкции, не может похвастаться огромным ресурсом. Если сама коробка обычно служит долго, то сцепление изнашивается быстрее, чем у опытного водителя, ездящего на «механике» — порой уже через 20–30 тыс. км. Нередки и отказы его серво­привода, которому требуется немалое усилие для размыкания дисков.

Тонким местом преселективных коробок тоже оказались сцепления. Их износ — самая распро­странённая неисправ­ность трансмиссий этого типа. Традици­онные «сухие» диски сцепления, нормально работающие в паре с МКПП, при быстрых и частых пере­ключениях «робота» склонны к перегреву и, как следствие, быстрому износу и деформации, поэтому их применяют только там, где нагрузки на коробку относительно невелики. С мощными моторами или на тяжёлых машинах приходится использовать много­дисковые сцепления, работающие в специальном масле, которое их охлаждает.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews И всё равно для узла «сухих» сцеплений в пресе­лективной коробке неплохим ресурсом считаются 60–70 тыс. км, «мокрые» могут прослужить вдвое дольше, но их обслужи­вание и замена обходятся значительно дороже. Верные признаки износа сцеплений — толчки при пере­ключениях, вибрации при старте автомобиля с места.

Чтобы коробка переключалась плавно, а сцепления служили долго, требуется очень точная и согласованная работа систем управления сцепле­ниями и сменой передач. Если заведующий этим мехатронный блок настроен недостаточно тонко и неточно исполняет команды электронной программы управления, то коробка начинает методично убивать сама себя.

Именно мехатроника — самая капризная часть «робота». Этот блок, совмещающий в себе электронные и гидравли­ческие части для приводных механизмов, работает в довольно сложных условиях — ему приходится с большой частотой выполнять разные команды, выдер­живать большое давление рабочей жидкости (она отличается от масла, залитого в саму коробку), подстраивать свои режимы под текущие условия езды, режимы и фактический износ сцеплений.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews В общем, сбои, перегревы, отклонения в работе управляющих соленоидов, загряз­нение масляных каналов, подтёки и даже трещины в корпусе мехатронного блока — список возможных проблем довольно обширен.

Самые редкие, но тоже больно бьющие по карману неисправ­ности связаны с механической частью коробки. Износ валов, шестерёнок, вилок пере­ключения, подшип­ников и прочих деталей редуктора (всё это проявляется специфи­ческим шумом или заминками в пере­ключениях передач) лечится, как правило, только капитальным ремонтом «робота». Либо его полной заменой.

Впрочем, не всё так драматично. Инженеры постоянно работают над повышением надёжности «роботов» с двумя сцеплениями. Если правильно эксплу­атировать и обслуживать, то сегодня даже «сухая» конструкция способна без каких-либо проблем и дорого­стоящих замен пройти 150–200 тысяч пробега.

Выбираем коробку передач — автомат, робот или вариатор — что лучше, советы бывалых.

Выбираем коробку передач — автомат, робот или вариатор — что лучше, советы бывалых.

Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

У этого поста — 4 комментария.

Содержание статьи:

Одним из главных факторов при покупке автомобиля, является его коробка передач. Какая она в нём – автомат или вариатор? И некоторые из нас начинают путаться, решая, что же будет лучше – «автомат», «робот», а может быть «вариатор». Поэтому расскажем немного о каждом из этих видов трансмиссии. Для неподготовленных покупателей эта информация будет крайне полезна.

Сразу стоит уточнить, что «автомат» — самый лучший вариант. Поэтому, если есть возможность, советуем приобрести именно его. «Вариаторы» и «роботы» стали распространяться сравнительно недавно, поэтому пока что не известно об их «подводных камнях», хотя главные недостатки уже знают многие. Озвучим эти недостатки и выделим также все главные достоинства роботизированных трансмиссий.

Достоинства коробки типа «робот»:

Относительно малый расход топлива и недорогая цена и обслуживание самой трансмиссии.Что лучше робот или автомат коробка передач: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Недостатки:

Не очень хорошая плавность переключения и маленькая скорость переключений.

Как устроен «робот».

Самая известная и качественная роботизированная трансмиссия установлена на автомобилях BMW серии M. Её название – SMG, что означает Sequental M Gearbox. Трансмиссия представляет собой механическую 6-ступенчатую коробку передач, где за отключение сцепления и переключения скоростей отвечает электронная управляемая гидравлика. Скорость переключения передачи молниеносная, она равна всего 0,08 сек.

Но есть и другие методы, как сделать из механической коробки передач «робота». Один из самых известных применяется в Mercedes-Benz A-класса. Суть его в том, что на механическую трансмиссию устанавливается электрогидравлический привод сцепления. Водитель переключает скорости так же, как и на автомобиле с обычной механической трансмиссией, но при этом педали всего две. Сцепления нет, потому как электропривод сам следит за тем, где находится педаль газа и рычаг КП, и сам когда надо отключает сцепление. Чтобы не было сильных рывков при переключении, а также, чтобы автомобиль не заглох, электроника берёт во внимание цифры на датчиках двигателя и ABS.

Другой способ получить «робота» — поставить вместо гидронасосов шаговые электродвигатели. Такое используется на автомобилях Opel и Ford. Но на практике этот способ плохо оправдал себя, несмотря даже на свою относительную дешевизну. После такой замены стали происходить сильные рывки, а скорости начали переключаться с довольно ощутимым опозданием. Правда, аналогичным методом воспользовались и японцы, поставив электроприводы на Toyota Corolla, и у них обошлось без подобных недостатков. Скорости переключаются и быстро, и плавно.

Бесступенчатая трансмиссия или «вариатор».

Здесь всё в точности наоборот. То, с чем были связаны основные недостатки «робота», в бесступенчатой трансмиссии напротив – главные преимущества. Это в частности, хорошая плавность и высокая скорость переключения. Основной же недостаток – высокая стоимость трансмиссии и её обслуживания.

Устройство вариатора.

Основателями такого вида трансмиссии были сотрудники фирмы DAF (Нидерланды). Основной принцип работы прост и доступен. Крутящий момент достигается с помощью резинового ремня, который находится на перемещающихся дисках. Те, в свою очередь, образуют шкивы временной передачи. Есть два вида дисков: ведущие и ведомые. Когда первые раздвигаются, а последние сдвигаются, момент «на выходе» становится меньше. В наши дни вместо кожаного ремня ставится либо наборной ремень из стали, либо большая стальная цепь. Главный минус таких коробок передач – это отсутствие задней скорости и «нейтралки». Но производители трансмиссий находят выход из этого, используя разные способы.

Автоматическая трансмиссия или «автомат»:

Стандартная автоматическая коробка передач включает в себя два главных компонента. Один из них – гидротрансформатор, который служит в качестве маховика. Другой – планетарная коробка передач. Между прочим, всё оснащение автоматических трансмиссий за годы их существования не так уж сильно и поменялось. Единственное, что можно отметить – это возросшее число передач. На Vauxhall Victor их было две, а на Lexus LS460 их уже восемь.

Зато сильно изменились системы управления. В самом начале, когда только придумали «автоматы», скорости переключались с помощью небольшого выключателя, который нужно было двигать вверх и вниз. Позже коробки передач стали делать всё это сами. А ещё позже появилась возможность подстраивать трансмиссию под каждого конкретного водителя. В зависимости от того, как он предпочитает ездить, можно стало выбирать один из нескольких режимов. Для лихачей лучшим вариантом будет режим «спорт», для любителей спокойной езды – «комфорт». Такие «умные автоматы» называются адаптивными.

Плюсы:

Высокая плавность и скорость переключения.

Минусы:

Большой расход топлива и высокая цена эксплуатации и самой трансмиссии.

Другие похожие статьи:

Чем отличается робот от автомата – разница в эксплуатации коробок

Количество разновидностей автоматических коробок передач постоянно растет. Еще не так давно знали просто о существовании АКПП — стандартного варианта автомата с привычным гидротрансформатором. Чуть позже на машины стали активно ставить бесступенчатые вариаторы, а не так давно популярность получили роботизированные коробки. Сегодня мы рассмотрим, чем отличается робот от автомата в техническом и эксплуатационном плане, а также какие есть плюсы и минусы у данных технологий. Сравнение двух разных типов коробок часто помогает получить ценные данные для покупки различных машин.

В зависимости от ваших предпочтений по коробке передач можно внести ясность в выборе модели при покупке авто на рынке нового транспорта. Потому к сравнению технологий в коробках следует отнестись с пониманием дела. Лучше всего протестировать машины с разными технологиями, чтобы иметь понятие о возможностях и особенностях их эксплуатации.

Технические отличия робота от стандартного автомата

В техническом плане эти типы коробок передач совершенно разные. АКПП — это конструкция с гидротрансформатором, а также электроникой для управления поведением автомобиля. Гидротрансформатор играет главную роль в этом комплекте устройств, выполняя переключения передач в зависимости от оборотов. Такая особенности позволяет стабильно эксплуатировать машину и ожидать ее определенной реакции.

Роботизированная коробка передач по своей природе является механикой, потому обладает рядом специфических преимуществ механической КПП. Коробка более эластична, обладает вполне примечательным набором различных функций и предоставляет экономичную поездку. Главные отличия робота от стандартной автоматической коробки состоят в следующем:

  • принцип работы надежной механической коробки передач, простота основной конструкции;
  • наличие большого количества электроники, которая управляет сцеплением и переключением;
  • возможности активного изменения типа конструкции, что используют все мировые производители;
  • экономия топлива из-за отсутствия перегазовки и возможностей раннего переключения передач;
  • возможность быстрого изменения настроек работы роботизированной коробки, придания характера;
  • технологичность и современность конструкции, высокая надежность качественно выполненных агрегатов.

У конструкции стандартной АКПП также есть определенные плюсы. Такая коробка более надежная, она не ломается и не требует дорогостоящего ремонта электроники. Конечно, гидротрансформатор является далеко не самым надежным технологическим узлом в машине, но при правильной эксплуатации он оказывается долговечным и служит не меньше двигателя.

Все эти особенности предполагают наличие собственного характера у машины с обычным автоматом и с роботизированной коробкой. Действительно, разница в конструкции не является единственным отличием этих двух узлов. Эксплуатируются коробки также с индивидуальными особенностями и создают определенные ощущения при разных режимах поездки.

Особенности практической эксплуатации робота и стандартной АКПП

Роботизированная коробка в эксплуатации не требует никаких особенностей. Сегодня фирменные роботы есть у многих уважающих себя концернов, и часто производители дают индивидуальные рекомендации по использованию узлов. К примеру, DSG-роботы от компании Volkswagen рекомендуется использовать на пониженных оборотах, не применяя режим Sport.

Роботизированные коробки PowerShift от Ford могут работать лучше всего в среднем диапазоне оборотов, повышая не только эластичность реакций машины, но и расход топлива. Автоматическая коробка передач, выполненная по стандартному образцу может выполнять самые разные задачи и работать в различных условиях. Специфика использования такого узла следующая:

  • не стоит слишком резко набирать обороты — это приведет к повышенным нагрузка на АКПП;
  • следует избегать буксировки других автомобилей и тяжелых прицепов — работа коробки настроена на вес машины;
  • при отсутствии нормального обслуживания придется вскоре менять целые узлы агрегата и прибегнуть к дорогому ремонту;
  • неисправности гидротрансформатора часто не зависят от эксплуатации — они возникают порой неожиданно;
  • работа агрегата достаточно стабильная, он часто с опозданием реагирует на нажатие педали газа;
  • нередко в системах автоматов предусмотрена возможность Kick-Down — экстренного сброса скорости на пониженную для быстрого разгона.

Учитывая достаточно чопорную работу автоматической коробки передач, система бывает достаточно надоедливой и недостаточно динамичной. Характер машины с одним и тем самым двигателем на механической коробки и с традиционной АКПП совершенно поменяется. Часто покупатели таких машин искренне удивляются вялой и не слишком динамичной поездке на очень мощных и объемистых двигателях.

Тем не менее, автоматическая коробка стандартного традиционного типа сохраняет силовой агрегат от чрезмерного износа, потому двигатели с автоматами нередко ходят намного дольше, чем с механической коробкой или вариатором. Но АКПП стоит дороже, потому ее все чаще можно увидеть в конструкции дорогого элитного автомобиля, а не в комплектации бюджетного транспорта. О плюсах и минусах различных типов коробок передач смотрите следующее видео:

Подводим итоги

Использование автоматических коробок передач становится все более актуальным в наше время, ведь этот удобный элемент позволяет больше внимания уделять дороге и получать максимум информации об окружающей обстановке. Также АКПП любого типа удобны в пробках, где на ручной коробке приходится постоянно переключаться. Но современная индустрия производства предпочитает более доступные узлы, такие как роботизированная коробка передач или вариатор.

Робот обходится производителю дешевле традиционного автомата, а в эксплуатации до 200 тысяч километром во многом показывает себя гораздо лучше конкурентов. Потому популярность этого типа КПП настолько возросла в последнее время. Есть ли у вас определенные предпочтения по поводу использования того или иного типа автоматических коробок передач?

Автомат, робот или вариатор. Какую коробку передач выбрать? | Об автомобилях | Авто

Обычно под одним словом «автомат» понимают один из трёх наиболее популярных видов трансмиссии: классическую АКПП, роботизированную или вариаторную. Сказать определённо, какая коробка лучше, нельзя, иначе производители не придумывали бы разные конструкции. Выбор зависит от личных предпочтений и целей автомобилиста. Разберемся, в чём отличия.

Классика

Самым старым из типов автоматической трансмиссии является так называемый классический автомат, который Cadillac стал использовать ещё в 30-х годах прошлого века. Роль сцепления, которое соединяет мотор с коробкой передач, выполняет гидротрансформатор. Долгое время автоматы были четырёхступенчатыми, и только в последние годы современные машины стали комплектовать восьми- и девятидиапазонными коробками.

Плюсами классической гидромеханической АКПП является достаточно плавное переключение передач и высокая надёжность по сравнению с другими трансмиссиями. Конечно, не считая старую добрую механику — по этому показателю её простая конструкция вне конкуренции. Автоматы без вмешательства техников спокойно проживают в среднем 150–200 тысяч километров. Хотя по ресурсу агрегаты от разных производителей могут существенно отличаться. В большинстве случаев проблемы можно решить ремонтом конкретной детали в механической части КПП. В целом же, гидромеханический автомат — дорогой узел.

К созданию других коробок инженеров подтолкнули недостатки классических АКПП. Они вызывают повышенный аппетит и не могут похвастаться головокружительной динамикой. Хотя с развитием сложных конструкций и технологий разница всё менее существенна, тем не менее при прочих равных она есть.

Быстрый и сложный

Решить проблемы автомата была призвана роботизированная трансмиссия. Если не вдаваться в подробности, робот — это конструктивно та же механика, только с автоматизированным сцеплением и переключением передач. Из-за упрощённого механизма такие коробки легче и занимают меньше места, что позволило устанавливать их даже на малолитражки вроде Fiat 500 или Opel Corsa. Важный плюс — автомобили с роботами реже заезжают на заправку.

Однако простые роботы с одним сцеплением на недорогих машинах имеют раздражающий эффект — постоянные задержки, толчки и рывки при переключениях, что особенно мешает в пробках. Неприятную особенность конструкции инженеры со временем решили, создав преселективный робот. Самый известный — DSG от концерна Volkswagen. По сути, это две коробки с двумя сцеплениями. Одна включает чётные передачи, другая — нечётные. В результате удалось добиться очень быстрого и точного переключения передач без разрыва мощности, не создавая никакого дискомфорта водителю.

В сложных роботизированных коробках спорткаров, таких как Ferrari или Lamborghini, переход на высшую ступень происходит за сотые (!) доли секунды. Многие производители указывают время разгона до сотни на автомобилях с продвинутым роботом даже меньше, чем с механикой. Просто человек никак не сможет опередить эту совершенную технику.

Удобство, динамика, экономичность — прекрасное сочетание. Неспроста именно преселективные роботы на данный момент считаются самым оптимальным видом автоматической трансмиссии. Однако у них есть ощутимый минус, с которым многие водители не могут смириться. Сложная конструкция делает практически любой ремонт коробки дорогостоящим занятием. Да и надёжность роботов у многих марок вызывает вопросы.

Без ступеней

Вариаторы — вообще отдельное направление. По большому счёту, это и не коробка передач, потому что в трансмиссии передач нет вовсе. Не будем вдаваться в подробности про изменение передаточных чисел благодаря вращению ремня по шкивам. Скажем лишь, что особенная конструкции позволяет автомобилю непрерывно передавать крутящий момент на колёса, а потому предельно плавно набирать скорость. Никаких рывков и толчков. Впрочем, у медали есть обратная сторона. При динамичном разгоне мотор «зависает» на определённых оборотах, что создаёт эффект троллейбуса. Двигатель шумно и монотонно гудит. Со временем этот недостаток разные производители устраняют. Современные бесступенчатые трансмиссии умеют так ловко имитировать работу классического автомата, что обыватель и не разберётся. Но это исключительно вопрос акустического комфорта.

Несомненным плюсом машин с вариатором можно назвать топливную экономичность. В паспортных данных расход «горючки» зачастую указывают ниже, чем на таких же автомобилях с механикой. Но, к сожалению, вариаторы достаточно капризны. Их нельзя перегревать и перегружать высокой мощностью, они не работают на пиковых нагрузках и не выносят долгой пробуксовки в снегу или грязи. Поэтому такие трансмиссии не встретишь на грузовиках или спорткарах. Вдобавок вариаторы требуют бережливого обслуживания, в том числе частой замены хорошего масла. Зачастую они непригодны для ремонта, и по истечении срока службы — примерно 150 тысяч километров — вариатор меняют. А это недёшево из-за сложной конструкции.

Смотрите также:

Чем робот отличается от автомата

Современные автомобили оборудуются разными типами коробок передач и потребителю особенно при покупке своей первой машины бывает тяжело сделать правильный выбор среди этого разнообразия трансмиссий.

Поэтому в этой статье попробуем понять, чем отличается коробка автомат от робота или вариаторной трансмиссии, именно этот вопрос волнует многих будущих автовладельцев.

Отличие робота от автомата

Коробка автомат. Как вы знаете, в состав автоматической коробки передач входят два основных узла — это гидротрансформатор и редуктор. Гидротрансформатор обеспечивает плавное и безрывковое переключение передач, по сути, он работает вместо сцепления, которое есть на машинах с механической коробкой передач.

Редуктор автомата состоит из определённого набора шестерёнок и пакетов фрикционных дисков, они находятся в зацеплении и образуют несколько ступеней: 4, 5, 6 и даже 8,9.

Из-за особенностей конструкции, автоматическая коробка передач исходя от оборотов мотора и нагнетания масляного давления сама переключает ступени (скорости), без вмешательства водителя. Благодаря такому переключению скоростей, электроника используется по минимуму — такая система использовалась ранее(в полностью гидравлических АКПП, автомобилях выпущенных перимущественно до 2000 года). В современных Автоматических коробках передач, самые передовые технологии работают для повышени эффективности и увеличения комфорта владельцев автомобилей(ЭБУ АКПП И Двигателя тесно связаны между собой. Работа Коробки Передач, теперь напрамую зависит не только от оборотов двигателя, но и от сигналов полученных от педали газа или тормоза, датчиков температуры масла АКПП или охлаждающей жидкости ДВС, сигналов системы ABS. Электронные компоненты играют всё более важную роль в работе Автоматический Коробки Передач. Это позволяет максимально снизить расход топлива и выполнять переключения передач менее заметными для водителя, а при необходимости ускорения — перейти на необходимую передачу намного быстрее, чем на полностью гидравлических коробках. Но и здесь есть свои минусы: увеличение электронных компонентов влечет и большие затраты при ремонте АКПП — к примеру на современных автомобилях некоторых производителей очень часто выходит из строя электронная плата управления АКПП, замена или ремонт которой естественно увеличивает затраты на ремонт АКПП.

КПП робот что это? Если сказать просто, то на механическую коробку передач поставили блок управления, который состоит из гидропривода и сервопривода (электронный узел). Вот этот блок, без вмешательства человека, заведуют сцеплением и переключением передач.

Принцип работы робота как у механики, только всё происходит автоматически — гидравлика с электронным управлением всё сделает сама. К роботам можно так-же отнести и современные коробки с сухим или мокрым сцеплением — (DSG у VAG группы, PowerShift у Ford, Speedshift DCT от Mercedes-Benz и многие другие)

Вариаторная коробка передач или Вариатор(CVT). Этот тип трансмисии стал широко популярен среди всех крупных автомобильных концернов как Азиатских так и Европейских. Работа Вариаторной(CVT) трансмиссии принципиально отличается от работы Автоматической или Роботизированной коробки переключения передач. В ней используется ременная(ремень состоит из секторов закрепленных специальной лентой, выполненный из металла) или цепная передача. Ремень или цепь работает между ведущим и ведомым шкивом, а изменение передаточного отношения происходит за счет увеличения или уменьшения радиуса по которому работает цепь или ремень — это можно сравнить с работой шестеренок на спортивном велосипеде: когда вы выбираете переднюю(которая непосредственно установлена на валу с педалями) шестеренку меньшего диаметра, а задняя шестерня(которая на заднем колесе велосипеда) выбрана большего диаметра, то для движения по дороге нужно большее количество оборотов передней шестеренки, но при этом усилие для вращения нужно совсем небольшое(это сравнимо с 1й передачаей на автоматической или механической коробке), и постепенно разгоняясь, можно изменять передаточное отношение меняя переднюю шестерню на больший диаметр, а заднюю на меньший — так увеличится скорость и при этом уменьшатся обороты для поддержания этой скорости.В вариаторах это произходит очень плавно, поэтому эту коробку называют безступенчатой. В вариаторных трансмиссиях присутвует и гидротрансформатор, который выполняет функцию как и в АКПП передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Но есть и исключения — в некоторых случаях вариатор устанавливается и без гидротрансформатора(в таких случаях передача крутящего момента происходит за счет шлицевого соединения — вал из вариатора вставляется в шлицы на маховике ДВС). По последним тенденциям производители Вариаторов вообще хотят отказаться от использования гидротрансформаторов, это позволит снизить потери мощьности и увеличить топливную экономичность!

Плюсы и минусы автомата, робота и вариатора

Чтобы лучше понять, чем отличается автоматическая коробка передач от роботизированной, давайте рассмотрим их эксплуатационные характеристики.

1. АКПП значительно снизила нагрузку на водителя при управлении автомобилем, особенно это заметно при движении в городских условиях. Современные автоматические коробки передач (адаптивные) способны даже подстраиваться под каждого водителя, под его стиль езды. Также, автомату свойственно мягкое и незаметное переключение скоростей.

Есть у автоматической коробки передач и минусы — это повышенный расход топлива, особенно в городе, увеличение времени разгона(отбор некоторого количества мощности ДВС для работы АКПП).

2. Робот относится к механике, значит обслуживание и ремонт будет дешевле, чем у автомата. Но это только на коробках с обычным приводом сцепления и переключением передач, а таких автомобилей всё меньше — их вытесняют с рынка современные и более эффективные двух дисковые роботы с сухим или мокрым сцеплением, а ремонт таких коробок на порядок дороже чем АКПП или Вариатора. Расход топлива у автомобиля с коробкой роботом(как классическим так и современным) приравнивается к МКПП, а в условиях города даже ниже, что не может не радовать.

Роботы передают крутящий момент от мотора к колёсам автомобиля без существенных потерь, чего не скажешь об автомате. Большой плюс роботизированной коробки в том, что она поддерживает ручное переключение скоростей, чего нет у многих автоматов.А современные роботизированные коробки имеют самые лучшие показатели по скорости переключения передач.

В чем разница между роботизированной коробкой передач и автоматической коробкой передач? Робот или автомат: какая коробка лучше.

Современные автомобили оснащены коробками передач разного типа и потребителю, особенно при покупке своего первого автомобиля, может быть сложно сделать правильный выбор среди этого разнообразия трансмиссий.

Поэтому в этой статье мы постараемся разобраться, чем АКПП отличается от робота, именно этот вопрос волнует многих будущих автовладельцев.

Коробка автомат. Как известно, автоматическая коробка передач состоит из двух основных компонентов — гидротрансформатора и коробки передач. Гидротрансформатор обеспечивает плавное и плавное переключение передач, по сути заменяя сцепление на автомобилях с механической коробкой передач.

АКПП состоит из определенного набора шестерен, они зацеплены и образуют несколько ступеней: 4, 5, 6 и даже 8.

В силу конструктивных особенностей шестерни АКПП в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и давления нагнетаемого масла сама переключает ступени (скорости) без вмешательства водителя.Благодаря такому переключению передач электроника используется по минимуму.

КПП робот что это? Проще говоря, на МКПП установили блок управления, который состоит из гидропривода и сервопривода (электронного блока). Этот блок без вмешательства человека отвечает за сцепление и переключение передач.

Принцип работы робота такой же, как и у механики, только все происходит автоматически — гидравлика с электронным управлением она все сделает сама.

Чтобы лучше понять, чем автоматическая трансмиссия отличается от роботизированной, рассмотрим их тактико-технические характеристики.

1. Автоматическая трансмиссия значительно снизила нагрузку на водителя при движении, особенно это заметно при движении в городских условиях. Современные автоматические трансмиссии (адаптивные) способны даже адаптироваться под каждого водителя, под его стиль вождения. Также автомат отличается мягким и незаметным переключением передач.

АКПП имеет свои минусы — это повышенный расход топлива, особенно в городе и ремонт машины, который иногда бывает, обойдется в приличную сумму.

2. Робот принадлежит механикам, а это значит, что обслуживание и ремонт будут дешевле, чем у машины. Расход топлива у машины с коробкой эквивалентен механической трансмиссии, а в городских условиях даже ниже, что не может не радовать. Кроме того, роботы едят меньше масла, чем автоматы.

Роботы передают крутящий момент от мотора на колеса машины без значительных потерь, чего нельзя сказать о машине. Большое преимущество роботизированной коробки в том, что она поддерживает ручное переключение скоростей, чего нет у многих машин.

У робота тоже есть минусы — это медленное переключение передач и рывки с рывками при работе коробки, это случается довольно часто, если водитель очень сильно нажимает на педаль газа. Также в городских условиях при парковке необходимо переводить рычаг селектора в «нейтральное» положение.

А зачем это нужно, вы можете узнать из этого видео, в котором рассказывается о роботе-боксе.

Подведем итоги различий между автоматом и роботом:

  • робот — механическая трансмиссия с блоком управления, автомат имеет собственную конструкцию;
  • при переключении передач автомат превосходит робота по скорости и плавности переключения;
  • робот имеет ручное переключение, и многие машины не имеют этой функции;
  • робот-бокс потребляет меньше топлива и масла, чем автомат;
  • обслуживание и ремонт роботизированной коробки дешевле автоматической коробки.

Заключение. Мое мнение: робот — это темная лошадка, от которой можно ожидать неприятных сюрпризов. Выбираю автомат, он проработан и предсказуем в работе, тем более что новые АКПП с большим набором передач уже приближаются к механике по расходу топлива, а также эти автоматы можно настроить под каждого водителя.

Сегодня автомобиль — это столь необходимое устройство индивидуального пользования, такое как мобильный телефон, фотоаппарат или персональный компьютер.Большинство автолюбителей, находящихся в процессе выбора нового автомобиля, не могут полностью понять разницу между коробкой передач робота и автоматом, а также испытывают трудности с пониманием технических характеристик и терминологии представленных их вниманию моделей. Автоматические трансмиссии скоро будут заменены механическими, но мало кто знает о большом количестве их разновидностей и отличий. Однако об этом пока рано говорить, теперь необходимо разобраться, что это означает.механика роботов и что такое классический автомат.

Есть два основных элемента «автомата»:

  • — это альтернатива сцеплению, используемая классической коробчатой ​​передачей.
  • Редуктор выполнен из зацепленных пар шестерен. Благодаря своей конструкции раскрывается особенность автоматической системы — возможность переключать передачи без помощи водителя. Механизм практически не оснащен электроникой.

«Робот» в принципе похож на механику, но имеет некоторые отличия.В его составе есть тип, состоящий из сервоприводов и гидроприводов, работающих на основе определенных алгоритмов. Коробка передач самостоятельно переключает систему трения сцепления, а также скорость, позволяет водителю не вмешиваться в этот процесс

Визуальное отличие «машины» от «робота»

Когда вы решили купить машину или уже сделали это, но понятия не имеете, какая трансмиссия установлена ​​внутри, вам нужен ответ на вопрос, чем отличается автомат от робота, почему один лучше, чем другой.Визуальная разница этих двух коробок передач — робота и автомата — выражена достаточно четко. Все, что нужно, — это обратить внимание на конструкцию канала переключения передач, именно они отличаются. Если вверху есть такое положение, как Парковка — «П», то это АКПП АКПП, когда такого положения нет, но при этом есть Нейтраль — «N», а также Сзади «R», значит, вы имеете дело с роботизированным устройством.

Принцип работы «автоматов»

АКПП состоит из двух частей (гидротрансформатор, коробка передач), как уже было сказано ранее.Теперь рассмотрим устройство и принцип работы коробки. Коробка передач обеспечивает передачу мощности через систему шестерен, которые в различных вариациях зацепляются друг с другом. Именно благодаря этой позиции меняется усилие. Гидротрансформатор отвечает за плавное переключение с одной скорости на другую, а также за выполнение функций, аналогичных сцеплению на механике.

Автоматическая коробка передач значительно упрощает управление, позволяя водителю избежать постоянного нажатия на педаль сцепления.Водителю не нужно переключать передачи рычагом и контролировать плавность движения, так как автоматика все делает за него. Благодаря этому у автовладельца есть масса способов полностью контролировать любую дорожную ситуацию (именно этим АКПП отличается от МКПП). Гидротрансформатор как агрегат здесь намного надежнее, в отличие от механической коробки передач. Сломать его по неопытности практически невозможно. За счет этой детали создается нагрузка на ходовую часть и силовой агрегат.

Ресурс двигателя лучше сохраняется при переключении передач на приемлемых оборотах. Топливо расходуется более экономно за счет большого количества ступеней на передаточном числе … Автомобиль никогда не катится самостоятельно, стоя на склоне, поскольку установлен пассивный режим системы безопасности.

Даже у этого варианта управления есть недостатки, помимо очевидных достоинств. Автомат отличается от робота тем, что динамика увеличения скорости меньше во время езды. Менее экономичный расход топлива по сравнению с большим количеством ступеней редуктора.КПД агрегата намного ниже из-за того, что гидротрансформатор поглощает часть мощности. Высокая стоимость единицы влияет на общую цену всего продукта. Обслуживание, замена деталей, ремонт — дороже.

Совет! Поскольку самой неэкономичной является коробка с четырьмя передачами, отдавайте предпочтение меньшему количеству передач при покупке автомобиля с АКПП.

Во-первых, при наличии АКПП в штатном режиме водителю не нужно самостоятельно выбирать и включать передачу, работать педалью и т. Д.На практике это значительно упрощает процесс управления автомобилем, повышает комфорт и безопасность.

Что касается самих АКПП, то сегодня в обиходе принято называть и (АМТ), и вариаторы «автоматом». Другими словами, есть несколько вариантов. автоматические трансмиссии, при этом по ряду причин наиболее распространенными среди них являются классические автоматические трансмиссии и «роботы».

Читайте в этой статье

В чем разница между «роботом» и «машиной»

Чтобы понять, чем один вид коробки передач отличается от другого, необходимо рассмотреть их особенности и принцип работы.Сразу отметим, что и «автомат» (АКПП), и «робот» (РКПП, АМТ) дают схожий конечный результат: трансмиссия автоматически выбирает и переключает передачи во время движения, учитывая скорость автомобиля, нагрузку на двигатель, положение педали газа и т. д.

Однако гидромеханическая автоматическая трансмиссия и роботизированная коробка передач механической трансмиссии принципиально различаются по конструкции и принципу действия. Давайте рассмотрим их особенности и отличия более подробно.

  • Начнем с «классического» гидромеханического «автомата» стр. В отличие от робота, появившегося сравнительно недавно, обычный автомат появился очень давно и стал первым типом АКПП, который начали массово устанавливать на автомобили.

В двух словах, автоматическая коробка передач — это ступенчатая коробка передач, в которой гидротрансформатор (GTT) играет роль сцепления. В этом случае на газовую турбину передается трансмиссионная жидкость ATF.

Клапанная пластина () и ЭБУ автоматической коробки передач отвечают за управление работой автоматической коробки передач. В пластине есть специальные каналы, по которым в нее под давлением подается трансмиссионная жидкость … Каналы закрываются клапанами (). По команде ЭБУ клапан открывается или закрывается, соответственно открывая или закрывая канал.

Когда клапан открыт, ATF воздействует на трансмиссию, что приводит к автоматическому включению и выключению передач.

Достоинства и недостатки АКПП. Говоря о плюсах и минусах гидромеханической АКПП, в списке основных достоинств следует выделить надежность агрегата и проверенную временем конструкцию, а также способность выдерживать достаточно большой крутящий момент.

Из минусов отметим, что хотя АКПП работает достаточно плавно, моменты автоматического переключения передач все же ощутимы для водителя. Также переключение передач может быть «тугим», особенно на старых «автоматах».Также следует выделить большой расход топлива для автомобилей с данным типом трансмиссии.

Что касается ремонта, то в случае выхода из строя как самой коробки, так и гидротрансформатора следует готовиться к серьезным расходам. При этом ремонтопригодность АКПП вполне приемлема, большое количество СТО предоставляют услуги по ремонту.

  • Роботизированная трансмиссия была разработана с нуля для максимальной экономии топлива и комфорта при упрощении и снижении стоимости самого агрегата.В условиях глобального топливного кризиса и жестких экологических стандартов это решение было призвано решить ряд проблем, присущих классической гидромеханической автоматической трансмиссии.

Проще говоря, в «роботизированной» коробке ножной привод сцепления заменен электроприводом, а переключение передач осуществляется исполнительным механизмом. Выбор и включение передачи, а также включение и выключение сцепления контролируются электронным блоком.

Управление этими ящиками напоминает принцип работы уже известного однодискового робота.Есть все те же сервоприводы, исполнительные механизмы и контроллер. Основное отличие состоит в том, что при включении, например, второй передачи, ЭБУ также параллельно включает третью, удерживая сцепление «выжатым». Как только наступает время переключения, за доли секунды отключается вторая передача и включается третья, уже включенная наполовину.

Во время движения блок управления коробкой передач оценивает действия водителя, учитывает скорость автомобиля, положение педали газа, нагрузку на двигатель и ряд других параметров, чтобы выбрать наиболее подходящую передачу для конкретных условий.

  • Плюсы и минусы «робота» с двойным сцеплением … С точки зрения преимуществ, точки переключения вверх и вниз незаметны для водителя, переключение на максимальную скорость позволяет добиться практически полного отсутствия перерыва в потоке мощности, разгон авто плавный и быстрый.

Также сохраняется максимальная топливная экономичность, присущая всем роботизированным коробкам передач. При этом преселективные коробки наиболее экономичны по сравнению со всеми другими типами (однодисковый робот, АКПП, вариатор, механика).

Что касается недостатков, то в первую очередь такие коробки достаточно сложные, автомобили с преселективной коробкой передач отличаются высокой стоимостью. Ресурс этих типов трансмиссий больше, чем у аналогов с одним сцеплением, но на практике он снижен по сравнению с классическими АКПП с гидротрансформатором.

Если говорить о ремонтопригодности, то от ремонта DSG и аналогов других производителей можно отказаться довольно дорого. На практике стоимость таких работ и запчастей часто превышает качественную реставрацию АКПП с гидротрансформатором в рамках комплексной переборки или капремонта коробки передач.

Подведем итоги

Как видите, у каждого из рассмотренных типов АКПП есть свои плюсы и минусы. Также, если рассматривать АКПП и робота, есть отличия как в устройстве данных КПП, так и в принципах их работы.

Также перед покупкой автомобиля (особенно бывшего в употреблении) важно знать, какая коробка передач установлена, автомат или робот, как отличить эти типы коробок. Дело в том, что под общей концепцией АКПП сегодня могут скрываться как первый, так и второй вариант.

Как правило, рекомендуется отдельно изучить информацию о конкретной модели автомобиля, на каком поколении и в каких годах выпуска устанавливалась та или иная трансмиссия. Следует помнить, что визуально, например, DSG невозможно отличить от обычной АКПП с Tiptronic. Другими словами, вам нужно знать, как отличить робота от автомата в автомобиле.

Напоследок отметим, что однозначно ответить на вопрос, робот и машина, что лучше, довольно сложно.Если речь идет о новых автомобилях с автоматом, то КПП лучше выбирать с учетом личных предпочтений и финансовых возможностей.

Как правило, машина с однодисковым роботом дешевле и экономичнее по расходу, однако комфорт при переключении передач по сравнению с классической АКПП может быть снижен. По этой причине оптимально перед покупкой протестировать модели с разными типами коробок передач.

В случае преселективных роботизированных коробок передач более «продуманной» может показаться именно классическая АКПП, немного страдает комфорт при переключении передач, хуже динамика разгона и т. Д.

Однако надежность гидротрансформатора АКПП на практике оказывается выше, такую ​​коробку зачастую проще и дешевле ремонтировать. Эти особенности стоит учитывать отдельно, особенно если вы планируете покупать подержанный автомобиль с автоматической коробкой передач.

Читайте также

Вождение автомобиля с автоматической коробкой передач: как пользоваться коробкой передач — автомат, режимы работы автоматической коробки передач, правила использования этой трансмиссии, советы.

  • Почему пинает АКПП, рывки АКПП при переключении передач, в АКПП возникают рывки и толчки: основные причины.


  • Количество разновидностей АКПП постоянно растет. Не так давно просто знали о существовании АКПП — стандартной версии автомат с обычным гидротрансформатором. Чуть позже на автомобили начали активно устанавливать бесступенчатые вариаторы, а не так давно стали популярными роботизированные боксы.Сегодня мы рассмотрим, чем робот отличается от автомата в техническом и эксплуатационном плане, а также каковы плюсы и минусы этих технологий. Сравнение коробок двух разных типов часто помогает получить ценные данные для покупки различных машин.

    В зависимости от предпочтений коробки передач вы можете уточнить выбор модели при покупке автомобиля на новом транспортном рынке. Поэтому к сравнению технологий в ящиках следует отнестись с пониманием сути дела.Лучше всего тестировать машины с разными технологиями, чтобы иметь представление о возможностях и особенностях их работы.

    Технические отличия робота от стандартной машины

    Технически эти типы коробок передач совершенно разные. Автоматическая трансмиссия — это конструкция с гидротрансформатором, а также электроникой для управления поведением автомобиля. Гидротрансформатор играет важную роль в этом наборе устройств, выполняя переключение передач в зависимости от частоты вращения.Эта функция позволяет стабильно работать на машине и ожидать определенной реакции.

    Роботизированная коробка передач носит механический характер, поэтому имеет ряд конкретных преимуществ. МКПП … Коробка более гибкая, имеет довольно замечательный набор различных функций и обеспечивает экономичную езду. Основные отличия робота от стандартной автоматической коробки заключаются в следующем:

    • принцип работы надежной механической трансмиссии, простота основной конструкции;
    • наличие большого количества электроники, управляющей сцеплением и переключением передач;
    • возможность активного изменения типа конструкции, которую используют все мировые производители;
    • экономия топлива за счет отсутствия перегрузки по газу и возможности досрочного переключения передач;
    • возможность быстрого изменения настроек роботизированной коробки, дающей персонажа;
    • технологичность и современный дизайн, высокая надежность качественно выполненных агрегатов.

    В конструкции стандартной АКПП есть и определенные плюсы. Такой ящик более надежен, не ломается и не требует дорогостоящего ремонта электроники. Конечно, гидротрансформатор — далеко не самый надежный технологический агрегат в автомобиле, но при правильной эксплуатации он оказывается долговечным и служит не меньше, чем двигатель.

    Все эти особенности говорят о том, что машина с обычным автоматом и роботизированной коробкой имеет свой характер.Действительно, разница в дизайне — не единственное различие между двумя агрегатами. Также используются коробки с индивидуальными характеристиками, которые создают определенные ощущения при путешествии разными видами транспорта.

    Особенности практической эксплуатации робота и штатной АКПП

    Роботизированный бокс не требует в эксплуатации каких-либо специальных функций. Сегодня многие уважающие себя концерны имеют брендовых роботов, а производители часто дают индивидуальные рекомендации по использованию агрегатов.Например, роботов DSG от Volkswagen рекомендуется использовать на более низких оборотах без использования спортивного режима.

    Коробки

    Robotic PowerShift от Ford лучше всего работают в среднем диапазоне, увеличивая не только отзывчивость автомобиля, но и расход топлива. Унифицированная АКПП может выполнять самые разные задачи и работать в разных условиях … Специфика использования такого узла такова:

    • не набирайте скорость слишком резко — это приведет к повышенной нагрузке на АКПП;
    • следует избегать буксировки других автомобилей и тяжелых прицепов — работа коробки регулируется под вес автомобиля;
    • при отсутствии нормального обслуживания вскоре придется менять целые узлы агрегата и прибегать к дорогостоящему ремонту;
    • Неисправности гидротрансформатора
    • часто не зависят от эксплуатации — иногда возникают неожиданно;
    • работа агрегата достаточно стабильная, часто с задержкой реагирует на нажатие педали газа;
    • Часто в автоматических системах предусмотрена возможность Kick-Down — аварийного сброса скорости на пониженную для быстрого разгона.

    Учитывая довольно чопорную работу АКПП, система может сильно раздражать и недостаточно динамична. Полностью изменится характер автомобиля с одним и тем же двигателем на механической коробке передач и с традиционной автоматической коробкой передач. Часто покупатели таких автомобилей искренне удивляются вялой и не слишком динамичной поездки на очень мощных и объемных двигателях.

    Однако стандартная автоматическая коробка передач традиционного типа предохраняет силовой агрегат от чрезмерного износа, поэтому двигатели с автоматической коробкой передач часто работают намного дольше, чем с механической коробкой передач или вариатором.А вот АКПП дороже, потому что ее все чаще можно увидеть в дизайне дорогого люксового автомобиля, а не в комплектации бюджетного транспорта. О плюсах и минусах разных типов коробок передач смотрите следующее видео:

    Подводя итоги

    Использование автоматических трансмиссий становится все более актуальным в наше время, ведь этот удобный элемент позволяет уделять больше внимания дороге и получать максимум информации об окружающей среде.Также АКПП любого типа удобны в пробках, где на ручной коробке приходится постоянно переключаться. Но современная обрабатывающая промышленность предпочитает более доступные компоненты, например роботизированную коробку передач или вариатор.

    Робот обходится производителю дешевле традиционной машины, а в эксплуатации до 200 тысяч километров по многим параметрам показывает себя намного лучше конкурентов … Поэтому популярность этого типа КПП в последнее время сильно возросла.Есть ли у вас особые предпочтения по использованию определенного типа автоматической коробки передач?

    Любой автолюбитель, задумываясь о покупке новой или подержанной машины, решает, с какой коробкой передач покупать машину. И довольно часто именно этот выбор сбивает человека с толку.

    И если в вопросе выбора между автоматом и механикой все относительно ясно, то роботизированные коробки передач вызывают у автомобилистов много вопросов. Поэтому сегодня мы расскажем нашим читателям, чем отличается робот от автомата, попробуем выяснить, что лучше: робот или автомат.

    Ведь нужно учитывать все особенности автоматической и роботизированной трансмиссии, их недостатки и достоинства. Каковы, условно говоря, различия между роботом и автоматом, их плюсы и минусы. И прежде чем выбирать машину с той или иной коробкой, нужно все тщательно взвесить.

    Автоматическая коробка передач

    Автоматическая коробка передач состоит из двух основных модулей: гидротрансформатора и коробки передач. Основная функция гидротрансформатора — плавное переключение скоростей, а точнее плавное переключение передач без рывков.В определенной степени гидротрансформатор выполняет функцию сцепления, которая используется в автомобилях с механической коробкой передач.

    Коробка передач автоматической коробки передач имеет несколько зацепляющихся пар шестерен. АКПП имеет несколько ступеней: 4, 5, 6. А возможности автоматических коробок разного числа ступеней совершенно разные.

    Преимущества ACP

    Автоматическая коробка передач обеспечивает легкость вождения. Не нужно выжимать и отпускать сцепление, не нужно думать о переключении передач, не нужно думать о том, как правильно трогаться.За все это отвечает автоматика, позволяя водителю уделять внимание дороге.

    Если рассматривать гидротрансформатор как аналог сцепления, становится очевидным, что, по сравнению с традиционным сцеплением, этот механизм придет в негодность, так же быстро, как это происходит с классическим сцеплением от новых драйверов, это невозможно.

    Автоматическая коробка передач не создает таких нагрузок на двигатель, как на механику. Переключение передач происходит без лишнего увеличения количества оборотов.Таким образом, срок службы двигателя не тратится зря.

    За счет использования гидротрансформатора снижается нагрузка не только на двигатель, но и на шасси автомобиля.

    Автомобили с автоматической коробкой передач имеют пассивную систему безопасности. Если машина стоит на склоне, она не может катиться.

    Шестиступенчатая автоматическая коробка передач отличается меньшим расходом топлива.

    Минусы АКП

    Автомобили с АКПП не обладают такой динамикой разгона, как автомобили с механикой.

    На четырех и пяти ступенях АКП расход топлива значительный. Особенно это актуально для четырехступенчатых автоматических трансмиссий.

    В целом автомобили с автоматической коробкой передач имеют более низкий КПД. Это связано с тем, что в гидротрансформаторе происходят значительные потери КПД.

    Сама АКПП дорогая. Это не может не сказаться на общей стоимости автомобиля. К тому же ремонт и обслуживание АКПП стоит дорого.

    В автоматической коробке передач используется большое количество масла. К тому же масло дорогое. И все это накладывает свой отпечаток на стоимость услуг.

    Автомобиль с автоматической коробкой передач менее динамичен. Те. разгон на нем занимает гораздо больше времени, чем на механике или на автомобилях с роботизированной коробкой передач.

    При переключении передач присутствует некоторая инерция. Те. АКПП работает с небольшой задержкой.

    Если начало движения происходит на склоне, может произойти определенный откат.

    Роботизированная коробка передач

    Теперь, чтобы узнать, чем робот отличается от автомата, разберем особенности, плюсы и минусы роботизированной коробки передач.

    Все трансмиссии этого типа можно разделить на два типа. Первый тип роботизированной трансмиссии предполагает наличие, по сути, механической трансмиссии с автоматическим управлением.

    В такой коробке передач переключение передач осуществляется электронным способом. Таким образом, у такого устройства нет обычного сцепления.Одновременно с переключением передач с помощью автоматики осуществляется переключение в ручном режиме, как на обычной механике … В этом случае на транспортном средстве устанавливается сцепление.

    Эти коробки передач часто прерывают крутящий момент, поэтому при переключении передач могут возникать провалы.

    Второй тип роботизированных ящиков более совершенный. Такие коробки передач используются в автомобилях спортивного класса … Именно в тех автомобилях, которые участвуют в гонках. Специфика таких роботизированных коробок в том, что за разные передачи отвечают две системы сцепления.Благодаря наличию двух систем сцепления и непосредственному включению скорость переключения передач максимальная. Это очень важно в спорте.

    Плюсы роботизированных коробок передач

    Если рассматривать первый тип роботизированных коробок передач, то их недостатки проявляются гораздо больше, чем их достоинства. Система довольно грубая.

    Но, тем не менее, он имеет свои преимущества перед АКПП.

    Роботизированные коробки передач более экономичны, чем автоматические коробки передач.Их эффективность не уступает механическим коробкам.

    Роботизированная коробка передач дешевле автоматической коробки передач, к тому же дешевле в обслуживании и ремонте. Потребляет меньше масла, чем АКПП.

    Вес роботизированных ящиков меньше, чем автоматических ящиков.

    Могут использоваться специальные системы переключения передач на рулевом колесе, которые делают переключение передач очень быстрым. Таким образом, динамика автомобиля намного выше, чем у машин с автоматической коробкой передач.

    Минусы роботизированных коробок передач

    По сравнению с автоматической коробкой передач переключение передач не такое плавное. Достаточно заметны рывки автомобиля при переключении передач.

    Есть некоторая задержка после включения правой передачи и начала ее реализации.

    Практически любая остановка требует переключения рычага в нейтральное положение, чего нельзя сказать о автомобилях с автоматической коробкой передач.

    Любое проскальзывание при движении негативно сказывается на ресурсе роботизированной коробки передач.Те. этот бокс в основном подходит для твердого дорожного покрытия.

    Во время начала движения происходит некий откат. Хотя маленький.

    Определенные выводы

    Таким образом, на вопрос, что лучше робот или автомат, не может быть однозначного ответа. Если бы один вариант был однозначно хуже другого, производители производили бы только один тип коробки передач. Другое дело, что вопрос выбора коробки передач индивидуален, и каждый автомобилист решает его самостоятельно, опираясь на свои представления об удобстве и комфорте вождения.

    Роботизированная коробка передач — устройство и принцип работы МКПП

    Ни один современный автомобиль не может плавно заводиться и двигаться, если в его устройстве нет трансмиссии. Сегодня существует большое количество всевозможных коробок передач, которые не только позволяют водителю выбрать вариант, соответствующий его материальным возможностям, но и дают возможность получить максимальный комфорт от вождения.

    Кратко об основных типах трансмиссии рассказано в отдельном обзоре … Теперь поговорим подробнее о том, что такое роботизированная коробка передач, ее основные отличия от механической коробки передач, а также рассмотрим принцип работы этого агрегата.

    Что такое роботизированная коробка передач

    Работа коробки передач практически идентична механическому аналогу за исключением некоторых особенностей. Устройство робота включает в себя множество деталей, составляющих уже знакомую всем механическую версию ящика. Основное отличие роботизированного в том, что управление им микропроцессорного типа.В таких коробках передач переключение передач осуществляется электроникой на основании данных с датчиков двигателя, педали газа и колес.

    Роботизированный ящик тоже можно назвать автоматом, но это неправильное название. Дело в том, что АКПП часто используют как обобщающее понятие. Так, у этого же вариатора есть автоматический режим переключения передаточных чисел, так что у некоторых он еще и автоматический. По сути, по устройству и принципу работы робот ближе к механической коробке.

    Внешне отличить АКПП от МКПП невозможно, так как они могут иметь идентичный селектор и кузов. Вы можете проверить трансмиссию только во время движения автомобиля. У каждого типа агрегата свои особенности работы.

    Основное назначение роботизированной трансмиссии — максимально облегчить вождение. Водителю не нужно самостоятельно переключать передачи — эту работу выполняет блок управления. Помимо комфорта, производители АКПП стремятся удешевить свою продукцию.Сегодня робот является самым бюджетным типом коробки передач после механики, но он не обеспечивает такого комфорта вождения, как вариатор или автомат.

    Принцип работы роботизированной коробки передач

    Роботизированная трансмиссия может переключаться на следующую скорость автоматически или полуавтоматически. В первом случае на микропроцессорный блок поступают сигналы от датчиков, на основе которых запускается алгоритм, запрограммированный производителем.

    Большинство коробок передач оснащено ручным переключателем.В этом случае скорости все равно будут включаться автоматически. Единственное, водитель может самостоятельно сигнализировать момент включения повышенной или пониженной передачи. Некоторые автоматические трансмиссии типа Tiptronic имеют похожий принцип.

    Для увеличения или уменьшения скорости водитель перемещает рычаг селектора в сторону + или в сторону -. Благодаря этой опции некоторые люди называют эту передачу последовательной или последовательной.

    Роботизированная коробка работает по следующей схеме:

    1. Водитель включает тормоз, запускает двигатель и переводит переключатель режимов движения в положение D;
    2. Сигнал с блока идет на блок управления коробкой;
    3. В зависимости от выбранного режима блок управления активирует соответствующий алгоритм, по которому блок будет работать;
    4. В процессе движения датчики посылают в «мозг робота» сигналы о скорости движения транспортного средства, о загруженности силового агрегата, а также о текущем режиме коробки передач;
    5. Как только показатели перестают соответствовать программе, установленной на заводе, блок управления дает команду на переключение на другую передачу.Это может быть как увеличение, так и уменьшение скорости.

    Когда водитель управляет автомобилем с механикой, он должен пощупать свое транспортное средство, чтобы определить момент перехода на другую скорость. В роботизированном аналоге происходит аналогичный процесс, только водителю не нужно думать, когда перевести рычаг переключения передач в нужное положение. Вместо этого это делает микропроцессор.

    Система отслеживает всю информацию со всех датчиков и выбирает оптимальную передачу для конкретной нагрузки.Чтобы электроника могла переключать передачи, в трансмиссии есть гидромеханический привод. В более распространенном варианте вместо гидромеханики установлен электропривод или сервопривод, который подключает / отключает сцепление в коробке (кстати, это имеет некоторое сходство с автоматической коробкой передач — сцепление находится не там, где находится стоит в МКПП, а именно возле маховика, а вот в корпусе самой трансмиссии).

    Когда блок управления подает сигнал о том, что пора переключиться на другую скорость, первым активируется первый электрический (или гидромеханический) сервопривод.Он расцепляет поверхности трения сцепления. Затем второй сервопривод перемещает шестерни в механизме в желаемое положение. Затем первый медленно отпускает сцепление. Такая конструкция позволяет механизму работать без участия водителя, поэтому в машине с роботизированной трансмиссией педаль сцепления отсутствует.

    Многие коробки переключения передач имеют принудительные положения передач. Этот так называемый типтроник позволяет водителю самостоятельно контролировать момент переключения на более высокую или пониженную скорость.

    Роботизированное устройство коробки передач

    Сегодня существует несколько типов роботизированных трансмиссий для легковых автомобилей. В некоторых приводах они могут отличаться друг от друга, но основные части остаются идентичными.

    Вот узлы, входящие в коробку передач:

    1. Сцепление. В зависимости от производителя и модификации агрегата это может быть одна деталь с фрикционной поверхностью или несколько подобных дисков. Чаще всего эти элементы располагаются в теплоносителе, который стабилизирует работу агрегата, предохраняя его от перегрева.Преселективный или двойной вариант считается более эффективным. В этой модификации, пока включена одна передача, вторая готовится к включению следующей скорости.
    2. Основная деталь — обычная механическая коробка. Каждый производитель использует разные запатентованные разработки. Например, робот марки Mercedes (Speedshift) внутренне представляет собой автоматическую коробку передач 7G-Tronic. Единственное отличие агрегатов в том, что вместо гидротрансформатора используется муфта с несколькими фрикционными дисками.У BMW похожий подход. Его коробка передач SMG основана на шестиступенчатой ​​механической коробке передач.
    3. Привод сцепления и трансмиссии. Возможны два варианта — с электроприводом или гидромеханический аналог. В первом случае выжимание сцепления осуществляется электродвигателем, а во втором — гидроцилиндрами с электромагнитными клапанами. Электропривод работает медленнее гидравлики, но не требует поддержания постоянного давления в магистрали, от которой работает электрогидравлический тип.Гидравлический робот переходит к следующему этапу намного быстрее (0,05 секунды против 0,5 секунды у электрического аналога). В основном электрическая коробка передач устанавливается на бюджетные автомобили, а гидромеханическая коробка передач устанавливается на спорткары премиум-класса, так как в них чрезвычайно важна скорость переключения передач без прерывания подачи питания на ведущий вал.
    4. Датчик. Таких деталей в роботе очень много. Они контролируют множество различных параметров трансмиссии, например, положение вилок, обороты входного и выходного валов, в каком положении заблокирован селекторный переключатель, температуру охлаждающей жидкости и т. Д.Вся эта информация поступает на устройство управления механизмом.
    5. ЭБУ — это микропроцессорный блок, в который запрограммированы разные алгоритмы с разными показателями, поступающими от датчиков. Этот блок подключается к главному блоку управления (оттуда поступают данные о работе двигателя), а также к системам электронной блокировки колес (ABS или ESP).
    6. Приводы — гидроцилиндры или электродвигатели в зависимости от модификации коробки.

    Специфика работы РКПП

    Чтобы автомобиль плавно заводился, водитель должен правильно использовать педаль сцепления.После того, как он включил первую или заднюю передачу, ему нужно плавно отпустить педаль. Когда водитель почувствует зацепление дисков, отпуская педаль, он может добавить обороты двигателя, чтобы автомобиль не глохнул. Так работает механика.

    Идентичный процесс происходит в роботизированном аналоге. Только в этом случае от водителя не требуется большого мастерства. Ему нужно только переместить переключатель коробки в соответствующее положение. Автомобиль начнет движение в соответствии с настройками блока управления.

    Самая простая одинарная модификация работает по принципу классической механики. Однако при этом наблюдается наличие одной проблемы — электроника не фиксирует обратную связь от сцепления. Если человек умеет определять, насколько плавно нужно отпускать педаль в том или ином случае, то автоматика работает более жестко, поэтому движение автомобиля сопровождается ощутимыми рывками.

    Особенно это чувствуется в модификациях с электроприводом исполнительных механизмов — при переключении передачи муфта будет в разомкнутом состоянии.Это будет означать перерыв в подаче крутящего момента, из-за чего автомобиль начнет тормозить. Поскольку скорость вращения колес уже меньше соответствует включенной передаче, возникает небольшой рывок.

    Новаторским решением этой проблемы стала разработка модификации с двойным сцеплением. Ярким представителем такой трансмиссии является Volkswagen DSG. Давайте подробнее рассмотрим его особенности.

    Характеристики роботизированной коробки передач DSG

    Аббревиатура означает коробку передач с прямым переключением передач.По сути, это две механические коробки, установленные в одном корпусе, но с одной точкой подключения к шасси машины. У каждого механизма своя муфта.

    Основная особенность данной модификации — преселективный режим. То есть, пока первый вал работает с включенной шестерней, электроника уже подключает соответствующие шестерни (при ускорении для увеличения передачи, при замедлении — для понижения) второго вала. Главному исполнительному механизму нужно только отключить одно сцепление и подключить другое.Как только от блока управления поступает сигнал о переходе на другую ступень, рабочая муфта размыкается, и сразу подключается вторая с уже включенными передачами.

    Такая конструкция позволяет ездить без сильных рывков при разгоне. Первая разработка преселективной модификации появилась в 80-х годах прошлого века. Правда, тогда роботов с двойным сцеплением устанавливали на раллийные и гоночные автомобили, в которых скорость и точность переключения передач имеют большое значение.

    Если сравнивать коробку DSG с классическим автоматом, то у первого варианта больше преимуществ. Во-первых, за счет более привычного строения основных элементов (производитель может взять за основу любой готовый механический аналог) такая коробка будет дешевле в продаже. Тот же фактор влияет на обслуживание агрегата — механика надежнее и легче ремонтируется.

    Это позволило производителю установить инновационную трансмиссию на бюджетные модели своей продукции.Во-вторых, многие владельцы автомобилей с такой коробкой передач отмечают повышение экономичности автомобиля по сравнению с идентичной моделью, но с другой коробкой передач.

    Инженеры концерна VAG разработали два варианта трансмиссии DSG. Один из них имеет маркировку 6, а другой — 7, что соответствует количеству шагов в коробке. Также шестиступенчатый автомат использует мокрое сцепление, а семиступенчатый аналог — сухое. Более подробно о плюсах и минусах коробки DSG, а также о том, чем еще модель DSG 6 отличается от седьмой модификации, рассказывается в отдельной статье .

    Достоинства и недостатки

    Рассматриваемый тип трансмиссии имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К достоинствам коробки можно отнести:

    • Такая трансмиссия может использоваться в паре с силовым агрегатом практически любой мощности;
    • По сравнению с вариатором и автоматом роботизированная версия дешевле, хотя это довольно инновационная разработка;
    • Роботы надежнее других автоматических трансмиссий;
    • За счет внутреннего сходства с механикой легче найти специалиста, который возьмет на себя ремонт агрегата;
    • Более эффективное переключение передач позволяет использовать мощность двигателя без критического увеличения расхода топлива;
    • За счет повышения эффективности машина выбрасывает меньше вредных веществ в окружающую среду.

    Несмотря на явные преимущества перед другими автоматическими трансмиссиями, робот имеет несколько существенных недостатков:

    • Если автомобиль оборудован однодисковым роботом, то поездку на таком транспортном средстве нельзя назвать комфортной. При переключении передач будут ощутимые рывки, как будто водитель резко нажимает педаль сцепления на механику.
    • Чаще всего в агрегате выходят из строя сцепление (меньшая плавность зацепления) и исполнительные механизмы. Это усложняет ремонт трансмиссий, так как у них небольшой рабочий ресурс (около 100 тысяч километров).Редко когда сервопривод можно отремонтировать, а новый механизм стоит дорого.
    • Что касается сцепления, то ресурс диска тоже очень маленький — около 60 тысяч. Причем примерно на половину ресурса нужно проводить «соединение» коробки по условию поверхности трения деталей.
    • Если говорить о преселективной модификации DSG, то она оказалась надежнее за счет меньшего времени на переключение скоростей (благодаря этому автомобиль не так сильно тормозит).Несмотря на это, у них все же страдает адгезия.

    С учетом перечисленных факторов можно сделать вывод: по надежности и долговечности механике пока нет равных. Если упор делается на максимальный комфорт, то лучше выбирать вариатор (в чем его особенность, читайте здесь ). Следует учитывать, что такая трансмиссия не даст возможности экономить топливо.

    В заключение предлагаем короткое видео-сравнение основных типов трансмиссий — их плюсы и минусы:

    ПОДОБНЫЕ СТАТЬИ

    Роботизированная коробка передач — устройство и принцип работы МКПП

    Ни один современный автомобиль не заводится и не заводится. двигаться плавно, если в его устройстве нет трансмиссии.Сегодня существует большое количество всевозможных коробок передач, которые не только позволяют водителю выбрать вариант, соответствующий его материальным возможностям, но и дают возможность получить максимальный комфорт от вождения.

    Кратко об основных типах трансмиссии рассказано в отдельном обзоре … Теперь поговорим подробнее о том, что такое роботизированная коробка передач, ее основных отличиях от механической коробки передач, а также рассмотрим принцип работы этого агрегата. .

    Что такое роботизированная коробка передач

    Работа коробки передач практически идентична механическому аналогу за исключением некоторых особенностей.Устройство робота включает в себя множество деталей, составляющих уже знакомую всем механическую версию ящика. Основное отличие роботизированного в том, что управление им микропроцессорного типа. В таких коробках передач переключение передач осуществляется электроникой на основании данных с датчиков двигателя, педали газа и колес.

    Роботизированный ящик тоже можно назвать автоматом, но это неправильное название. Дело в том, что АКПП часто используют как обобщающее понятие.Так, у этого же вариатора есть автоматический режим переключения передаточных чисел, так что у некоторых он еще и автоматический. По сути, по устройству и принципу работы робот ближе к механической коробке.

    Внешне отличить АКПП от МКПП невозможно, так как они могут иметь идентичный селектор и кузов. Вы можете проверить трансмиссию только во время движения автомобиля. У каждого типа агрегата свои особенности работы.

    Основное назначение роботизированной трансмиссии — максимально облегчить вождение.Водителю не нужно самостоятельно переключать передачи — эту работу выполняет блок управления. Помимо комфорта, производители АКПП стремятся удешевить свою продукцию. Сегодня робот является самым бюджетным типом коробки передач после механики, но он не обеспечивает такого комфорта вождения, как вариатор или автомат.

    Принцип работы роботизированной коробки передач

    Роботизированная трансмиссия может переключаться на следующую скорость автоматически или полуавтоматически.В первом случае на микропроцессорный блок поступают сигналы от датчиков, на основе которых запускается алгоритм, запрограммированный производителем.

    Большинство коробок передач оснащено ручным переключателем. В этом случае скорости все равно будут включаться автоматически. Единственное, водитель может самостоятельно сигнализировать момент включения повышенной или пониженной передачи. Некоторые автоматические трансмиссии типа Tiptronic имеют похожий принцип.

    Для увеличения или уменьшения скорости водитель перемещает рычаг селектора в сторону + или в сторону -.Благодаря этой опции некоторые люди называют эту передачу последовательной или последовательной.

    Роботизированная коробка работает по следующей схеме:

    1. Водитель включает тормоз, запускает двигатель и переводит переключатель режимов движения в положение D;
    2. Сигнал с блока идет на блок управления коробкой;
    3. В зависимости от выбранного режима блок управления активирует соответствующий алгоритм, по которому блок будет работать;
    4. В процессе движения датчики посылают в «мозг робота» сигналы о скорости движения транспортного средства, о загруженности силового агрегата, а также о текущем режиме коробки передач;
    5. Как только показатели перестают соответствовать программе, установленной на заводе, блок управления дает команду на переключение на другую передачу.Это может быть как увеличение, так и уменьшение скорости.

    Когда водитель управляет автомобилем с механикой, он должен пощупать свое транспортное средство, чтобы определить момент перехода на другую скорость. В роботизированном аналоге происходит аналогичный процесс, только водителю не нужно думать, когда перевести рычаг переключения передач в нужное положение. Вместо этого это делает микропроцессор.

    Система отслеживает всю информацию со всех датчиков и выбирает оптимальную передачу для конкретной нагрузки.Чтобы электроника могла переключать передачи, в трансмиссии есть гидромеханический привод. В более распространенном варианте вместо гидромеханики установлен электропривод или сервопривод, который подключает / отключает сцепление в коробке (кстати, это имеет некоторое сходство с автоматической коробкой передач — сцепление находится не там, где находится стоит в МКПП, а именно возле маховика, а вот в корпусе самой трансмиссии).

    Когда блок управления подает сигнал о том, что пора переключиться на другую скорость, первым активируется первый электрический (или гидромеханический) сервопривод.Он расцепляет поверхности трения сцепления. Затем второй сервопривод перемещает шестерни в механизме в желаемое положение. Затем первый медленно отпускает сцепление. Такая конструкция позволяет механизму работать без участия водителя, поэтому в машине с роботизированной трансмиссией педаль сцепления отсутствует.

    Многие коробки переключения передач имеют принудительные положения передач. Этот так называемый типтроник позволяет водителю самостоятельно контролировать момент переключения на более высокую или пониженную скорость.

    Роботизированное устройство коробки передач

    Сегодня существует несколько типов роботизированных трансмиссий для легковых автомобилей. В некоторых приводах они могут отличаться друг от друга, но основные части остаются идентичными.

    Вот узлы, входящие в коробку передач:

    1. Сцепление. В зависимости от производителя и модификации агрегата это может быть одна деталь с фрикционной поверхностью или несколько подобных дисков. Чаще всего эти элементы располагаются в теплоносителе, который стабилизирует работу агрегата, предохраняя его от перегрева.Преселективный или двойной вариант считается более эффективным. В этой модификации, пока включена одна передача, вторая готовится к включению следующей скорости.
    2. Основная деталь — обычная механическая коробка. Каждый производитель использует разные запатентованные разработки. Например, робот марки Mercedes (Speedshift) внутренне представляет собой автоматическую коробку передач 7G-Tronic. Единственное отличие агрегатов в том, что вместо гидротрансформатора используется муфта с несколькими фрикционными дисками.У BMW похожий подход. Его коробка передач SMG основана на шестиступенчатой ​​механической коробке передач.
    3. Привод сцепления и трансмиссии. Возможны два варианта — с электроприводом или гидромеханический аналог. В первом случае выжимание сцепления осуществляется электродвигателем, а во втором — гидроцилиндрами с электромагнитными клапанами. Электропривод работает медленнее гидравлики, но не требует поддержания постоянного давления в магистрали, от которой работает электрогидравлический тип.Гидравлический робот переходит к следующему этапу намного быстрее (0,05 секунды против 0,5 секунды у электрического аналога). В основном электрическая коробка передач устанавливается на бюджетные автомобили, а гидромеханическая коробка передач устанавливается на спорткары премиум-класса, так как в них чрезвычайно важна скорость переключения передач без прерывания подачи питания на ведущий вал.
    4. Датчик. Таких деталей в роботе очень много. Они контролируют множество различных параметров трансмиссии, например, положение вилок, обороты входного и выходного валов, в каком положении заблокирован селекторный переключатель, температуру охлаждающей жидкости и т. Д.Вся эта информация поступает на устройство управления механизмом.
    5. ЭБУ — это микропроцессорный блок, в который запрограммированы разные алгоритмы с разными показателями, поступающими от датчиков. Этот блок подключается к главному блоку управления (оттуда поступают данные о работе двигателя), а также к системам электронной блокировки колес (ABS или ESP).
    6. Приводы — гидроцилиндры или электродвигатели в зависимости от модификации коробки.

    Специфика работы РКПП

    Чтобы автомобиль плавно заводился, водитель должен правильно использовать педаль сцепления.После того, как он включил первую или заднюю передачу, ему нужно плавно отпустить педаль. Когда водитель почувствует зацепление дисков, отпуская педаль, он может добавить обороты двигателя, чтобы автомобиль не глохнул. Так работает механика.

    Идентичный процесс происходит в роботизированном аналоге. Только в этом случае от водителя не требуется большого мастерства. Ему нужно только переместить переключатель коробки в соответствующее положение. Автомобиль начнет движение в соответствии с настройками блока управления.

    Самая простая одинарная модификация работает по принципу классической механики. Однако при этом наблюдается наличие одной проблемы — электроника не фиксирует обратную связь от сцепления. Если человек умеет определять, насколько плавно нужно отпускать педаль в том или ином случае, то автоматика работает более жестко, поэтому движение автомобиля сопровождается ощутимыми рывками.

    Особенно это чувствуется в модификациях с электроприводом исполнительных механизмов — при переключении передачи муфта будет в разомкнутом состоянии.Это будет означать перерыв в подаче крутящего момента, из-за чего автомобиль начнет тормозить. Поскольку скорость вращения колес уже меньше соответствует включенной передаче, возникает небольшой рывок.

    Новаторским решением этой проблемы стала разработка модификации с двойным сцеплением. Ярким представителем такой трансмиссии является Volkswagen DSG. Давайте подробнее рассмотрим его особенности.

    Характеристики роботизированной коробки передач DSG

    Аббревиатура означает коробку передач с прямым переключением передач.По сути, это две механические коробки, установленные в одном корпусе, но с одной точкой подключения к шасси машины. У каждого механизма своя муфта.

    Основная особенность данной модификации — преселективный режим. То есть, пока первый вал работает с включенной шестерней, электроника уже подключает соответствующие шестерни (при ускорении для увеличения передачи, при замедлении — для понижения) второго вала. Главному исполнительному механизму нужно только отключить одно сцепление и подключить другое.Как только от блока управления поступает сигнал о переходе на другую ступень, рабочая муфта размыкается, и сразу подключается вторая с уже включенными передачами.

    Такая конструкция позволяет ездить без сильных рывков при разгоне. Первая разработка преселективной модификации появилась в 80-х годах прошлого века. Правда, тогда роботов с двойным сцеплением устанавливали на раллийные и гоночные автомобили, в которых скорость и точность переключения передач имеют большое значение.

    Если сравнивать коробку DSG с классическим автоматом, то у первого варианта больше преимуществ. Во-первых, за счет более привычного строения основных элементов (производитель может взять за основу любой готовый механический аналог) такая коробка будет дешевле в продаже. Тот же фактор влияет на обслуживание агрегата — механика надежнее и легче ремонтируется.

    Это позволило производителю установить инновационную трансмиссию на бюджетные модели своей продукции.Во-вторых, многие владельцы автомобилей с такой коробкой передач отмечают повышение экономичности автомобиля по сравнению с идентичной моделью, но с другой коробкой передач.

    Инженеры концерна VAG разработали два варианта трансмиссии DSG. Один из них имеет маркировку 6, а другой — 7, что соответствует количеству шагов в коробке. Также шестиступенчатый автомат использует мокрое сцепление, а семиступенчатый аналог — сухое. Более подробно о плюсах и минусах коробки DSG, а также о том, чем еще модель DSG 6 отличается от седьмой модификации, рассказывается в отдельной статье .

    Достоинства и недостатки

    Рассматриваемый тип трансмиссии имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К достоинствам коробки можно отнести:

    • Такая трансмиссия может использоваться в паре с силовым агрегатом практически любой мощности;
    • По сравнению с вариатором и автоматом роботизированная версия дешевле, хотя это довольно инновационная разработка;
    • Роботы надежнее других автоматических трансмиссий;
    • За счет внутреннего сходства с механикой легче найти специалиста, который возьмет на себя ремонт агрегата;
    • Более эффективное переключение передач позволяет использовать мощность двигателя без критического увеличения расхода топлива;
    • За счет повышения эффективности машина выбрасывает меньше вредных веществ в окружающую среду.

    Несмотря на явные преимущества перед другими автоматическими трансмиссиями, робот имеет несколько существенных недостатков:

    • Если автомобиль оборудован однодисковым роботом, то поездку на таком транспортном средстве нельзя назвать комфортной. При переключении передач будут ощутимые рывки, как будто водитель резко нажимает педаль сцепления на механику.
    • Чаще всего в агрегате выходят из строя сцепление (меньшая плавность зацепления) и исполнительные механизмы. Это усложняет ремонт трансмиссий, так как у них небольшой рабочий ресурс (около 100 тысяч километров).Редко когда сервопривод можно отремонтировать, а новый механизм стоит дорого.
    • Что касается сцепления, то ресурс диска тоже очень маленький — около 60 тысяч. Причем примерно на половину ресурса нужно проводить «соединение» коробки по условию поверхности трения деталей.
    • Если говорить о преселективной модификации DSG, то она оказалась надежнее за счет меньшего времени на переключение скоростей (благодаря этому автомобиль не так сильно тормозит).Несмотря на это, у них все же страдает адгезия.

    С учетом перечисленных факторов можно сделать вывод: по надежности и долговечности механике пока нет равных. Если упор делается на максимальный комфорт, то лучше выбирать вариатор (в чем его особенность, читайте здесь ). Следует учитывать, что такая трансмиссия не даст возможности экономить топливо.

    В заключение предлагаем короткое видео-сравнение основных типов трансмиссий — их плюсы и минусы:

    ПОДОБНЫЕ СТАТЬИ

    Роботизированная коробка передач — устройство и принцип работы МКПП

    Ни один современный автомобиль не заводится и не заводится. двигаться плавно, если в его устройстве нет трансмиссии.Сегодня существует большое количество всевозможных коробок передач, которые не только позволяют водителю выбрать вариант, соответствующий его материальным возможностям, но и дают возможность получить максимальный комфорт от вождения.

    Кратко об основных типах трансмиссии рассказано в отдельном обзоре … Теперь поговорим подробнее о том, что такое роботизированная коробка передач, ее основных отличиях от механической коробки передач, а также рассмотрим принцип работы этого агрегата. .

    Что такое роботизированная коробка передач

    Работа коробки передач практически идентична механическому аналогу за исключением некоторых особенностей.Устройство робота включает в себя множество деталей, составляющих уже знакомую всем механическую версию ящика. Основное отличие роботизированного в том, что управление им микропроцессорного типа. В таких коробках передач переключение передач осуществляется электроникой на основании данных с датчиков двигателя, педали газа и колес.

    Роботизированный ящик тоже можно назвать автоматом, но это неправильное название. Дело в том, что АКПП часто используют как обобщающее понятие.Так, у этого же вариатора есть автоматический режим переключения передаточных чисел, так что у некоторых он еще и автоматический. По сути, по устройству и принципу работы робот ближе к механической коробке.

    Внешне отличить АКПП от МКПП невозможно, так как они могут иметь идентичный селектор и кузов. Вы можете проверить трансмиссию только во время движения автомобиля. У каждого типа агрегата свои особенности работы.

    Основное назначение роботизированной трансмиссии — максимально облегчить вождение.Водителю не нужно самостоятельно переключать передачи — эту работу выполняет блок управления. Помимо комфорта, производители АКПП стремятся удешевить свою продукцию. Сегодня робот является самым бюджетным типом коробки передач после механики, но он не обеспечивает такого комфорта вождения, как вариатор или автомат.

    Принцип работы роботизированной коробки передач

    Роботизированная трансмиссия может переключаться на следующую скорость автоматически или полуавтоматически.В первом случае на микропроцессорный блок поступают сигналы от датчиков, на основе которых запускается алгоритм, запрограммированный производителем.

    Большинство коробок передач оснащено ручным переключателем. В этом случае скорости все равно будут включаться автоматически. Единственное, водитель может самостоятельно сигнализировать момент включения повышенной или пониженной передачи. Некоторые автоматические трансмиссии типа Tiptronic имеют похожий принцип.

    Для увеличения или уменьшения скорости водитель перемещает рычаг селектора в сторону + или в сторону -.Благодаря этой опции некоторые люди называют эту передачу последовательной или последовательной.

    Роботизированная коробка работает по следующей схеме:

    1. Водитель включает тормоз, запускает двигатель и переводит переключатель режимов движения в положение D;
    2. Сигнал с блока идет на блок управления коробкой;
    3. В зависимости от выбранного режима блок управления активирует соответствующий алгоритм, по которому блок будет работать;
    4. В процессе движения датчики посылают в «мозг робота» сигналы о скорости движения транспортного средства, о загруженности силового агрегата, а также о текущем режиме коробки передач;
    5. Как только показатели перестают соответствовать программе, установленной на заводе, блок управления дает команду на переключение на другую передачу.Это может быть как увеличение, так и уменьшение скорости.

    Когда водитель управляет автомобилем с механикой, он должен пощупать свое транспортное средство, чтобы определить момент перехода на другую скорость. В роботизированном аналоге происходит аналогичный процесс, только водителю не нужно думать, когда перевести рычаг переключения передач в нужное положение. Вместо этого это делает микропроцессор.

    Система отслеживает всю информацию со всех датчиков и выбирает оптимальную передачу для конкретной нагрузки.Чтобы электроника могла переключать передачи, в трансмиссии есть гидромеханический привод. В более распространенном варианте вместо гидромеханики установлен электропривод или сервопривод, который подключает / отключает сцепление в коробке (кстати, это имеет некоторое сходство с автоматической коробкой передач — сцепление находится не там, где находится стоит в МКПП, а именно возле маховика, а вот в корпусе самой трансмиссии).

    Когда блок управления подает сигнал о том, что пора переключиться на другую скорость, первым активируется первый электрический (или гидромеханический) сервопривод.Он расцепляет поверхности трения сцепления. Затем второй сервопривод перемещает шестерни в механизме в желаемое положение. Затем первый медленно отпускает сцепление. Такая конструкция позволяет механизму работать без участия водителя, поэтому в машине с роботизированной трансмиссией педаль сцепления отсутствует.

    Многие коробки переключения передач имеют принудительные положения передач. Этот так называемый типтроник позволяет водителю самостоятельно контролировать момент переключения на более высокую или пониженную скорость.

    Роботизированное устройство коробки передач

    Сегодня существует несколько типов роботизированных трансмиссий для легковых автомобилей. В некоторых приводах они могут отличаться друг от друга, но основные части остаются идентичными.

    Вот узлы, входящие в коробку передач:

    1. Сцепление. В зависимости от производителя и модификации агрегата это может быть одна деталь с фрикционной поверхностью или несколько подобных дисков. Чаще всего эти элементы располагаются в теплоносителе, который стабилизирует работу агрегата, предохраняя его от перегрева.Преселективный или двойной вариант считается более эффективным. В этой модификации, пока включена одна передача, вторая готовится к включению следующей скорости.
    2. Основная деталь — обычная механическая коробка. Каждый производитель использует разные запатентованные разработки. Например, робот марки Mercedes (Speedshift) внутренне представляет собой автоматическую коробку передач 7G-Tronic. Единственное отличие агрегатов в том, что вместо гидротрансформатора используется муфта с несколькими фрикционными дисками.У BMW похожий подход. Его коробка передач SMG основана на шестиступенчатой ​​механической коробке передач.
    3. Привод сцепления и трансмиссии. Возможны два варианта — с электроприводом или гидромеханический аналог. В первом случае выжимание сцепления осуществляется электродвигателем, а во втором — гидроцилиндрами с электромагнитными клапанами. Электропривод работает медленнее гидравлики, но не требует поддержания постоянного давления в магистрали, от которой работает электрогидравлический тип.Гидравлический робот переходит к следующему этапу намного быстрее (0,05 секунды против 0,5 секунды у электрического аналога). В основном электрическая коробка передач устанавливается на бюджетные автомобили, а гидромеханическая коробка передач устанавливается на спорткары премиум-класса, так как в них чрезвычайно важна скорость переключения передач без прерывания подачи питания на ведущий вал.
    4. Датчик. Таких деталей в роботе очень много. Они контролируют множество различных параметров трансмиссии, например, положение вилок, обороты входного и выходного валов, в каком положении заблокирован селекторный переключатель, температуру охлаждающей жидкости и т. Д.Вся эта информация поступает на устройство управления механизмом.
    5. ЭБУ — это микропроцессорный блок, в который запрограммированы разные алгоритмы с разными показателями, поступающими от датчиков. Этот блок подключается к главному блоку управления (оттуда поступают данные о работе двигателя), а также к системам электронной блокировки колес (ABS или ESP).
    6. Приводы — гидроцилиндры или электродвигатели в зависимости от модификации коробки.

    Специфика работы РКПП

    Чтобы автомобиль плавно заводился, водитель должен правильно использовать педаль сцепления.После того, как он включил первую или заднюю передачу, ему нужно плавно отпустить педаль. Когда водитель почувствует зацепление дисков, отпуская педаль, он может добавить обороты двигателя, чтобы автомобиль не глохнул. Так работает механика.

    Идентичный процесс происходит в роботизированном аналоге. Только в этом случае от водителя не требуется большого мастерства. Ему нужно только переместить переключатель коробки в соответствующее положение. Автомобиль начнет движение в соответствии с настройками блока управления.

    Самая простая одинарная модификация работает по принципу классической механики. Однако при этом наблюдается наличие одной проблемы — электроника не фиксирует обратную связь от сцепления. Если человек умеет определять, насколько плавно нужно отпускать педаль в том или ином случае, то автоматика работает более жестко, поэтому движение автомобиля сопровождается ощутимыми рывками.

    Особенно это чувствуется в модификациях с электроприводом исполнительных механизмов — при переключении передачи муфта будет в разомкнутом состоянии.Это будет означать перерыв в подаче крутящего момента, из-за чего автомобиль начнет тормозить. Поскольку скорость вращения колес уже меньше соответствует включенной передаче, возникает небольшой рывок.

    Новаторским решением этой проблемы стала разработка модификации с двойным сцеплением. Ярким представителем такой трансмиссии является Volkswagen DSG. Давайте подробнее рассмотрим его особенности.

    Характеристики роботизированной коробки передач DSG

    Аббревиатура означает коробку передач с прямым переключением передач.По сути, это две механические коробки, установленные в одном корпусе, но с одной точкой подключения к шасси машины. У каждого механизма своя муфта.

    Основная особенность данной модификации — преселективный режим. То есть, пока первый вал работает с включенной шестерней, электроника уже подключает соответствующие шестерни (при ускорении для увеличения передачи, при замедлении — для понижения) второго вала. Главному исполнительному механизму нужно только отключить одно сцепление и подключить другое.Как только от блока управления поступает сигнал о переходе на другую ступень, рабочая муфта размыкается, и сразу подключается вторая с уже включенными передачами.

    Такая конструкция позволяет ездить без сильных рывков при разгоне. Первая разработка преселективной модификации появилась в 80-х годах прошлого века. Правда, тогда роботов с двойным сцеплением устанавливали на раллийные и гоночные автомобили, в которых скорость и точность переключения передач имеют большое значение.

    Если сравнивать коробку DSG с классическим автоматом, то у первого варианта больше преимуществ. Во-первых, за счет более привычного строения основных элементов (производитель может взять за основу любой готовый механический аналог) такая коробка будет дешевле в продаже. Тот же фактор влияет на обслуживание агрегата — механика надежнее и легче ремонтируется.

    Это позволило производителю установить инновационную трансмиссию на бюджетные модели своей продукции.Во-вторых, многие владельцы автомобилей с такой коробкой передач отмечают повышение экономичности автомобиля по сравнению с идентичной моделью, но с другой коробкой передач.

    Инженеры концерна VAG разработали два варианта трансмиссии DSG. Один из них имеет маркировку 6, а другой — 7, что соответствует количеству шагов в коробке. Также шестиступенчатый автомат использует мокрое сцепление, а семиступенчатый аналог — сухое. Более подробно о плюсах и минусах коробки DSG, а также о том, чем еще модель DSG 6 отличается от седьмой модификации, рассказывается в отдельной статье .

    Достоинства и недостатки

    Рассматриваемый тип трансмиссии имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К достоинствам коробки можно отнести:

    • Такая трансмиссия может использоваться в паре с силовым агрегатом практически любой мощности;
    • По сравнению с вариатором и автоматом роботизированная версия дешевле, хотя это довольно инновационная разработка;
    • Роботы надежнее других автоматических трансмиссий;
    • За счет внутреннего сходства с механикой легче найти специалиста, который возьмет на себя ремонт агрегата;
    • Более эффективное переключение передач позволяет использовать мощность двигателя без критического увеличения расхода топлива;
    • За счет повышения эффективности машина выбрасывает меньше вредных веществ в окружающую среду.

    Несмотря на явные преимущества перед другими автоматическими трансмиссиями, робот имеет несколько существенных недостатков:

    • Если автомобиль оборудован однодисковым роботом, то поездку на таком транспортном средстве нельзя назвать комфортной. При переключении передач будут ощутимые рывки, как будто водитель резко нажимает педаль сцепления на механику.
    • Чаще всего в агрегате выходят из строя сцепление (меньшая плавность зацепления) и исполнительные механизмы. Это усложняет ремонт трансмиссий, так как у них небольшой рабочий ресурс (около 100 тысяч километров).Редко когда сервопривод можно отремонтировать, а новый механизм стоит дорого.
    • Что касается сцепления, то ресурс диска тоже очень маленький — около 60 тысяч. Причем примерно на половину ресурса нужно проводить «соединение» коробки по условию поверхности трения деталей.
    • Если говорить о преселективной модификации DSG, то она оказалась надежнее за счет меньшего времени на переключение скоростей (благодаря этому автомобиль не так сильно тормозит).Несмотря на это, у них все же страдает адгезия.

    С учетом перечисленных факторов можно сделать вывод: по надежности и долговечности механике пока нет равных. Если упор делается на максимальный комфорт, то лучше выбирать вариатор (в чем его особенность, читайте здесь ). Следует учитывать, что такая трансмиссия не даст возможности экономить топливо.

    В заключение мы предлагаем короткое видео-сравнение основных типов передач — их плюсы и минусы:

    ПОДОБНЫЕ СТАТЬИ

    Даже с роботами, производителям нужен человеческий контакт: NPR

    Роботизированная рука работает на производственной линии на заводе Volvo в Риджвилле, С.C. Но другие важные работы, включая основные этапы окончательной сборки, по-прежнему выполняются людьми. Камила Домоноске / NPR скрыть подпись

    переключить подпись Камила Домоноске / NPR

    Роботизированная рука работает на производственной линии на заводе Volvo в Риджвилле, С.C. Но другие важные работы, включая основные этапы окончательной сборки, по-прежнему выполняются людьми.

    Камила Домоноске / NPR

    Роботы произвели революцию в автомобилестроении, сделав заводы более безопасными, а продукты — более надежными — и сократив количество людей, вовлеченных в процесс. Но войдите в современный автомобильный завод, и вы быстро поймете, что роботы вряд ли заменили человеческое прикосновение — по крайней мере, в некоторых областях.

    Автомобильный завод Volvo в Риджвилле, Южная Каролина, открывшийся в прошлом году, преподает наглядный урок. Завод производит роскошный седан S60 для рынка США, а также на экспорт.

    Начало производственной линии высоко автоматизировано; в первом из трех больших зданий численность роботов превышает численность людей от 300 до 200. Но в конце процесса преобладают люди.

    Начнем с роботов.За ограждением безопасности полдюжины роботов-манипуляторов движутся согласованно, сваривая вместе кузов автомобиля, мягко жужжая. Свет в этой части массивного здания приглушен, потому что роботам не требуется много света для завершения своей работы.

    Роботы, бесспорно, лучше людей в некоторых задачах. Они точны и последовательны, и они превосходно повторяют одно и то же движение снова и снова.

    Джефф Мур, вице-президент Volvo по производству в Северной и Южной Америке, говорит, что при принятии решения о том, какие задания назначить роботу, компания начинает с монотонной, требовательной к физическим нагрузкам работы — особенно всего, что связано с проблемами безопасности.

    «Со всем жаром, искрами, большим током и прочими вещами, связанными со сваркой, это естественное место для более тщательной автоматизации», — говорит он.

    Но в других частях линии «человеческое прикосновение имеет много преимуществ», — говорит Мур.

    Или, как сказал в прошлом году генеральный директор Tesla Илон Маск, «людей недооценивают».

    Он признал, что Tesla просчиталась, обратившись к тяжелой автоматизации в своем Фремонте, штат Калифорния., конвейер. После того, как возникли проблемы с производством, производитель электромобилей изменил курс и начал возвращать задачи людям.

    Так где именно люди до сих пор побеждают роботов? Следуйте за кузовом автомобиля по сборочной линии Volvo, и в конечном итоге огни станут яркими, когда люди прикрепят капот, багажник, крылья и бамперы.

    Рабочие осматривают кузов седана Volvo S60 20 июня 2018 года. Роботизированные датчики исследуют сварные швы, а человеческие руки и глаза оценивают прикосновение к металлу. Логан Сайрус / Блумберг через Getty Images скрыть подпись

    переключить подпись Логан Сайрус / Bloomberg через Getty Images

    Рабочие осматривают кузов седана Volvo S60 20 июня 2018 года. Роботизированные датчики исследуют сварные швы, а человеческие руки и глаза оценивают прикосновение к металлу.

    Логан Сайрус / Bloomberg через Getty Images

    Затем идет контроль качества. Роботы с датчиками проверяют точечные сварные швы, а люди водят руками по поверхности металлического корпуса, выискивая недостатки. Буквальное человеческое прикосновение здесь все еще невозможно превзойти.

    Кузов машины проезжает по небесному мосту в другое здание, где его окрашивают — еще одна задача, в которой роботы преуспевают. Затем он отправляется в третье здание для окончательной сборки, где тысячи деталей со всего мира собираются вместе, чтобы сформировать законченный автомобиль.Здесь снова правят люди.

    Люди лучше роботов манипулируют сложными формами и соединяют их воедино — это как раз те навыки, которые необходимы, например, для прикрепления деталей к двигателям.

    Эти рабочие также работают с различными типами двигателей — газовыми или гибридными, полноприводными или переднеприводными, с турбонаддувом или без него, а в будущем даже с полностью электрическими двигателями. Люди могут легко переключаться между разными задачами и даже на лету брать новые; роботов не так уж и много.

    По мере того как Тремейн Смоллс прикрепляет приводные валы к двигателям, а репортер по радио иногда мешает ему, он не обращает внимания на сложности работы с двигателями разных типов.

    «Это один и тот же процесс, только разные приводные валы», — говорит он, показывая, как он сверяет номера деталей на листе бумаги, чтобы убедиться, что каждый двигатель настроен правильно.

    Завод Volvo полагается на людей, которые прикрепляют приводные валы и другие детали к конечной производственной линии.Рабочие сверяют номера деталей с бумажными распечатками, прикрепленными к каждому двигателю. Гэри Коулман / Предоставлено Volvo Cars America скрыть подпись

    переключить подпись Гэри Коулман / Предоставлено Volvo Cars America

    Завод Volvo полагается на людей, которые прикрепляют приводные валы и другие детали к конечной производственной линии.Рабочие сверяют номера деталей с бумажными распечатками, прикрепленными к каждому двигателю.

    Гэри Коулман / Предоставлено Volvo Cars America

    Джейсон Додгинс, работавший на той же линии, раньше был руководителем группы производителя подшипников. Там, по его словам, его работа заключалась в том, чтобы запустить машину с компьютерным управлением.

    «Машина выполняла большую часть основной работы», — говорит он. «Вы в основном проводили инспекцию». Напротив, работа на этой сборочной линии для автомобилей «требует гораздо большего количества ручного труда», — говорит он.

    По мере того, как двигатель движется по линии, люди и машины делят работу. Кайла Джеймс, проработавшая всего две недели на эту работу, использует механический подъемник для установки выхлопной системы; снимает физическое напряжение задачи. Позже большая машина устанавливает одновременно десятки болтов, но между каждым какофоническим залпом Брэндон Маршалл вставляет различные болты на место.

    Люди вытесняют роботов в этих задачах, даже когда все идет гладко, но у них есть особое преимущество, когда что-то идет не так.

    На современных автозаводах, вдохновленных революционной производственной философией Toyota, рабочих поощряют останавливать конвейер всякий раз, когда возникает какая-либо проблема, большая или маленькая. (На таких заводах, как этот завод Volvo, рабочие тянут шнур и играет музыка — разные песни для каждого местоположения сигнализируют о возникновении проблемы.)

    Роботы тоже могут определять определенные ошибки, возникающие в процессе работы, но у людей есть явное преимущество, когда решает эти проблемы.

    Рассмотрим радиаторы Volvo. В одной ключевой точке линии кузов автомобиля, ожидающий на приподнятом конвейере, опускается на двигатель, трансмиссию, оси и все остальное, что заставляет автомобиль двигаться. Они собираются вместе в «точке брака».

    «Если этот радиатор не отодвинуть достаточно далеко, он разобьется вместе с корпусом», — говорит Трей Йонсе, помогавший установить линию точки брака.

    Первоначальный производственный процесс предусматривал использование резиновых лент, чтобы удерживать радиатор на месте в этот ключевой момент, но лазерный датчик часто обнаруживал, что радиатор был не совсем в нужном месте. Машины могут пометить проблему, которую нужно исправить.

    Но людей, в отличие от роботов, раздражают повторяющиеся проблемы.

    «Им просто надоело это делать, и один парень придумал идею, и она сработала», — говорит Йонсе. Он указывает на маленький желтый кусок пластика, который более эффективно удерживает радиатор на месте — улучшение процесса.

    Мур, вице-президент Volvo, говорит, что компания уже подала заявку на получение нескольких патентов на основе идей, которые исходили от рабочих этого нового завода.

    Люди имеют сильные стороны по сравнению с роботами на самых разных рабочих местах — не только на автомобильных заводах.

    И вообще, люди и роботы лучше всего работают вместе, когда роботы выполняют опасную, монотонную работу и точную работу, в то время как люди выполняют тактильную работу, переключаются между задачами, принимают решения — и придумывают творческие идеи для улучшения вещей.

    В каком-то смысле здесь есть урок философии.

    «Люди часто думают о производственных рабочих как о плохой замене роботов, — говорит Сьюзан Хелпер, экономист из Университета Кейс Вестерн Резерв. Как машина, которая жалуется, устает и ошибается.

    Исторически сложилось так, что некоторые фабрики пытались обращаться со своими рабочими как с роботами, отделяя «умственную» работу от «ручной» и заставляя рабочих сборочного конвейера выполнять повторяющиеся задачи, не задумываясь.В этой настройке робот — это апгрейд человека-рабочего: он не будет жаловаться и уставать.

    «Но на практике это действительно сложно, и рабочий конвейера часто выносит суждения», — говорит Хелпер. «И оказывается, что когда вы забираете этого человека, у вас возникают проблемы, которые трудно решить».

    Это означает, что лучшее, что могут сделать роботы для производства, — это не заменить людей, а дать им возможность работать как люди.

    Автоматические коробки передач — все, что вам нужно знать

    Коробка передач DSG работает по тому же принципу, что и автоматическая коробка передач с одним сцеплением (подробнее об этом позже), но, как следует из названия, использует два сцепления.Идея состоит в том, что они могут выровнять передачу, которая, по их мнению, вам понадобится следующей, на одном сцеплении, в то время как другое все еще используется для управления автомобилем, и это позволяет чрезвычайно быстро переключать передачи.

    Однако из-за того, как они работают, автоматика с двойным сцеплением имеет тенденцию к рывкам, чем блоки гидротрансформатора, на более низких скоростях. Они также могут быть слишком заинтересованы в быстром переходе на более высокие передачи, оставляя машину на неправильной передаче, чтобы обеспечить наилучшее ускорение для обгона. Однако, чтобы противостоять этому, большинство из них также позволяет водителю переключать передачи вручную, часто с помощью подрулевых переключателей за рулевым колесом автомобиля.

    Их сложность — еще один недостаток; в последние годы старые агрегаты приобрели репутацию плохой надежности, и некоторые владельцы сообщают о том, что их агрегаты нуждаются в дорогостоящих ремонтных работах.


    CVT автомат

    Также известен как e-CVT, Xtronic

    Для Механически простой и надежный; экономичный

    против Обычно шумит; может быть вялым; мало возможностей для ручного управления

    Бесступенчатая трансмиссия (CVT) необычна тем, что в ней не используются зубцы для шестерен, как в традиционной коробке передач.Вместо этого он работает как шестерни на вашем велосипеде.

    Внутри коробки передач CVT вы найдете два шкива конической формы: один соединен с двигателем, а другой приводит в движение колеса, соединенные ремнем. Шкивы непрерывно расширяются и сжимаются в диаметре при ускорении или замедлении, что изменяет передаточное число.

    Поскольку передаточное число бесконечно регулируется между самым высоким и самым низким передаточным числом, двигатель остается в своем диапазоне мощности при ускорении, вместо того, чтобы входить и выходить из наиболее эффективного диапазона оборотов двигателя, как в случае с другими типами коробок передач. .Более того, нет фиксированных передач, нет переключения передач, а это означает плавное ускорение без толчков.

    Границы | Компактные редукторы для современной робототехники: обзор

    Введение

    Промышленные роботы составляют основу нескольких крупных традиционных производств, включая автомобилестроение и электронику. Сегодня многие регионы мира видят реальную возможность возродить обрабатывающую промышленность, внедряя роботов на малых и средних предприятиях (МСП) и в вспомогательные услуги, как правило, в здравоохранении (SPARC, 2015).

    Для крупномасштабных промышленных сред с высокой степенью автоматизации преимущество роботизированных решений по сравнению с людьми-операторами в основном заключается в (i) большей доступности и (ii) способности перемещать — обычно большие — полезные грузы с исключительной точностью позиционирования и с высокой скоростью. Эти аспекты имеют решающее значение при разработке и выборе подходящих технологий для промышленного робота, особенно для первичных двигателей и трансмиссий, обеспечивающих движение этих устройств.

    Применения в производстве и персональном обслуживании малых и средних предприятий бросают вызов этой традиционной парадигме робототехники.Ключ к успеху в этих новых приложениях лежит в очень высокой степени гибкости, необходимой для обеспечения безопасного и эффективного прямого сотрудничества с людьми для достижения общих целей. Эта цель требует, чтобы роботы сначала развили способность безопасно взаимодействовать с людьми в дисциплине, обычно называемой pHRI — физическое взаимодействие человека и робота.

    pHRI оказывает широкое влияние на срабатывание роботов. Опыт, накопленный за последние десятилетия, в основном в области робототехники в сфере здравоохранения, показывает, что для безопасного и эффективного взаимодействия с людьми роботы должны в основном двигаться, как люди, и, следовательно, жертвовать некоторыми из своих традиционных преимуществ с точки зрения полезной нагрузки, точности и скорости.Эта ситуация привела к обширным исследованиям в последние годы, охватывающим оптимальный выбор первичных двигателей и передач для срабатывания HRI (Zinn et al., 2004; Ham et al., 2009; Iqbal et al., 2011; Veale and Xie, 2016 ; Verstraten et al., 2016; Groothuis et al., 2018; Saerens et al., 2019).

    Эти работы относятся к более широкой области исследований, изучающих оптимизацию сцепления между первичным двигателем и коробкой передач для данной задачи в автоматических машинах. Краткий обзор основных разработок в этой области дает полезные сведения, позволяющие понять влияние коробки передач на общую производительность системы.Паш и Серинг (1983) определили важность инерции при срабатывании и предложили использовать передаточное число для согласования инерции двигателя и отраженной нагрузки в качестве средства минимизации потребления энергии для чисто инерционной нагрузки. Чен и Цай (1993) применили эту идею к области робототехники и определили результирующую способность к ускорению конечного эффектора как определяющий параметр. Ван де Стрете и др. (1998) разделили характеристики двигателя и нагрузки, чтобы распространить этот подход на общую нагрузку, и предоставили метод определения подходящих передаточных чисел для дискретного набора двигателей и коробок передач.Roos et al. (2006) изучали выбор оптимального привода для трансмиссии электромобилей, добавляя вклад КПД коробки передач. Giberti et al. (2010) подтверждают инерцию ротора, передаточное отношение, эффективность коробки передач и инерцию коробки передач как наиболее важные параметры для выбора срабатывания и предлагают графический метод оптимизации этого выбора для динамической задачи. Петтерссон и Олвандер (2009) снова сосредоточились на промышленных роботах и ​​представили метод, который моделирует коробку передач с упором на массу, инерцию и трение.Резазаде и Херст (2014) используют очень точную модель двигателя и включают фундаментальный критерий выбора полосы пропускания в дополнение к минимизации энергии. Дрессчер и др. (2016) исследуют влияние трения на планетарный редуктор, в котором кулоновское трение является доминирующим механизмом трения, и демонстрируют, как КПД редуктора обычно становится преобладающим над КПД двигателя при высоких передаточных числах.

    По сравнению с исходными моделями коробок передач, использовавшихся в этих работах, где коробки передач моделировались как идеальные передаточные числа, сложность моделей постепенно возрастала.Тем не менее, необходимо сделать важные — и нереалистичные — упрощения, чтобы добиться хорошей практической применимости этих методов. Таким образом, не учитываются важные эффекты, такие как жесткость на кручение и потерянное движение, в то время как модели инерции и эффективности коробки передач сильно упрощены. Это оправданный подход для множества приложений, где упрощенные методы могут помочь инженерам выбрать подходящие трансмиссии. Однако в HRI эти свойства слишком важны для пригодности коробки передач, и их нельзя так сильно упростить.

    Следовательно, необходим другой подход, чтобы предоставить полезные рекомендации по выбору коробки передач в HRI, избегая чрезмерной сложности задач оптимизации в этой области. Предоставление подробных сведений об эксплуатационных свойствах и характеристиках различных технологий редукторов для обоснованного выбора — еще один вариант, следуя традициям таких работ, как Schempf and Yoerger (1993) или Rosenbauer (1995). Следуя этому подходу, Siciliano et al. (2010), Ли (2014), Шейнман и др.(2016) и Pham and Ahn (2018) предоставляют интересные обзоры высокоточных редукторов для современной робототехники. Однако технологии не анализируются достаточно подробно, чтобы получить хорошее представление о сложных механизмах, в которых они влияют на выполнение роботизированной задачи.

    Основная цель этого обзора состоит в том, чтобы дополнить эти работы подробным анализом основных принципов, сильных сторон и ограничений доступных технологий. Помимо возможности прогнозирования будущего технологий редукторов в робототехнике, этот подход может помочь неспециалистам по редукторам определить подходящие технологии компактных редукторов для многофакторных требований новых робототехнических приложений (López-García et al., 2018). Для специалистов по коробкам передач из других областей этот анализ может помочь им получить полезную информацию о конкретных потребностях приложений HRI.

    Это исследование начинается с краткого описания основных требований к будущим роботизированным трансмиссиям, чтобы затем представить систему оценки, предназначенную для оценки пригодности и потенциала конкретной технологии коробок передач для этой области. Эта структура включает в себя сильную перспективу pHRI и новый параметр — коэффициент скрытой мощности — для оценки эффективности, присущей определенной топологии редуктора.Эта новая структура используется в первую очередь для обзора традиционных технологий редукторов, используемых в промышленных роботах, и новых технологий передачи, которые в настоящее время находятся в процессе выхода на рынок. Наконец, в конце документа приводится краткое изложение результатов этого обзора вместе с нашими выводами и рекомендациями.

    Система оценки роботизированных трансмиссий с расширенными возможностями HRI

    Контроль

    Управление роботизированными устройствами — очень широкая и сложная тема, которая является предметом обширной исследовательской литературы.В этом разделе мы ограничимся введением основных принципов линейности и отраженной инерции, которые являются основными для понимания влияния редуктора на управление.

    Хотя в целом скорость и точность являются противоречивыми требованиями, обычные роботизированные устройства превосходны в достижении высокой точности позиционирования на высокой скорости благодаря использованию жестких приводов с очень линейным поведением (Cetinkunt, 1991). Включение роботизированной трансмиссии влияет на сложность управления в основном двумя способами: вносит дополнительную нелинейность и сильно влияет на отраженную инерцию.

    Нелинейности, вызванные включением трансмиссии, принимают в основном форму люфта и / или трения и уменьшают полосу пропускания системы, создавая важные проблемы управления (Schempf, 1990). Заявление о зубчатых колесах приводит к люфту, трению и (нежелательному) соответствию, что затрудняет точное управление. (Hunter et al., 1991) сегодня так же актуально, как и почти 30 лет назад. Для некоторых технологий большие кинематические ошибки передачи и, в частности, нелинейное трение также могут вызывать значительные нелинейности.

    Передачи также сильно влияют на отраженную инерцию системы. В роботизированном устройстве инерция первичного двигателя обычно на несколько порядков меньше, чем у полезной нагрузки, что делает систему нестабильной и создает серьезные проблемы с управлением. Добавление трансмиссии сильно снижает инерцию полезной нагрузки, которую видит первичный двигатель и которая отражается на него, на коэффициент, равный квадрату передаточного отношения трансмиссии. Таким образом, тщательный выбор трансмиссии может привести к более сбалансированной инерции на обеих сторонах трансмиссии, способствуя минимизации энергопотребления и созданию более надежной, стабильной и точной системы (Pasch and Seering, 1983).

    Отраженная инерция особенно важна, когда рабочие органы претерпевают быстрые и частые изменения скорости и / или крутящего момента, что очень часто встречается в задачах автоматизации и робототехники. В этих случаях вводится перспектива пропускной способности, чтобы подтвердить способность системы отслеживать эти изменения (Sensinger, 2010; Rezazadeh and Hurst, 2014). Это лежит в основе принципа управляемости задним ходом, способности системы демонстрировать низкий механический импеданс, когда она приводится в действие с естественной выходной мощности (с обратным приводом).Это особенно важно при частом двунаправленном обмене энергией между роботом и его пользователем, что типично для реабилитационных устройств или экзоскелетов. Как демонстрируют Ван и Ким (2015), управляемость коробки передач задним ходом включает в себя комбинированный эффект отраженной инерции, отраженного демпфирования и кулоновского трения, и, следовательно, это тесно связано с эффективностью коробки передач.

    Это подчеркивает важность для оценки управляющего воздействия определенной технологии коробки передач как ее способности передаточного числа, так и нелинейностей (люфт, трение), которые она вносит.

    Безопасность

    Промышленные роботы традиционно размещаются за забором в хорошо структурированной среде, где они могут воспользоваться преимуществами своих быстрых и точных роботизированных движений, не подвергая опасности сотрудников-людей.

    Безопасный pHRI, включающий способность безопасно перемещаться в неструктурированной / неизвестной среде, обязательно тесно связан с управляемостью. Текущая стратегия, используемая робототехниками для достижения этой цели, состоит из формирования механического импеданса (Calanca et al., 2015), то есть позволяя контроллеру соответствия управлять сложным динамическим соотношением между положением / скоростью робота и внешними силами (Hogan, 1984).

    Принцип прост: чтобы обеспечить хорошую адаптацию к неопределенной среде, а также целостность человека-оператора / пользователя во время взаимодействия с роботизированным устройством, последний должен двигаться в соответствии с требованиями человека (Karayiannidis et al. др., 2015). Это подчеркивает важность импеданса и внутреннего соответствия (De Santis et al., 2008) и объясняет появление нового типа внутренне гибких приводов для pHRI (Ham et al., 2009), где требуется высокая степень соответствия (Haddadin and Croft, 2016).

    С точки зрения управления, инерция полезной нагрузки, отраженная к первичному двигателю, уменьшается на коэффициент, соответствующий квадрату передаточного числа. Точно так же обычно небольшая инерция ротора первичного двигателя усиливается тем же фактором при отражении в сторону полезной нагрузки, который должен быть добавлен к инерции, возникающей в результате движения роботизированного устройства и груза по соображениям безопасности, а также из соображений безопасности. ограничение рабочих скоростей.

    Хотя в большинстве актуаторов pHRI сегодня используются редукторы с высоким передаточным числом, некоторые известные робототехники Seok et al. (2014), Сенсингер и др. (2011) видят большой потенциал робототехники в использовании двигателей с большим крутящим моментом (бегунок), требующих очень малых передаточных чисел. Новые производители робототехнических решений, такие как Genesis Robotics из Канады или Halodi Robotics AS из Норвегии, предлагают приводы для робототехники, основанные на этих принципах. По их мнению, увеличение инерции двигателя и уменьшение передаточного числа должно приводить к снижению инерции двигателя, отражаемой на рабочий орган, что обеспечивает более высокие рабочие скорости и / или полезную нагрузку без ущерба для целостности оператора.Низкие передаточные числа также имеют дополнительное преимущество в пропускной способности: они имеют меньшее трение и люфт, уменьшая вклад нелинейностей от коробки передач. С другой стороны, умеренное передаточное число не может компенсировать нелинейные условия сцепления — обычно зубчатый крутящий момент (Siciliano et al., 2010).

    При более внимательном рассмотрении технических характеристик этих новых двигателей возникают некоторые вопросы с точки зрения достижимой эффективности, веса или компактности, а также последствий для оборудования, возникающих в результате чрезмерной тяги к высоким электрическим токам (HALODI Robotics, 2018; GENESIS Robotics, 2020).

    Подводя итог, нет полного согласия о том, как лучше всего подойти к безопасному срабатыванию для робототехники. Тем не менее, сильные естественные связи между безопасностью и управляемостью столь же очевидны, как и решающее значение передаточного числа трансмиссии и ее нелинейностей.

    Вес и компактность

    Облегченная конструкция имеет первостепенное значение для обеспечения совместимости безопасности и хорошей производительности в новых приложениях робототехники (Albu-Schäffer et al., 2008). Новейшие коллаборативные роботы (коботы), такие как облегченный робот KUKA, разработанный в сотрудничестве с Институтом робототехники и мехатроники Немецкого аэрокосмического центра (DLR), живут по этому принципу и, следовательно, сильно отличаются от тяжелых и громоздких традиционных промышленных роботов.Благодаря более низкой инерции, легкие коботы обеспечивают более высокую производительность — более высокие скорости — без ущерба для безопасности пользователя.

    Этот выгодный аспект облегченной конструкции имеет и другие преимущества. Для мобильных робототехнических систем меньший вес означает большую автономию. В носимых вспомогательных роботизированных устройствах, включая протезы и экзоскелеты, легкий вес также является ключевым аспектом для повышения комфорта (Toxiri et al., 2019).

    Высокая компактность — еще одна характеристика, присущая этим новым роботизированным устройствам: от коботов до вспомогательных устройств, компактность дает преимущества в маневренности и удобстве взаимодействия.

    В роботизированных приложениях, предполагающих тесное сотрудничество с людьми или предоставление мобильных услуг, позиции по своей природе весьма неопределенны. Легкие и компактные конструкции особенно выгодны (Loughlin et al., 2007) для этих применений с двумя последствиями: первичные двигатели и трансмиссии — обычно самые тяжелые элементы в роботизированном устройстве — должны быть легкими и компактными, но легкие конструкции имеют тенденцию требуйте более низких крутящих моментов.

    В отличие от веса коробки передач, определение подходящего критерия для оценки вклада коробки передач в компактность системы является более сложной задачей.Физический объем определенно играет роль, но наш опыт показывает, что фактическая форма коробки передач имеет тенденцию иметь большее влияние. Еще один аспект, о котором стоит упомянуть, — это наличие в некоторых конфигурациях редукторов свободного пространства для размещения материала или движущихся частей, таких как электродвигатели или выходные подшипники, также могут представлять особый интерес. Поэтому мы решили включить в нашу схему оценки приблизительную форму (диаметр × длина) выбранной коробки передач, в то время как наличие дополнительного места можно напрямую оценить с помощью предоставленных цифр для каждой из конфигураций.

    Эффективность и виртуальная мощность

    КПД

    В таких областях, как автомобильные или ветряные турбины, эффективность редукторов долгое время находилась в центре внимания. С другой стороны, в робототехнике эффективность до недавнего времени не становилась ключевым параметром при выборе подходящей коробки передач (Arigoni et al., 2010; Dresscher et al., 2016).

    Более высокая эффективность — более низкие потери — позволяют снизить энергопотребление и прямо положительно влияют как на эксплуатационные расходы, так и на воздействие машины или устройства на окружающую среду.Для мобильных и носимых роботизированных устройств повышение эффективности также помогает снизить вес системы — требуются батареи меньшего размера — и в конечном итоге приводит к большей автономности и лучшему удобству использования (Kashiri et al., 2018).

    В коробках передач есть еще одно дополнительное преимущество в снижении потерь: большинство механических трансмиссий, используемых в робототехнике, имеют замкнутую форму и используют какой-то контакт зубьев для передачи крутящего момента и движения между первичным двигателем и рабочим органом. Благодаря этому кинематическое соотношение между входной ω In и выходной ω Out заблокировано числом зубьев и определяет его передаточное отношение i K .В коробке передач без потерь передаточное отношение i τ между выходным и входным крутящими моментами τ точно соответствует обратному кинематическому передаточному отношению с противоположным знаком. Но в реальной коробке передач наличие потерь изменяет это равенство, и, поскольку кинематическое передаточное число заблокировано числом зубьев, абсолютное значение передаточного числа крутящего момента должно уменьшаться пропорционально потерям:

    ωInωOut = iK = — η iτ = -ητOutτIn; где η — КПД системы.

    Следовательно, высокие потери в коробке передач означают, что меньший крутящий момент доступен для рабочего органа и требуются более высокие передаточные числа для достижения такого же усиления крутящего момента.

    Редукторы подвержены нескольким видам потерь. Чтобы классифицировать их, мы принимаем критерии, предложенные Talbot и Kahraman (2014), и разделяем их на зависимые от нагрузки (механические) потери мощности, возникающие из-за скольжения и качения контактных поверхностей, как в контактах шестерен, так и в подшипниках, и нагрузки -независимые (спиновые) потери мощности — возникают из-за взаимодействия вращающихся компонентов с воздухом, маслом или их смесью.

    Виртуальная сила

    Термин виртуальная мощность, насколько известно авторам, был первоначально введен Ченом и Анхелесом (2006), но это явление, объясняющее аномально высокие потери, присутствующие в некоторых планетных топологиях, долгое время было известно под разными названиями, включая Blindleistung (Wolf, 1958; Mueller, 1998) и скрытая или бесполезная мощность (Macmillan and Davies, 1965; Yu and Beachley, 1985; Pennestri and Freudenstein, 1993; Del Castillo, 2002).

    Из-за своего принципа действия коробка передач всегда включает сторону с высокой скоростью, с низким крутящим моментом и сторону с высоким крутящим моментом, с низкой скоростью. Следовательно, его внутренние зубчатые зацепления обычно подвержены либо высокому крутящему моменту и низкой скорости, либо условиям высокой скорости и низкого крутящего момента. Однако в некоторых коробках передач из-за их специфической топологии некоторые зацепления шестерен могут одновременно взаимодействовать с высокой скоростью и высоким крутящим моментом. Зубчатые зацепления могут легко достичь КПД выше 98%, но поскольку генерируемые потери приблизительно пропорциональны произведению относительной скорости двух зубчатых элементов и крутящего момента, передаваемого через зацепление (Niemann et al., 1975), на этих высоконагруженных сетках появляются неожиданно большие потери. Виртуальная мощность обеспечивает основу для оценки вклада этого явления, которое мы в дальнейшем будем называть Топологической эффективностью редуктора.

    Некоторые из вышеупомянутых авторов предлагают методы для оценки топологической эффективности данной конфигурации и определения ее влияния на общую эффективность системы. В рамках Chen and Angeles (2006) виртуальная мощность определяется как мощность, измеренная в движущейся — неинерциальной — системе отсчета.Скрытая мощность , представленная Ю и Бичли (1985), соответствует виртуальной мощности, когда опорная рамка является несущим элементом коробки передач, а виртуальное передаточное число — это соотношение между виртуальной мощностью и мощностью, генерируемой внешним крутящим моментом. применяется по ссылке. Используя эти элементы, мы определяем Latent Power Ratio топологии коробки передач как отношение между суммой скрытых мощностей во всех зацеплениях к мощности, потребляемой коробкой передач.Таким образом, большой коэффициент скрытой мощности соответствует низкой топологической эффективности и указывает на сильную тенденцию к возникновению больших потерь за счет зацепления.

    Чтобы облегчить понимание практического влияния на общую эффективность топологической эффективности, характеризующейся скрытым коэффициентом мощности, данной конфигурации редуктора, мы используем на этом этапе уравнения, предложенные Макмилланом и Дэвисом (1965) для расчета упрощенный пример.

    Полная коробка передач робототехники обычно включает в себя несколько зацепляющих контактов, каждый из которых имеет разные рабочие условия и параметры, что приводит к различной эффективности зацепления.Эти КПД очень высоки в оптимизированных зубчатых зацеплениях — часто выше 99% — и позволяют упростить наши расчеты, учитывая общую уникальную эффективность зацепления η м = 99% во всех зацепляющих контактах в нашем редукторе.

    Во-первых, эталонный редуктор, идеальный с точки зрения топологической эффективности, имел бы только одно зацепление и коэффициент скрытой мощности L = 1. Таким образом, потери мощности внутри этого эталонного редуктора можно легко рассчитать как функцию входной мощности. как:

    Таким образом, общая эффективность зацепления всего редуктора соответствует таковой для одиночного зацепляющего контакта:

    ηsys, идеально = PIN-PLossPIN = ηm = 99%;

    Неидеальный редуктор с таким же типовым η m во всех его зацеплениях и со скрытым коэффициентом мощности L, характеризующим его топологический КПД, указывает на то, что общие потери в редукторе можно приблизительно оценить следующим образом:

    Ploss, L≈ PIN * L * (1-ηm)

    И общая эффективность зацепления всей коробки передач теперь составляет:

    ηsys, L = PIN-PLoss, LPIN≈L * ηm + (1-L)

    Что для η м = 99% и для значения L = 50 дает:

    Этот результат следует частично релятивизировать, потому что накопленные потери в первых зацеплениях, задействованных вдоль различных внутренних потоков мощности в коробке передач, приводят к тому, что меньшая виртуальная мощность, как предсказано этими уравнениями, будет течь через последующие зацепления.Эффект от этого заключается в том, что КПД обычно будет падать немного медленнее с коэффициентом скрытой мощности, а более реалистичное значение для предыдущего расчета обычно будет между 55 и 60%.

    Чтобы частично компенсировать это большое влияние топологической эффективности на общую эффективность, конфигурации с большим скрытым коэффициентом мощности требуют чрезвычайно высокой эффективности зацепления: для достижения эффективности системы> 70% системе с L = 100 требуется средняя эффективность зацепления. выше 99.5%.

    Поэтому в нашем дальнейшем анализе мы сосредоточимся только на оценке вклада топологической эффективности в эффективность коробки передач. Это позволяет нам использовать упрощенный метод для расчета коэффициента скрытой мощности, который, в первую очередь, не учитывает влияние на потери, вызванные уменьшением крутящего момента. Соответствующие расчеты, использованные для определения коэффициента скрытой мощности различных конфигураций редукторов, проанализированных в этой работе, включены в Приложение I.

    Подводя итог, чтобы охарактеризовать важный эффект КПД коробки передач, мы оценим порядок величины трех параметров: (i) потери, зависящие от нагрузки, (ii) пусковой момент без нагрузки и (iii) коэффициент скрытой мощности.Хотя на него дополнительно влияет статическое трение, а не только кулоновское и вязкое трение, мы выбрали пусковой крутящий момент без нагрузки (относительно номинального крутящего момента) в качестве практического способа характеристики потерь, не зависящих от нагрузки. Наши обмены с производителями редукторов показывают, что это обычная практика, она не зависит от входной мощности и легко доступна в технических данных производителя.

    Производительность

    По сравнению со специальными машинами и машинами для автоматической сборки промышленные роботы не могут достичь тех же стандартов точности и скорости.Оба аспекта должны были быть скомпрометированы, чтобы обеспечить большую степень гибкости и мобильности, а также рабочего пространства (Rosenbauer, 1995). С этой точки зрения HRI — это всего лишь еще один шаг в том же направлении: чтобы соответствовать дальнейшим потребностям гибкости и мобильности в неструктурированной среде, необходимы дополнительные компромиссы с точки зрения точности и скорости. Этот переход отражен на рисунке 1.

    Рисунок 1 . Графическое описание перехода основных задач задач от машин через промышленных роботов и коботов к людям-операторам.

    Точность и повторяемость

    Множество аспектов редуктора вносят вклад в общую точность полного роботизированного устройства. Эти аспекты долгое время находились в центре внимания традиционной робототехники и сегодня хорошо изучены, так как работы, подобные работам Майра (1989), Шемпфа и Йоргера (1993) или Розенбауэра (1995), содержат очень хорошие ссылки для понимания этих сложных влияний. Эти исследования выявили особенно важную роль, которую играет потеря хода и жесткость на кручение.

    Lost Motion — это дальнейшее развитие принципа люфта, который описывает полное вращательное смещение, создаваемое приложением ± 3% от номинального входного крутящего момента.

    Жесткость на кручение характеризует податливость всех элементов коробки передач при кручении во всем потоке сил под действием внешнего крутящего момента. Это достигается путем блокировки входа редуктора и постепенного увеличения крутящего момента, прилагаемого на выходе, при этом регистрируются изменения жесткости на кручение, приводящие к отклонениям от идеально линейного поведения.

    По своей природе точные — малые потери хода и линейная высокая жесткость на кручение — редукторы упрощают задачу управления и обеспечивают высокую точность, идеально подходят для управления положением, в то время как менее точные редукторы создают более серьезные проблемы для управления положением и могут использоваться для более гибкого срабатывания. . В технологиях редукторов, где скорость оказывает сильное влияние на потери или с особенно нелинейным трением, также необходимо учитывать вклад этих элементов в точность.

    Чтобы охарактеризовать возможности точности, наша конструкция включает потерю движения и жесткость на кручение, а также субъективную оценку изменения эффективности, вызванного изменениями скорости / крутящего момента.

    Скорость и полезная нагрузка

    Промышленные роботы могут обрабатывать большие полезные нагрузки за счет большой инерции. Для коботов, с другой стороны, соображения безопасности подразумевают, что они не должны обрабатывать такие большие полезные нагрузки, но благодаря более легкой конструкции они действительно могут достичь большего отношения полезной нагрузки к массе.

    Соображения безопасности также ограничивают степень, в которой это уменьшение массы может быть использовано для увеличения рабочих скоростей (Haddadin et al., 2009). Тем не менее, более низкий крутящий момент способствует использованию более легких и быстрых электродвигателей, что в принципе требует более высоких передаточных чисел для этих приложений.

    Критерий для характеристики вклада коробки передач в скорость и характеристики полезной нагрузки должен отражать эти аспекты и побуждать нас использовать в нашей структуре (i) максимальную входную скорость, (ii) максимальный воспроизводимый выходной крутящий момент — так называемый момент ускорения — и номинальный крутящий момент, (iii ) передаточное число и (iv) отношение крутящего момента к массе как для номинального, так и для момента ускорения.

    Сводка

    Определение характеристик роботизированных коробок передач — сложная задача: высокая универсальность этих устройств и их сложное взаимодействие с первичными двигателями и системами управления делают прямое сравнение их характеристик особенно сложным.

    Передаточное отношение продемонстрировало сильное влияние на производительность робототехнической системы. Это объясняет его предпочтительную роль в литературе, посвященной оптимизации срабатывания роботов, и растущий интерес робототехников к возможностям использования переменных передач (Kim et al., 2002; Карбон и др., 2004; Страмиджоли и др., 2008; Жирар и Асада, 2017). Хотя мы убеждены, что трансмиссии с регулируемой передачей являются очень многообещающими и определенно будут способствовать формированию будущего ландшафта робототехники, мы ограничили наш анализ здесь компактными коробками передач с постоянным передаточным числом. На данный момент мы считаем, что нам лучше всего подойдет этот ограниченный объем, который на самом деле может также способствовать выявлению потенциальных областей применения и подходящих технологий для трансмиссий с переменным передаточным числом.

    На основе этого анализа мы предлагаем схему оценки будущих роботизированных коробок передач на основе следующих параметров:

    • Передаточное число

    • Ускорение и номинальный выходной крутящий момент

    • Вес

    • Форма: диаметр × длина

    • Ускорение и номинальный крутящий момент к массе

    • КПД: пиковое значение и субъективная зависимость от скорости и крутящего момента

    • Топологическая эффективность: коэффициент скрытой мощности

    • Пусковой момент при прямом и обратном движении без нагрузки в% от номинального входного крутящего момента

    • Потери, не зависящие от нагрузки

    • Потерянное движение

    • Максимальная входная скорость

    • Жесткость на кручение

    Наша структура включает также эталонный вариант использования, характерный для множества задач pHRI согласно нашему собственному опыту: моменты ускорения более 100 Нм и передаточные числа более 1: 100, для которых необходимо оптимизировать вес, компактность и эффективность.

    Обзор технологий передачи данных, используемых в настоящее время в промышленных роботах

    Электродвигатели, оснащенные механическими трансмиссиями, обычно используются в качестве исполнительных механизмов в робототехнике (Rosenbauer, 1995; Scheinman et al., 2016), а также в промышленных роботах. Эти механические трансмиссии почти неизбежно основаны на какой-то зубчатой ​​передаче (Sensinger, 2013).

    Благодаря их большей способности снижать общий вес и поскольку электродвигатели имеют тенденцию иметь более высокий КПД на высоких рабочих скоростях, другой характеристикой промышленных роботизированных трансмиссий является использование относительно больших коэффициентов передачи (передаточных чисел), обычно выше 1:40. (Розенбауэр, 1995).

    Планетарные редукторы: чрезвычайно универсальная платформа

    Планетарные зубчатые передачи

    (PGT) — это компактные, универсальные устройства, широко используемые в силовых передачах. Благодаря характерной коаксиальной конфигурации и хорошей удельной мощности они особенно подходят для вращающихся первичных двигателей, таких как электродвигатели.

    PGT

    могут использовать две дифференцированные стратегии для достижения высоких коэффициентов усиления: (i) добавление нескольких ступеней обычных высокоэффективных PGT — здесь называемых редукторами и представленных на Рисунке 2 — или (ii) использование особенно компактных конфигураций PGT с возможностью получения высоких передаточные числа.

    Рисунок 2 . Внутреннее устройство редуктора Neugart с указанием его основных элементов, адаптировано из Neugart (2020) с разрешения © Neugart GmbH. Он также включает схему базовой топологии.

    Хотя использование нескольких ступеней редукторов позволяет наилучшим образом использовать эффективность зацепления высоких шестерен и приводит к высокоэффективным редукторам, это обычно приводит к тяжелым и громоздким решениям. Компактные конфигурации PGT с другой стороны могут достигать высоких передаточных чисел в очень компактных формах, но они страдают от удивительно высоких потерь, связанных с высокими виртуальными мощностями (Crispel et al., 2018).

    Особенно компактная конфигурация PGT для высоких передаточных чисел была впервые изобретена Вольфромом (1912) и использовалась в редукторах серии RE компании ZF Friedrichshafen AG (ZF), предназначенных для промышленных роботов (Looman, 1996). Эта конфигурация, показанная на Рисунке 3, сильно зависит от Virtual Power, и ZF представляет собой единственное известное коммерческое применение конфигураций PGT, отличное от обычных редукторов. Хотя производство серии RE было прекращено в 90-х годах, Wolfrom PGT в последнее время вызывает растущий интерес сообщества исследователей робототехники, как мы резюмировали в предыдущей статье авторов (López-García et al., 2019а).

    Рисунок 3 . Внутреннее устройство ZF’s RG Series Wolfrom PGT для роботизированных приложений адаптировано из Looman (1996) с разрешения © 1998 Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Он также включает схему базовой топологии.

    В таблице 1 представлена ​​оценка PGT. Несмотря на завышенные размеры для нашего теста, мы использовали ZF RG350 Wolfrom PGT, чтобы попытаться оценить потенциал конфигураций PGT с высоким коэффициентом передачи, основываясь на имеющихся доказательствах его пригодности для достижения высоких коэффициентов (Арнаудов и Караиванов, 2005; Mulzer, 2010 ; Капелевич и AKGears LLC, 2013).Для редукторов мы выбрали — при поддержке производителей — подходящие решения из портфолио Wittenstein и Neugart. Стоит отметить важную роль, которую играет максимальное передаточное число на ступень в редукторе: в то время как Виттенштейн ближе к максимуму осуществимости, определяемому избеганием контакта между соседними планетами, Нейгарт выбирает в своей серии PLE (серия PLFE может достигать 1: 100 соотношений только в два этапа) более ограничительный подход и, следовательно, для достижения общего усиления 1: 100 требуется три этапа вместо двух для Виттенштейна.Это приводит к менее компактным решениям и более низкой эффективности для приложения 1: 100, но позволяет Neugart достичь более высокого выигрыша — до 1: 512 — без фундаментальных изменений в весе, размере или эффективности.

    Таблица 1 . Схема оценки решений с планетарной зубчатой ​​передачей.

    Редукторы

    имеют вес около 4 кг, что нельзя напрямую сравнивать с увеличенными размерами RG350. RG350 имеет форму с большим диаметром и меньшей длиной, чем редукторы.Что касается отношения крутящего момента к весу, значения обоих решений кажутся относительно близкими.

    Редукторы

    имеют сильное преимущество в их хорошем КПД (выше 90%), который также менее чувствителен к изменениям рабочих условий, а пусковые моменты холостого хода очень низкие. Конфигурации с высоким коэффициентом полезного действия показывают, насколько сильно ограничивается топологическая эффективность, что приводит к снижению эффективности. Это, вероятно, объясняет, почему редукторы сегодня являются доминирующей технологией PGT в робототехнике.

    PGT показывают самые высокие входные скорости (до 8 500 об / мин), но их потери хода также самые большие (4–6 Arcmin) в обычных редукторах. В робототехнике PGT широко использовались в первых промышленных роботах, в то время как в последние десятилетия их использование сильно сократилось, в основном из-за их ограничений, связанных с уменьшением люфта. Несмотря на то, что существуют механизмы, ограничивающие изначально более значительную обратную реакцию PGT, на практике они основаны на введении определенной предварительной нагрузки, отрицательно влияющей на их эффективность (Schempf, 1990).

    Гармонические приводы: легкий редуктор деформационной волны без люфта

    Редуктор Strain Wave был изобретен Массером (1955) и нашел широкое применение в 70-х годах, первоначально в аэрокосмической отрасли. Его основное космическое применение было в качестве механического передающего элемента в аппарате лунохода Аполлона 15 в 1971 году (Schafer et al., 2005).

    Его название происходит от характерной деформации его Flexspline , нежесткой, тонкой цилиндрической чашки с зубьями, которые служат в качестве выходных.Flexspline входит в зацепление с фиксированным сплошным круглым кольцом с внутренними зубьями шестерни, Circular Spline , в то время как он деформируется вращающейся эллиптической заглушкой — волновым генератором , как это видно на рис. 4. Редукторы этого типа являются наиболее распространенными. обычно называют Harmonic Drive © (HD) из-за очень эффективной стратегии защиты IP.

    Рисунок 4 . Внутренняя конфигурация коробки передач Harmonic Drive CSG (слева), адаптированная из Harmonic Drive (2014) с разрешения © 2019 Harmonic Drive SE, и коробка передач E-Cyclo (справа), адаптированная из SUMITOMO (2020) с разрешения © Sumitomo Drive, 2020 Germany GmbH.Также включена схема лежащей в основе топологии KHV, используемой для расчета его скрытого коэффициента мощности в Приложении I.

    Для нашего сравнительного анализа мы выбрали два подходящих редуктора Harmonic Drive, CSD-25-2A, предназначенный для интеграции в роботизированное соединение, чтобы обеспечить адекватные структурные граничные условия, и сверхлегкий редуктор CSG-25-LW, представляющий конструктивно достаточное решение. что может быть более прямо по сравнению с другими технологиями. Совсем недавно SUMITOMO представила новый редуктор E-CYCLO, работающий также на принципе действия волны деформации.SUMITOMO предоставила нам доступ к своему самому последнему каталогу (SUMITOMO, 2020), что позволило нам включить его в наш тест (Таблица 2). Еще одна интересная волна деформации, очень похожая на гармонический привод, недавно была также представлена ​​GAM в своей серии коробок передач для робототехники, которая также включает планетарные зубчатые передачи и циклоидные приводы (GAM, 2020).

    Таблица 2 . Схема оценки решений волн деформации.

    Выбранная модель CSG имеет значительно больший крутящий момент, чем предполагалось в нашем тесте.Форма имеет больший диаметр, чем длина, а вес значительно ниже, чем у других технологий, и приводит к лучшему соотношению крутящего момента к массе из проанализированных технологий. Действительно, характерное зацепление с несколькими зубьями обеспечивает большее сопротивление крутящему моменту, чем в PGT, что делает эту технологию очень подходящей для соединений, расположенных ближе к рабочему органу, где они часто встречаются в современных промышленных роботах.

    Пиковый КПД ниже, чем у редукторов, и ближе к RG350, а КПД особенно чувствителен к условиям эксплуатации.Поезда Strain Wave демонстрируют большие потери, не зависящие от нагрузки, и пусковые моменты без нагрузки, особенно в условиях обратного движения, которые становятся особенно критическими для высоких скоростей и / или низких крутящих моментов (Harmonic Drive, 2014). Для роботизированных устройств HRI, подверженных частым изменениям скорости и полезной нагрузки в сочетании с обменом энергией между роботизированным устройством и пользователем, это означает, что средняя эффективность быстро падает ниже 40–50% (López-García et al., 2019b). Также стоит отметить их большой коэффициент скрытой мощности, указывающий на одновременное присутствие высоких крутящих моментов и скоростей в зацеплении зубьев, что также помогает объяснить относительно низкий КПД.

    Еще раз, благодаря зацеплению с несколькими зубьями, можно достичь потерянных движений ниже 1 угловой минуты, что дает этому редуктору сильное преимущество, которое помогает гармоническим приводам находить широкое применение в промышленных роботах. Они смогли вытеснить PGT из многих приложений, особенно после значительного улучшения характеристик в результате новой геометрии зубьев, представленной этой компанией в 90-х годах, что также улучшило линейность их жесткости (Slatter, 2000).

    Максимальная входная скорость раньше была сильным ограничением для использования редукторов HD (Schempf, 1990), но новые достижения и улучшения конструкции позволяют им теперь достигать 7500 об / мин.

    Циклоидные приводы: для высокой прочности и жесткости на кручение

    С момента своего изобретения Лоренцем Брареном в 1927 году (Li, 2014) циклоидные приводы нашли применение в основном на лодках, подъемных кранах и в некотором крупном оборудовании, таком как прокатные станы или станки с ЧПУ. В циклоидных приводах эксцентричное входное движение создает шаткое циклоидальное движение одиночного большого планетарного колеса, которое затем преобразуется обратно во вращение выходного вала и приводит к высокой редукционной способности (Gorla et al., 2008), см. Рисунок 5.

    Рисунок 5 . Внутренняя конфигурация циклоидных приводов SUMITOMO Fine Cyclo F2C-A15 и Fine Cyclo F2C-T155, идентифицирующая их основные элементы, адаптирована из SUMITOMO (2017) с разрешения © Sumitomo Cyclo Drive Germany GmbH, 2017. Он также включает схему лежащих в основе топологий.

    Таблица 3 включает лидера рынка (NABTESCO RV) в этом сегменте и основных претендентов (SPINEA и SUMITOMO). RV от NABTESCO и серия Fine-Cyclo T от SUMITOMO включают в себя обычную ступень PGT с предварительным зацеплением.Полезная нагрузка этих устройств больше, чем требуется для нашего теста, и приводит к большому весу. Это уже дает ценную информацию: более компактные решения недоступны на рынке и, согласно информации, предоставленной некоторыми производителями, менее интересны, поскольку для них потребуется высочайшая точность изготовления и, в конечном итоге, приведет к высоким затратам.

    Таблица 3 . Схема оценки решений для циклоидных приводов.

    Формы аналогичны коробкам передач с волновой деформацией, а по массе больше и ближе к весам PGT по вышеупомянутым причинам.Отношение крутящего момента к массе больше, чем у PGT, но немного ниже, чем у редукторов с волновой деформацией. Основное преимущество циклоидных приводов заключается именно в их способности выдерживать большие нагрузки и особенно ударные нагрузки, а также в минимальных затратах на техническое обслуживание.

    Пиковый КПД выше, чем у редукторов с волновой деформацией, и ближе к КПД PGT, но КПД сильно зависит от условий эксплуатации (Mihailidis et al., 2014), и пусковые моменты холостого хода, и коэффициент скрытой мощности высоки. аналогично редукторам с волновой деформацией.

    Хотя они, как правило, имеют некоторый люфт, который, если его конструкция часто компенсируется, достигает уровней, сопоставимых с уровнями редукторов с волновой деформацией, вероятно, за счет немного более высокого трения. Их жесткость на кручение — самая большая из проанализированных технологий редукторов.

    Приводы

    Cycloid имеют неотъемлемое ограничение на работу с высокими входными скоростями, вызванное наличием большого и относительно тяжелого планетарного (кулачкового) колеса, что приводит к большим инерциям и дисбалансу.Это мотивирует использование, как правило, двух планетарных колес, расположенных последовательно и смещенных на 180 градусов друг к другу, для устранения дисбаланса, уменьшения вибраций и обеспечения более высоких входных скоростей. Это объясняет, как благодаря сочетанию циклоидных приводов со ступенями предварительного зацепления, состоящими из обычных ступеней PGT, циклоидные приводы получили широкое распространение в робототехнике. Такое расположение повышает эффективность, снижает чувствительность к высоким входным скоростям и обеспечивает легкую настройку их передаточных чисел.В 90-х годах гармонические приводы доминировали на рынке роботизированных коробок передач, но усовершенствования циклоидной технологии позволили циклоидным приводам начать покорять бездорожье, сначала в Японии, а затем в других местах (Rosenbauer, 1995). В настоящее время такие производители, как NABTESCO, SUMITOMO или NIDEC, предлагают циклоидные гибриды с интегрированным передаточным механизмом PGT, покрывающие более 60% рынка роботизированных коробок передач, и поэтому стали новой доминирующей технологией, особенно для проксимальных суставов, подверженных более высоким нагрузкам и меньшим ограничениям по весу (WinterGreen Исследования, 2018).

    Наконец, стоит упомянуть наличие относительно большой пульсации крутящего момента, которая вносит нелинейности и усложняет их регулирование. Эта пульсация крутящего момента связана с необходимостью использования циклоидных профилей зубьев, чтобы избежать столкновения зубьев между большим планетарным колесом (-ами) и зубчатым венцом, что делает эти устройства чрезвычайно чувствительными к изменениям межцентрового расстояния, возникающим даже из-за небольших производственных ошибок. Существует несколько попыток улучшить эту ситуацию, используя эвольвентные зубья, менее чувствительные к изменениям межцентрового расстояния, с уменьшенными углами давления и / или коэффициентами контакта для минимизации радиальных сил и повышения эффективности (Морозуми, 1970), а также с использованием других форм нестандартных зубьев. -инволютные зубы (Коряков-Савойский и др., 1996; Хлебаня, Куловец, 2015).

    Обзор новейших технологий передачи для робототехники

    Усилитель крутящего момента REFLEX

    Genesis Robotics привлекла большое внимание в сообществе робототехники с появлением их двигателя с прямым приводом, LiveDrive © . Согласно Genesis, LiveDrive в двух доступных топологиях — радиальном и осевом потоках — обеспечивает сравнительные характеристики в соотношении крутящего момента к массе. Двигатель с осевым магнитным потоком может достигать 15 Нм / кг, в то время как радиальный поток ограничивается максимум 10 Нм / кг.

    Чтобы расширить спектр применения, Genesis Robotics представила совместимую коробку передач, получившую название Reflex , которая показана на рисунке 6. Эта литая под давлением сверхлегкая пластиковая коробка передач предназначена для легких роботов, и хотя изначально она была разработана для совместной работы с LiveDrive. и поэтому он нацелен на передаточные числа ниже 1:30, он также способен обеспечить передаточные числа до 1: 400 (GENESIS, 2018).

    Рисунок 6 . Внутренняя конфигурация и основные элементы редуктора Reflex адаптированы из GENESIS Robotics (2020) с разрешения © 2019 Genesis Robotics.Он также включает схему базовой топологии.

    В основе топологии лежит топология Wolfrom PGT с несколькими меньшими планетами (Klassen, 2019), в которой реактивное (неподвижное) кольцевое зубчатое колесо разделено на две части для балансировки в соответствии с конструкцией, первоначально предложенной Россманом (1934) и используемой в качестве хорошо в передаче Hi-Red Tomcyk (2000).

    В редукторе Reflex выходное кольцо также разделено для облегчения сборки с косозубыми зубьями. Еще одним интересным аспектом этой конструкции является заклеенная лентой форма планет, которая, как подозревают авторы, связана с возможностью предварительной нагрузки системы для достижения нулевого люфта, который, как утверждает Genesis, возможен с этой коробкой передач.По заявлению компании, гибкость пластиковых планетарных колес также дает преимущество в уменьшении люфта.

    К сожалению, пока нет независимых тестов для подтверждения заданных характеристик, и никаких официальных данных, особенно по эффективности, на данный момент от Genesis не имеется, поэтому в Таблицу 4 включено только значение Latent Power Ratio, вытекающее из его топологии.

    Таблица 4 . Схема оценки новых технологий редукторов.

    Таким образом, хотя лежащая в основе топология Wolfrom указывает на то, что эффективность, безусловно, будет сложной задачей, этот инновационный редуктор демонстрирует большой потенциал, доступный для переосмысления существующих технологий и их адаптации к будущим потребностям робототехники. Genesis Robotics недавно вступила в интересное партнерство с известными промышленными компаниями, такими как Koch Industries Inc. и Demaurex AG.

    Драйв Архимеда

    IMSystems из Нидерландов является дочерней компанией Делфтского технологического университета, созданной в 2016 году для использования изобретения Archimedes Drive (Schorsch, 2014).

    Привод Архимеда снова повторяет топологию редуктора Wolfrom (также с разрезным реактивным зубчатым венцом в некоторых его конструкциях), но включает в себя революционное новшество в использовании роликов вместо зубчатых колес для замены зубчатых контактов контактами качения, см. Рисунок 7. Контролируемая деформация планетарных роликов позволяет передавать крутящий момент между планетами аналогично колесам транспортного средства.

    Рисунок 7 . Внутренняя конфигурация привода Архимеда с деталями, показывающими его планеты Flexroller, адаптирована из IMSystems (2019) с разрешения © 2019 Innovative Mechatronic Systems B.V., со схемой лежащей в основе топологии.

    Характеристики, представленные в таблице 4, взятой из брошюры компании (IMSystems, 2019) и доступной по запросу, показывают, что использование топологии Wolfrom дает этому устройству возможность достигать очень высоких передаточных чисел в компактной форме, но это также приводит к низкой топологической эффективности. Согласно IMSystems, замена контакта зубчатого колеса на контакт качения способствует минимизации контактных потерь, которые, в частности, при передаче крутящего момента между планетарной передачей и кольцевыми роликами должны компенсировать высокое латентное соотношение мощности и приводить к максимальному КПД. около 80% (IMSystems, 2019).Никаких данных о пусковых моментах или потерях, не зависящих от нагрузки, не приводится.

    Чтобы обеспечить передачу высокого крутящего момента без проскальзывания, необходимо строго контролировать деформацию роликов планетарного механизма, а также производственные допуски коробки передач. Это представляет собой одну из основных технологических проблем, и это ядро ​​инноваций, вносимых этой технологией (Schorsch, 2014).

    NuGear

    STAM s.r.l. — частная инженерная компания из Генуи, которая помогла разработать роботизированный сустав для гуманоидного робота I-Cub.Их NuGear — это нутационная коробка передач, которая изначально была задумана (Барбагелата и Корсини, 2000) для космических приложений, но могла бы развить свой потенциал для робототехники также за счет исследования альтернативных производственных средств.

    Пока нет общедоступной информации о рабочих характеристиках этой коробки передач, что означает, что мы можем предоставить здесь только предварительный анализ ее топологии и результирующих характеристик, которых можно ожидать на основе ограниченной информации, доступной в основном из проекта Caxman EU ( CAxMan, 2020), для которого NuGear был вариантом использования, и из доступных патентов (Barbagelata et al., 2016).

    На рисунке 8 внутренняя структура NuGear представлена ​​с использованием эквивалентной конфигурации PGT — для облегчения понимания абстрагируется аспект нутации. Таким образом становится ясно, что NuGear напоминает два PGT Wolfrom, для которых несущая используется в качестве входа, соединенных последовательно, и где каждый из них соответствует одному из двух этапов, определенных в Barbagelata et al. (2016). Это еще раз указывает на то, что в этой коробке передач будет присутствовать относительно высокий коэффициент скрытой мощности.Для передаточного числа 1: 100 и при условии сбалансированного усиления 1:10 на каждой из двух ступеней, как предложено в Barbagelata et al. (2016), мы получаем, используя уравнения, выведенные в Приложении I, коэффициент скрытой мощности 32, что указывает на топологическую эффективность, аналогичную таковой у Wolfrom PGT.

    Рисунок 8 . Внутренняя конфигурация двухступенчатой ​​коробки передач NuGear для версии с оппозитными контактами планет адаптирована из CAxMan (2020) с разрешения © Stam S.r.l. Он также включает схему базовой топологии.

    Еще предстоит подтвердить, в какой степени использование методов аддитивного производства может помочь STAM s.r.l. снизить большие затраты на производство конических зубчатых колес, а также определить, сможет ли операция нутации достичь достаточной надежности и более компактной формы, которые могут открыть дверь для ее использования в области робототехники (CAxMan, 2020).

    Двусторонний привод

    Компания FUJILAB в Иокогаме предложила в Fujimoto (2015) коробку передач с высокой степенью управляемости для робототехники, которая особенно подходит для работы без датчика крутящего момента (Kanai and Fujimoto, 2018).

    Как видно на Рисунке 9, конфигурация этого устройства снова аналогична PGT Wolfrom. При такой топологии Fujimoto et al. смогли достичь при передаточном числе 1: 102 КПД при движении вперед 89,9% и КПД при движении задним ходом 89,2%. Пусковой крутящий момент без нагрузки в обратном направлении составил 0,016 Нм в коробке передач с внешним диаметром ~ 50 мм (Kanai and Fujimoto, 2018). Стратегия достижения такой высокой эффективности с топологией Wolfrom заключается в оптимизации коэффициентов сдвига профиля (Fujimoto and Kobuse, 2017).

    Рисунок 9 . Внутренняя конфигурация двустороннего привода, высокоэффективной коробки передач, способной обеспечивать передаточное число 1: 102 с использованием топологии Wolfrom, любезно предоставлено © Yasutaka Fujimoto.

    Эти многообещающие результаты — см. Таблицу 4 — показывают, что выравнивание коэффициентов подвода и углубления посредством оптимизации коэффициентов смещения профиля может привести к чрезвычайно высокой эффективности зацепления. Насколько известно авторам, эта стратегия была первоначально предложена Хори и Хаяши (1994) и особенно интересна в топологии Wolfrom, где она в конечном итоге может обеспечить эффективность выше 90% в сочетании с высокими передаточными числами и компактными топологиями.

    Привод подшипника шестерни

    Вслед за новаторской работой в этой области Джона М. Враниша из НАСА, результатом которой стало изобретение планетарной передачи без водила во Вранише (1995) и подшипников с частичными зубьями (Враниш, 2006), NASA Goddard Space Летный центр представил свою концепцию нового зубчатого подшипника в Вайнберге и др. (2008).

    Северо-Восточный университет в Бостоне продолжил разработку этого нового привода для применения в роботизированных соединениях.Как видно на Рисунке 10, он включает в себя коробку передач Wolfrom, адаптированную для включения конструкции Vranish без опоры и зубчатых подшипников. Подшипники шестерен представляют собой контакты качения, которые предусмотрены для каждой пары зубчатых зацеплений в соответствии с их делительным диаметром и уменьшают нагрузку на подшипники коробки передач (Brassitos et al., 2013). Эта топология обеспечивает удобную интеграцию электромотора, который, следовательно, встроен в полую часть большого солнечного зубчатого колеса в конфигурации, специально предназначенной для космических приложений (Brassitos and Jalili, 2017).

    Рисунок 10 . Внутренняя конфигурация зубчатого подшипника привода, включая встроенный бесщеточный двигатель, адаптирована из Brassitos and Jalili (2017) с разрешения © 2017 Американское общество инженеров-механиков ASME. Справа также показана лежащая в основе топология Wolfrom с расщепленным реакционным кольцом.

    В Brassitos and Jalili (2018) металлический прототип привода с зубчатым подшипником с передаточным числом 1:40 характеризуется жесткостью, трением и кинематической погрешностью.Измерения полностью соответствуют данным FUJILAB и подтверждают низкий пусковой момент без нагрузки в этой конфигурации (0,0165 Нм для внешнего диаметра коробки передач ~ 100 мм). После экспериментального измерения жесткости, трения и кинематической погрешности их привода (Brassitos and Jalili, 2018) интегрировали эти значения в динамическую модель, которая затем была смоделирована и сравнена с откликом скорости разомкнутого контура системы при свободном синусоидальном движении, показав хорошие результаты. корреляция и предлагает очень удобную высокую линейность передачи.

    Предварительные измерения показали хороший комбинированный КПД двигателя и коробки передач Wolfrom с передаточным числом 1: 264 (Brassitos et al., 2013), что не очень хорошо коррелирует с рассчитанным скрытым коэффициентом мощности 196. КПД не был определен. снова в центре внимания недавних статей авторов, и мы, к сожалению, не смогли на данный момент подтвердить окончательные уровни эффективности, которых могут достичь новые прототипы.

    В любом случае привод с зубчатым подшипником дает очень интересные возможности для использования потенциала топологии Wolfrom в робототехнике.Возможность удаления несущего элемента и встраивания электродвигателя в коробку передач в общем корпусе позволяет получить впечатляюще компактные конструкции. Возможность использования продольных роликов зубчатых подшипников для уменьшения радиальной нагрузки на подшипники также является многообещающим вариантом для повышения компактности и повышения эффективности (Brassitos et al., 2019).

    The Galaxie Drive

    Schreiber and Schmidt (2015) защищает основные инновации, включенные в Galaxie Drive, коробку передач, которую WITTENSTEIN в настоящее время выводит на рынок прецизионных коробок передач через свой стартап Wittenstein Galaxie GmbH, созданный в апреле 2020 года.

    Хотя таблица данных и подробная информация еще не доступны, также раскрыты принцип работы и ожидаемая прибыль. Galaxie Drive представляет новый кинематический подход, основанный на линейном наведении одиночного зуба в зубчатом каркасе Teeth Carrier , но, по словам этих авторов, его топология напоминает топологию деформационно-волнового механизма, см. Рис. 11. Гибкая линия заменена зубцами. Держатель, включающий два ряда отдельных зубцов, выполнен с возможностью радиального перемещения и зацепления с круговым шлицем в качестве вращающегося многоугольного вала выполняет роль генератора волн с многоугольным периметром (Schreiber and Röthlingshöfer, 2017).Следовательно, несколько отдельных зубьев входят в зацепление одновременно с круговым шлицем — так же, как в Harmonic Drive. По словам производителя, это вместе с двухточечным контактом с высокой устойчивостью к крутящему моменту между каждым отдельным зубом и зубчатым каркасом обеспечивает этому устройству характерный нулевой люфт, высокую жесткость на кручение и эталонное соотношение крутящего момента к весу.

    Рисунок 11 . Деталь зацепления зубьев коробки передач Galaxy (R) DF адаптирована из Schreiber (2015) с разрешения © 2020 Wittenstein Galaxie GmbH.Он включает схему базовой топологии KHV.

    В ходе прямого обмена мнениями представители Виттенштейна подтвердили, что очевидная проблема трения между отдельными зубьями и их направляющим круговым кольцом решена, и Galaxie может достичь максимальной эффективности выше 90%. Из-за лежащей в основе конфигурации KHV ожидаются большие коэффициенты скрытой мощности, но пока невозможно получить дальнейшее представление об эффективности зацепления, которая будет результатом радиального движения зубьев, которое включает новую логарифмическую спиральную боковую поверхность зуба (Мишель, 2015).

    Первоначально привод Galaxie Drive предназначался для высокоточного оборудования, где высокая жесткость и сопротивление крутящему моменту могут помочь увеличить скорость и повысить производительность. В будущем мы, безусловно, сможем оценить потенциал этой инновационной технологии также для робототехнических приложений.

    Обсуждение

    Новое поколение робототехнических устройств меняет приоритеты в выборе подходящих коробок передач. Вместо высочайшей точности на высоких скоростях эти устройства предъявляют более строгие требования к легким и очень эффективным устройствам с механическим усилением.

    Сверхлегкие приводы деформационных волн (HD, E-cyclo), безусловно, находятся в очень хорошем положении для удовлетворения этих потребностей, что подтверждается их нынешним доминированием в области коботов. При рассмотрении привода волны деформации для роботизированной задачи pHRI работа при низких крутящих моментах и ​​скоростях должна быть сведена к минимуму, если эффективность должна быть максимальной. Хотя их оптимизированная геометрия зубьев способствует более линейной жесткости на кручение, трение остается в значительной степени нелинейным и зависит от направления, вызывая также определенные ограничения использования.Храповик как следствие ударной нагрузки — еще одно ограничение, которое следует учитывать для этого типа редуктора, которое E-Cyclo не должен иметь (SUMITOMO, 2020).

    Циклоидные приводы

    прошли долгий путь, чтобы в конечном итоге стать доминирующей технологией в промышленных роботах. Благодаря технологическим достижениям, направленным на уменьшение люфта и ограничений скорости ввода, они теперь могут обеспечивать хорошую точность с приемлемой эффективностью, несмотря на высокие скрытые коэффициенты мощности, возникающие из-за базовой топологии KHV, эквивалентной топологии приводов с волновой деформацией.Использование ступени перед зацеплением также вносит важный вклад в достижение этой цели за счет повышения базовой топологической эффективности. Сверхлегкие конструкции, подобные конструкции SPINEA, демонстрируют интересный потенциал, но в конечном итоге потребуются более прорывные подходы, такие как пластиковые материалы, чтобы удовлетворить потребности в более легких коробках передач и более высоких передаточных числах, необходимых для HRI. Пока это не станет возможным, циклоидные приводы можно рассматривать только для больших полезных нагрузок, когда их больший вес и результирующая инерция не критичны для работы.Когда исключительная точность не требуется, можно избежать мер компенсации люфта в пользу повышения эффективности и более низких пусковых моментов. В любом случае следует позаботиться о том, чтобы адекватно управлять пульсацией крутящего момента, и, вероятно, необходимо будет оставить этап перед включением, чтобы обеспечить высокие скорости входного двигателя.

    Невозможность планетарных редукторов уменьшить люфт при сохранении хорошей производительности и ограничения жесткости на кручение ограничили их использование в промышленной робототехнике. Тем не менее, PGT чрезвычайно универсальны, что демонстрирует их широкое использование во множестве современных промышленных устройств.И они изначально эффективны, надежны и относительно просты — дешевы — в производстве. Это может объяснить недавний интерес робототехников к PGT и почему пять из шести изученных здесь принципиально инновационных редукторов основаны на конфигурации PGT с высоким передаточным числом: топологии Wolfrom. Лучшая топологическая эффективность в сочетании с улучшением эффективности зацепления за счет модификации профиля или даже еще одного шага вперед по замене зубьев контактами качения являются многообещающими характеристиками. В сочетании с возможностями, открываемыми их полой топологией, эти элементы потенциально могут привести к возвращению PGT в робототехнику.

    Наше исследование показывает, что большая универсальность технологий редукторов, используемых в робототехнике, представляет собой серьезную проблему для прямого сравнения их характеристик. Как показывают примеры люфта и максимальной входной скорости, адекватные модификации конструкции могут надлежащим образом компенсировать большинство исходных слабых мест определенной технологии за счет компромиссов в других аспектах, обычно включая эффективность, размер, вес и стоимость. Точно так же большие скрытые коэффициенты мощности указывают на существенный топологический недостаток с точки зрения эффективности, но он также может быть — по крайней мере частично — компенсирован соответствующими модификациями.Таким образом, обучающий эффект заключается в том, что выбор подходящей технологии редуктора для определенного применения pHRI является чрезвычайно сложным процессом, требующим глубокого понимания фундаментальных недостатков, возможностей улучшения и производных компромиссов каждой технологии. Наша первоначальная цель исследования — внести свой вклад в простую таблицу выбора, способную помочь неопытным робототехникам в выборе подходящих технологий редукторов для своих роботизированных устройств, поэтому не могла быть достигнута.Вместо этого в этой статье собраны и объясняются основные параметры выбора и связанные с ними проблемы в каждой из доступных технологий, чтобы помочь инженерам-роботам pHRI развить необходимые навыки, необходимые для осознанного выбора подходящей, индивидуально оптимизированной коробки передач.

    Два важных аспекта роботизированных редукторов для pHRI, к сожалению, не могут быть адекватно оценены в нашем исследовании на данном этапе: шум и стоимость. По мере того, как робототехнические устройства становятся все ближе к людям, робототехники уделяют все больше внимания шуму.Редукторы, безусловно, представляют собой важный источник шума (переносимого воздухом и конструкцией), но, к сожалению, на данном этапе рекомендуется исключить шум из нашего анализа по двум основным ограничениям. Во-первых, большинство производителей редукторов еще не предоставляют количественных оценок шумовых характеристик, и когда они это делают, они, как правило, следуют другим методам испытаний, которые также не особенно подходят для рабочих условий в pHRI. Во-вторых, современные технологии коробок передач все еще должны пройти ожидаемый процесс оптимизации шума.

    Стоимость также является важным параметром, делающим технологии pHRI более доступными, и поэтому становится важным при выборе подходящих редукторов для будущих робототехнических технологий. К сожалению, и здесь научному сообществу доступно недостаточное количество исходной информации для систематической справедливой оценки крупномасштабного экономического потенциала определенной технологии редукторов. Прежде чем можно будет определить подходящую основу для оценки этого потенциала, требуется большой объем исследовательской работы, которая явно выходит за рамки нашего исследования.

    Эти два ограничения очерчивают основные рекомендации авторов для интересных направлений будущих исследований. Определение стандартных условий испытаний на воздушный и конструкционный шум в коробках передач, особенно адаптированных к типичным условиям эксплуатации и потребности в pHRI, могло бы позволить прямое сравнение различных технологий и способствовать их оптимизации шума. Кроме того, составление доступных моделей затрат для производственных процессов, связанных с изготовлением редукторов, и их адаптация к специфике конкретных технологий, используемых в робототехнике, позволит составить основу для оценки потенциала крупномасштабных затрат (и препятствий) разные технологии.

    Взносы авторов

    Все авторы принимали участие в предварительной работе, связанной с этой темой исследования, и внесли свой вклад в концептуализацию структуры, представленной в рукописи. PG работала над созданием подходящей системы оценки для выполнения анализа коробки передач и взяла на себя инициативу в написании рукописи и преобразовании ее в ее нынешнюю форму. PG и ES в равной степени способствовали выявлению потенциально подходящих технологий и их анализу с помощью структуры.Все корректуры авторов прочитали и внесли свой вклад в окончательную версию статьи.

    Финансирование

    SC, ES (доктор философии) и TV (докторская степень) являются научными сотрудниками Исследовательского фонда Фландрии — Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek (FWO). Эта работа частично финансируется Программой исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 в рамках Соглашения о гранте № 687662 — проект SPEXOR.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Авторы хотели бы поблагодарить профессора Ясутака Фудзимото из Йокогамского национального университета, а также компании Neugart GmbH, Harmonic Drive SE, Sumitomo Drive Germany GmbH, Genesis Robotics, Innovative Mechatronic Systems B.V., Stam s.r.l. и Wittenstein Galaxy GmbH за любезную поддержку и полученные объяснения, а также за разрешение использовать прилагаемые изображения их устройств.

    Дополнительные материалы

    Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/frobt.2020.00103/full#supplementary-material

    Список литературы

    Альбу-Шеффер, А., Эйбергер, О., Гребенштейн, М., Хаддадин, С., Отт, К., Вимбок, Т. и др. (2008). Мягкая робототехника. Робот IEEE. Автомат. Mag. 15, 20–30. DOI: 10.1109 / MRA.2008.927979

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Arigoni, R., Cognigni, E., Musolesi, M., Gorla, C., and Concli, F. (2010). «Планетарные редукторы: эффективность, люфт, жесткость» в Международная конференция VDI по зубчатым колесам (Мюнхен).

    Google Scholar

    Арнаудов, К., Караиванов, Д. (2005). «Планетарные зубчатые передачи с высшим составом» в Международная конференция VDI по зубчатым колесам , Vol. 1904 (Мюнхен: VDI-Bericht), 327–344.

    Барбагелата А. и Корсини Р. (2000). Riduttore Ingranaggi Conici Basculanti . Патент Италии № IT SV20000049A1. Рим: Ufficio Italiano Brevetti e Marchi.

    Барбагелата А., Эллеро С. и Ландо Р. (2016). Планетарная коробка передач .Европейский патент № EP2975296A2. Мюнхен: Европейское патентное ведомство.

    Брасситос, Э. и Джалили, Н. (2017). Разработка и разработка компактного высокомоментного роботизированного привода для космических механизмов. J. Mech. Робот. 9, 061002-1–061002-11. DOI: 10.1115 / 1.4037567

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Брасситос, Э., и Джалили, Н. (2018). «Определение характеристик жесткости, трения и кинематической погрешности в трансмиссиях с шестеренчатыми подшипниками», на Международной конференции по проектированию и проектированию ASME 2018, а также на конференции «Компьютеры и информация в машиностроении» (Квебек: цифровая коллекция Американского общества инженеров-механиков).DOI: 10.1115 / DETC2018-85647

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Брасситос, Э., Мавроидис, К., и Вайнберг, Б. (2013). «Зубчатый подшипниковый привод: новый компактный привод для роботизированных шарниров» на Международной конференции по проектированию и проектированию ASME 2013, а также на конференции «Компьютеры и информация в машиностроении» (Портленд, Орегон: цифровая коллекция Американского общества инженеров-механиков). DOI: 10.1115 / DETC2013-13461

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Брасситос, Э., Вайнберг, Б., Цинчао, К., и Мавроидис, К. (2019). Контактная система изогнутого подшипника . Патент США № US10174810B2. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Google Scholar

    Каланка, А., Мурадор, Р., Фиорини, П. (2015). Обзор алгоритмов совместимого управления жесткими и фиксированными роботами. IEEE / ASME Trans. Мех. 21, 613–624. DOI: 10.1109 / TMECH.2015.2465849

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Карбоне, Г., Mangialardi, L., и Mantriota, G. (2004). Сравнение характеристик полнотороидальных и полутороидальных тяговых приводов. мех. Мах. Теория 39, 921–942. DOI: 10.1016 / j.mechmachtheory.2004.04.003

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Четинкунт, С. (1991). Проблемы оптимального проектирования в высокоскоростных высокоточных сервосистемах движения. Мехатроника 1, 187–201. DOI: 10.1016 / 0957-4158 (91)

  • -A

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чен, К.и Анхелес Дж. (2006). Потери виртуальной мощности и механические потери мощности в зубчатых зацеплениях планетарных зубчатых передач. ASME J. Mech. Des. 129, 107–113. DOI: 10.1115 / 1.2359473

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чен, Д. З., и Цай, Л. В. (1993). Кинематический и динамический синтез редукторных робототехнических механизмов. J. Mech. Des. 115, 241–246. DOI: 10.1115 / 1.2919183

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Crispel, S., López-García, P., Verstraten, T., Convens, B., Saerens, E., Vanderborght, B., and Lefeber, D. (2018). «Представляем составные планетарные передачи (C-PGT): компактный способ достижения высоких передаточных чисел для носимых роботов», на Международном симпозиуме по носимой робототехнике (Пиза), 485–489. DOI: 10.1007 / 978-3-030-01887-0_94

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Де Сантис А., Сицилиано Б., Де Лука А. и Бикки А. (2008). Атлас физического взаимодействия человека и робота. мех.Мах. Теория 43, 253–270. DOI: 10.1016 / j.mechmachtheory.2007.03.003

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дель Кастильо, Дж. М. (2002). Аналитическое выражение КПД планетарных зубчатых передач. мех. Мах. Теория 37, 197–214. DOI: 10.1016 / S0094-114X (01) 00077-5

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дрессчер, Д., де Фрис, Т. Дж., И Страмиджоли, С. (2016). «Выбор мотор-редуктора для повышения энергоэффективности», Международная конференция IEEE 2016 по продвинутой интеллектуальной мехатронике (AIM) (Банф, AB: IEEE), 669–675.DOI: 10.1109 / AIM.2016.7576845

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фудзимото Ю. (2015). Эпициклический зубчатый привод и метод его проектирования . Патент Японии № JP2015164100. Токио: Патентное ведомство Японии.

    Fujimoto, Y., and Kobuse, D. (2017). «Роботизированные приводы с высокой степенью управляемости», на международном семинаре IEEJ по обнаружению, срабатыванию, управлению движением и оптимизации (SAMCON) (Нагаока), IS2–1.

    GAM (2020 г.). GSL Трансмиссионный редуктор .Каталог.

    ГЕНЕЗИС (2018). Усилитель крутящего момента Reflex — движущая сила будущего . Tech Update Общайтесь.

    Гиберти Х., Чинквемани С. и Леньяни Г. (2010). Влияние механических характеристик трансмиссии на выбор мотор-редуктора. Мехатроника 20, 604–610. DOI: 10.1016 / j.mechatronics.2010.06.006

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Жирар А. и Асада Х. Х. (2017). Использование естественной динамики нагрузки с приводами с регулируемым передаточным числом. Робот IEEE. Автомат. Lett. 2, 741–748. DOI: 10.1109 / LRA.2017.2651946

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Горла К., Даволи П., Роза Ф., Лонгони К., Чиоцци Ф. и Самарани А. (2008). Теоретический и экспериментальный анализ циклоидного редуктора скорости. J. Mech. Des. 130: 112604. DOI: 10.1115 / 1.2978342

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Groothuis, S. S., Folkertsma, G.A., и Stramigioli, S. (2018). Общий подход к достижению стабильности и безопасного поведения в распределенных роботизированных архитектурах. Фронт. Робот. AI 5: 108. DOI: 10.3389 / frobt.2018.00108

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хаддадин, С., Альбу-Шеффер, А., и Хирцингер, Г. (2009). Требования к безопасным роботам: измерения, анализ и новые идеи. Внутр. J. Робот. Res , 28, 1507–1527. DOI: 10.1177 / 0278364

    3970

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хаддадин, С., Крофт, Э. (2016). «Физическое взаимодействие человека и робота», в справочнике по робототехнике Springer (Cham: Springer), 1835–1874.DOI: 10.1007 / 978-3-319-32552-1_69

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    HALODI Robotics (2018). Revo1 ™ ДВИГАТЕЛЬ с прямым приводом [Брошюра], Moss. Доступно в Интернете по адресу: https://www.halodi.com/revo1 (по состоянию на 30 апреля 2020 г.).

    Хэм, Р. В., Шугар, Т. Г., Вандерборг, Б., Холландер, К. В., и Лефебер, Д. (2009). Соответствующие конструкции приводов. Робот IEEE. Автомат. Mag. 16, 81–94. DOI: 10.1109 / MRA.2009.933629

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гармонический привод A.G. (2014) Технические данные Наборы компонентов CSD-2A . Каталог.

    Хлебаня Г., Куловец С. (2015). «Разработка плоскоцентрической коробки передач на основе геометрии S-образной шестерни», в 11. Kolloquium Getriebetechnik (Мюнхен), 205–216.

    Google Scholar

    Хоган, Н. (1984). «Управление импедансом: подход к манипуляции», в 1984 American Control Conference (Сан-Диего, Калифорния: IEEE), 304–313. DOI: 10.23919 / ACC.1984.4788393

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хори, К., и Hayashi, I. (1994). Максимальный КПД обычных механических планетарных шестерен парадокса для понижающего привода. Trans. Jpn. Soc. Мех. Англ. 60, 3940–3947. DOI: 10.1299 / kikaic.60.3940

    CrossRef Полный текст

    Хантер И. В., Холлербах Дж. М. и Баллантайн Дж. (1991). Сравнительный анализ актуаторных технологий для робототехники. Робот. Ред. 2, 299–342.

    Google Scholar

    IMSystems (2019). проезд Архимеда.IMSystems — Drive Innovation [Брошюра], Делфт.

    Икбал, Дж., Цагаракис, Н. Г., и Колдуэлл, Д. Г. (2011). «Дизайн носимого оптимизированного экзоскелета руки с прямым приводом», на Международной конференции по достижениям в области взаимодействия компьютера и человека (ACHI) (Гозье).

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Канаи Ю., Фудзимото Ю. (2018). «Бездатчиковое управление для экзоскелета с электроприводом с использованием приводов с высокой степенью обратного хода», на IECON 2018–44-й ежегодной конференции Общества промышленной электроники IEEE (Вашингтон, округ Колумбия: IEEE), 5116–5121.DOI: 10.1109 / IECON.2018.85

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Капелевич А. и ООО «АКГирс» (2013 г.). Анализ планетарных передач с высоким передаточным числом. Коэффициент 3, 10.

    Google Scholar

    Караяннидис Ю., Друкас Л., Папагеоргиу Д. и Доулжери З. (2015). Управление роботом для выполнения задач и повышения безопасности при ударах. Фронт. Робот. AI 2:34. DOI: 10.3389 / frobt.2015.00034

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кашири, Н., Abate, A., Abram, S.J., Albu-Schaffer, A., Clary, P.J., Daley, M., et al. (2018). Обзор принципов энергоэффективного передвижения роботов. Фронт. Робот. AI 5: 129. DOI: 10.3389 / frobt.2018.00129

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ким, Дж., Парк, Ф. К., Парк, Ю., и Шизуо, М. (2002). Проектирование и анализ сферической бесступенчатой ​​трансмиссии. J. Mech. Des . 124, 21–29. DOI: 10.1115 / 1.1436487

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Классен, Дж.Б. (2019). Дифференциальная планетарная коробка передач . Международный патент № WO2019 / 051614A1. Женева: Всемирная организация интеллектуальной собственности, Международное бюро.

    Google Scholar

    Коряков-Савойский Б., Алексахин И., Власов И. П. (1996). Зубчатая передача . Патент США № US5505668A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Google Scholar

    Ли С. (2014). «Новейшие технологии проектирования зубчатых передач с большими передаточными числами», в материалах Proceedings of International Gear Conference (Lyon), 427–436.DOI: 10.1533 / 9781782421955.427

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Looman, J. (1996). Zahnradgetriebe (зубчатые механизмы) . Берлин: Springer-Verlag. DOI: 10.1007 / 978-3-540-89460-5

    CrossRef Полный текст

    Лопес-Гарсия, П., Криспель, С., Верстратен, Т., Сэренс, Э., Конвенс, Б., Вандерборгт, Б., и Лефебер, Д. (2018). «Конструкция планетарного редуктора для активной носимой робототехники, основанная на анализе видов отказов и последствий (FMEA)», на Международном симпозиуме по носимой робототехнике (Пиза), 460–464.DOI: 10.1007 / 978-3-030-01887-0_89

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лопес-Гарсия, П., Криспель, С., Верстратен, Т., Сэренс, Э., Вандерборгт, Б., и Лефебер, Д. (2019a). «Редукторы Wolfrom для легкой робототехники, ориентированной на человека», в Труды Международной конференции по зубчатым колесам 2019 (Мюнхен: VDI), 753–764.

    Лопес-Гарсия, П., Криспель, С., Верстратен, Т., Сэренс, Э., Вандерборгт, Б., и Лефебер, Д. (2019b). «Настройка планетарных зубчатых передач для поддержки и воспроизведения конечностей человека», в MATEC Web of Conferences (Варна: EDP Sciences), 01014.DOI: 10.1051 / matecconf / 201928701014

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лафлин, К., Альбу-Шеффер, А., Хаддадин, С., Отт, К., Стеммер, А., Вимбек, Т., и Хирцингер, Г. (2007). Легкий робот DLR: концепции проектирования и управления роботами в среде обитания человека. Ind. Робот. Int. J . 34, 376–385. DOI: 10.1108 / 01439

    0774386

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Макмиллан Р. Х. и Дэвис П. Б. (1965). Аналитическое исследование систем раздвоенной передачи энергии. J. Mech. Англ. Sci . 7, 40–47. DOI: 10.1243 / JMES_JOUR_1965_007_009_02

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Mayr, C. (1989). Präzisions-Getriebe für die Automation: Grundlagen und Anwendungsbeispiele . Ландсберг: Verlag Moderne Industrie.

    Мишель С. (2015). Logarithmische spirale statt evolvente. Maschinenmarkt № . 18, 40–42.

    Михайлидис А., Афанасопулос Э. и Оккас Э. (2014). «Эффективность циклоидного редуктора», в International Gear Conference (Lyon Villeurbanne), 794–803.DOI: 10.1533 / 9781782421955.794

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Морозуми, М. (1970). Эвольвентное внутреннее зацепление со смещением профиля . Патент США № US3546972A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Google Scholar

    Мюллер, Х. В. (1998). Die Umlaufgetriebe: Auslegung und vielseitige Anwendungen . Берлин; Гейдельберг: Springer-Verlag. DOI: 10.1007 / 978-3-642-58725-2

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мульцер, Ф.(2010). Systematik hoch übersetzender koaxialer getriebe (докторская диссертация). Технический университет Мюнхена, Мюнхен, Германия.

    Google Scholar

    Musser, C. W. (1955). Деформационно-волновая передача . Патент США № US2

    3A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    НАБТЕКО (2018). Прецизионный редуктор серии RV — N . CAT.180410. Каталог.

    Нойгарт, А. Г. (2020). PLE Линия эконом-класса .Каталог.

    Ниманн Г., Винтер Х. и Хён Б. Р. (1975). Maschinenelemente, Vol. 1 . Берлин; Гейдельберг; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

    Google Scholar

    Pasch, K. A., and Seering, W. P. (1983). «О приводных системах для высокопроизводительных машин», в Машиностроение (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Машиностроение Общества ASME-AMER), 107–107.

    Pennestri, E., and Freudenstein, F. (1993). Механический КПД планетарных зубчатых передач. ASME J. Mech. Des . 115, 645–651. DOI: 10.1115 / 1.2919239

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Петтерссон, М., и Олвандер, Дж. (2009). Оптимизация трансмиссии промышленных роботов. IEEE Trans. Робот. 25, 1419–1424. DOI: 10.1109 / TRO.2009.2028764

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фам, А. Д., и Ан, Х. Дж. (2018). Прецизионные редукторы для промышленных роботов, участвующих в четвертой промышленной революции: современное состояние, анализ, дизайн, оценка производительности и перспективы. Внутр. J. Precis. Англ. Manuf. Green Technol. 5, 519–533. DOI: 10.1007 / s40684-018-0058-x

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Резазаде, С., и Херст, Дж. У. (2014). «Об оптимальном выборе двигателей и трансмиссий для электромеханических и робототехнических систем», в Международная конференция IEEE / RSJ 2014 по интеллектуальным роботам и системам (Чикаго, Иллинойс: IEEE), 4605–4611. DOI: 10.1109 / IROS.2014.6943215

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Роос, Ф., Йоханссон, Х., Викандер, Дж. (2006). Оптимальный выбор двигателя и редуктора для мехатронных приложений. Мехатроника 16, 63–72. DOI: 10.1016 / j.mechatronics.2005.08.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Розенбауэр Т. (1995). Getriebe für Industrieroboter: Beurteilungskriterien . Kenndaten, Einsatzhinweise: шейкер.

    Россман, А. М. (1934). Механизм . Патент США № US 1970251. Вашингтон, округ Колумбия: У.S. Ведомство по патентам и товарным знакам.

    Google Scholar

    Saerens, E., Crispel, S., García, P. L., Verstraten, T., Ducastel, V., Vanderborght, B., and Lefeber, D. (2019). Законы масштабирования для роботизированных трансмиссий. мех. Мах. Теория 140, 601–621. DOI: 10.1016 / j.mechmachtheory.2019.06.027

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шафер И., Бурлье П., Хантшак Ф., Робертс Э. У., Льюис С. Д., Форстер Д. Дж. И Джон К. (2005). «Космическая смазка и характеристики шестерен гармонического привода», , 11-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии, ESMATS 2005 (Люцерн), 65–72.

    Google Scholar

    Шейнман, В., Маккарти, Дж. М., и Сонг, Дж. Б. (2016). «Механизм и приведение в действие», в Springer Handbook of Robotics (Cham: Springer), 67–90. DOI: 10.1007 / 978-3-319-32552-1_4

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шемпф, Х. (1990). Сравнительное проектирование, моделирование и анализ управления роботизированными трансмиссиями (кандидатская диссертация). № WHOI-90-43. Кафедра машиностроения и Океанографический институт Вудс-Холла, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США.DOI: 10.1575 / 1912/5431

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шемпф, Х. и Йоргер, Д. Р. (1993). Изучение доминирующих рабочих характеристик в трансмиссиях роботов. ASME J. Mech. Des. 115, 472–482. DOI: 10.1115 / 1.2919214

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шорш, Дж. Ф. (2014). Составной планетарный привод трения . Патент Нидерландов № 2013496. Де Хааг: Octrooicentrum Nederland.

    Google Scholar

    Шрайбер, Х.(2015). «Revolutionäres getriebeprinzip durch neuinterpretation von maschinenelementen — Die WITTENSTEIN Galaxie®-Kinematik», в Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, DMK (Дрезден), 2015. S.

    Шрайбер, Х., Рётлингсхёфер, Т. (2017). «Кинематическая классификация коробки передач, содержащей отдельные упорные зубья, и ее преимущества по сравнению с существующими подходами», на Международной конференции по зубчатым колесам , ICG (Мюнхен).

    Шрайбер, Х., и Шмидт, М.(2015). Getriebe. Патент Германии № DE 10 2015 105 525 A1. Мюнхен: Deutsches Patent- und Markenamt.

    Google Scholar

    Сенсинджер, Дж. У. (2010). «Выбор двигателей для роботов, использующих биомиметические траектории: оптимальные критерии, обмотки и другие соображения», в Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2010 г., (Анкоридж, AK: IEEE), 4175–4181. DOI: 10.1109 / ROBOT.2010.5509620

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сенсинджер, Дж.W. (2013). КПД высокочувствительных зубчатых передач, например, циклоидных передач. ASME J. Mech. Des. 135, 071006-1–071006-9. DOI: 10.1115 / 1.4024370

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сенсингер, Дж. У., Кларк, С. Д., Шорш, Дж. Ф. (2011). «Внешний и внутренний роторы в роботизированных бесщеточных двигателях», , Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2011 г., (Монреаль, Квебек, IEEE), 2764–2770. DOI: 10.1109 / ICRA.2011.5979940

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сеок, С., Wang, A., Chuah, M. Y. M., Hyun, D. J., Lee, J., Otten, D. M., et al. (2014). Принципы разработки энергоэффективного передвижения на ногах и их реализация на роботе-гепарде Массачусетского технологического института. IEEE / ASME Trans. Мех. 20, 1117–1129. DOI: 10.1109 / TMECH.2014.2339013

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сицилиано Б., Шавикко Л., Виллани Л. и Ориоло Г. (2010). Робототехника: моделирование, планирование и управление . Лондон: Springer Science and Business Media. DOI: 10.1007 / 978-1-84628-642-1

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Слэттер Р. (2000). Weiterentwicklung eines Präzisionsgetriebes für die Robotik . Санкт-Леонард: Antriebstechnik.

    Google Scholar

    ПОЗВОНОЧНИК (2017). TwinSpin — высокоточные редукторы — Präzisionsgetriebe . Каталог.

    Страмиджоли, С., ван Оорт, Г., и Дертьен, Э. (2008). «Концепция нового энергоэффективного привода», в Международная конференция IEEE / ASME 2008 по передовой интеллектуальной мехатронике (Сиань: IEEE), 671–675.DOI: 10.1109 / AIM.2008.4601740

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    СУМИТОМО (2017). Fine Cyclo® Spielfreie Präzisionsgetriebe . Каталог 9

    DE 02/2017.

    СУМИТОМО (2020). Приводы управления движением E-Cyclo®. Каталог F10001E-1.

    Талбот Д., Кахраман А. (2014). «Методология прогнозирования потерь мощности планетарных зубчатых передач», в International Gear Conference (Lyon-Villeurbanne), 26–28. DOI: 10.1533 / 9781782421955.625

    CrossRef Полный текст

    Томчик, Х. (2000). Регулирующее устройство с планетарной передачей . Европейский патент № EP1244880B1. Мюнхен: Европейское патентное ведомство.

    Google Scholar

    Toxiri, S., Näf, M. B., Lazzaroni, M., Fernández, J., Sposito, M., Poliero, T., et al. (2019). «Экзоскелеты с опорой на спину для профессионального использования: обзор технологических достижений и тенденций», в IISE Trans. Ок. Эргон. Гм. Факторы 7, 3–4, 237–249.DOI: 10.1080 / 24725838.2019.1626303

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван де Стрете, Х. Дж., Дегезель, П., Де Шуттер, Дж., И Бельманс, Р. Дж. (1998). Критерий выбора серводвигателя для мехатронных приложений. IEEE / ASME Trans. Мех. 3, 43–50. DOI: 10.1109 / 3516.662867

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вил, А. Дж., И Се, С. К. (2016). На пути к совместимым и пригодным для носки роботизированным ортезу: обзор текущих и новых актуаторных технологий. Med. Англ. Phys. 38, 317–325. DOI: 10.1016 / j.medengphy.2016.01.010

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Verstraten, T., Furnémont, R., Mathijssen, G., Vanderborght, B., and Lefeber, D. (2016). «Энергопотребление мотор-редукторов постоянного тока в динамических приложениях: сравнение подходов к моделированию» в IEEE Robot. Автомат. Lett. 1, 524–530. DOI: 10.1109 / LRA.2016.2517820

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Враниш, Дж.М. (1995). Планетарный привод без несущей, без люфта . Патент США № US5409431. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Google Scholar

    Враниш, Дж. М. (2006). Подшипники с частичным зубчатым колесом . Патент США № US2006 / 0219039A1. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Google Scholar

    Ван, А., Ким, С. (2015). «Направленная эффективность в редукторных трансмиссиях: характеристика обратного движения в направлении улучшения проприоцептивного контроля», в Международная конференция по робототехнике и автоматизации (ICRA) 2015 IEEE (ICRA) (Сиэтл, Вашингтон: IEEE), 1055–1062.DOI: 10.1109 / ICRA.2015.7139307

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вайнберг, Б., Мавроидис, К., и Враниш, Дж. М. (2008). Зубчатый подшипник привода . Патент США № US2008 / 0045374A1. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Google Scholar

    WinterGreen Research (2018). Прецизионные редукторы деформационных волн и редукторы RV и RD: доли рынка, стратегия и прогнозы, во всем мире, с 2018 по 2024 годы . WIN0418002.

    WITTENSTEIN AG (2020 г.). Technische Broschüre SP + und TP + Getrieben. Каталог.

    Вольф, А. (1958). Die Grundgesetze der Umlaufgetriebe . Брауншвейг: Фридр. Vieweg и Sohn.

    Вольфром, У. (1912). Der Wirkungsgrad von Planetenrädergetrieben. Werkstattstechnik 6, 615–617.

    Ю. Д., Бичли Н. (1985). О механическом КПД дифференциала. ASME J. Mech. Пер. Автомат. 107, 61–67.DOI: 10.1115 / 1.3258696

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Зинн М., Рот Б., Хатиб О. и Солсбери Дж. К. (2004). Новый подход к срабатыванию для создания роботов, удобных для человека. Внутр. J. Робот. Res. 23, 379–398. DOI: 10.1177 / 0278364

    2193

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    .
  • Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован.