Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач: 6 правил, о которых мало кто знает

Содержание

Коробка робот как пользоваться

Как правильно управлять роботизированной коробкой передач

Немного об устройстве

Суть такой коробки достаточно проста – имеется механическая КПП и электронный блок ее управления. У РКПП все функции, которые должен был выполнять водитель с механической коробкой (выжим сцепления, перевод рычага коробки в нужное положение) выполняется актуаторами – сервоприводами электронного блока.

Устройство роботизированной коробки передач

При всем этом многие роботизированные коробки оснащаются еще и ручным управлением, что позволяет управлять водителю коробкой самостоятельно, с единственным отличием – нет необходимости выжимать сцепление.

Особенности управления

Некоторые режимы работы РКПП получила от автоматической коробки, а именно:

«N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
«R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад.

Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

«А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;

«+», «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».

Требуется ли прогрев коробки?

Вроде все просто, и ничего сложного в управлении такой коробки нет – достаточно перевести селектор в нужное положение, и начать движение. И все же следует знать, как управлять коробкой робот, чтобы она работала без проблем.

Начнем с интересного вопроса – нужно ли прогревать КПП перед началом движения зимой? Для автоматической коробки в зимний период прогрев обязателен и выполняется он кратковременным переводом селектора во все положения.

Роботизированная коробка, по сути, механическая и не требует прогрева. И все же зимой перед началом движения прогреть РКПП следует, хотя это не совсем прогрев. Во время стоянки масло в коробке стекает вниз и из-за мороза загустевает. Поэтому рекомендуется зимой после запуска мотора дать время, чтобы масло скорее не прогрелось, а просто растеклось по элементам коробки, снижая между ними трение. Достаточно просто постоять пару минут с заведенным мотором, при этом селектор переводить в разные режимы не нужно, достаточно держать его в положении «N». После этого движение нужно начинать плавно, без резких рывков и проехать так хотя бы 1 км, что обеспечит полный прогрев масла.

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

Многие автомобили с РКПП не оборудованы системой помощи старта на подъем, поэтому правильно начинать движение нужно научиться самому водителю. При старте на подъем с роботизированной коробкой необходимо поступать, как и с «механикой». Для начала движения селектор переводится в режим «А», плавно нажимается акселератор и одновременно авто снимается с ручника. Такое действие исключит откат авто назад. Одновременно жать на газ и снимать с ручника следует потренироваться, чтобы водитель чувствовал двигатель и понимал, когда сцепление начало включаться и можно снимать с ручника.

При начале движения на подъем в зимний период лучше использовать ручной режим, при этом устанавливать первую передачу. Сильно газовать не стоит, чтобы не было пробуксовки колес.

При движении на подъем при выбранном автоматическом режиме коробка самостоятельно начнет переходить на пониженные передачи, что является вполне логичным, ведь при повышенных оборотах преодолеть подъем легче. Такая КПП оснащена гироскопом, который определяет положение автомобиля, и если датчик показывает подъем, то коробка буде работать соответственно. Можно совершать движение и в ручном режиме, зафиксировав определенную передачу. Важно понимать, что РКПП не даст двигаться в натяг, поэтому при подъеме обороты двигателя должны быть не меньше 2500 об/мин.

При спуске же никаких действий от водителя не требуется.

Достаточно перевести селектор в положение «А», и снять ручник. При этом авто будет производить торможение мотором.

Остановка, парковка

И третий немаловажный вопрос – правильность парковки и остановки. После полной остановки авто, селектор необходимо перевести в нейтраль «N», поставить на ручник и после заглушить двигатель. При кратковременных остановках перевод селектора в нейтраль необязателен, вполне можно оставаться и на режиме «А». Но стоит учитывать, что при остановке сцепление остается выжатым. Поэтому в пробке или на светофорах, когда остановка затягивается по времени, все же следует переходить на нейтраль.

Другие режимы

Это основные правила, как управлять роботизированной коробкой. Но есть и другие особенности, к примеру, некоторые РКПП имеют дополненные режимы – спорт и зимний, так называемая «снежинка».

«Снежинка» направлена на то, чтобы как можно плавнее и без пробуксовок начать движение на обледенелой дороге. Все что она делает, это обеспечивает начало движения сразу со второй передачи и более плавные переходы на повышенные передачи.

Режим «спорт» производит переход на повышенные передачи при больших оборотах, чем в обычном режиме. Это позволяет быстрее ускоряться. То есть, если при обычном режиме переход на 2 передачу выполнялся, к примеру, при 2500 об/мин, то в режиме «спорт» этот переход будет осуществляться при 3000 об/мин.

Теперь о возможности перехода из автоматического режима в ручной и обратно во время движения. Роботизированная коробка без проблем позволяет это делать. Также позволяется самостоятельно понижать или повышать передачу для изменения скорости движения. Но стоит учитывать, что полностью управление коробкой электронный блок не передаст, он будет постоянно контролировать работу.

Поэтому если водителю вздумается перейти, к примеру, на две передачи вниз, то электронный блок сделать это даст, но при этом проконтролирует обороты двигателя и если они не будут соответствовать выбранной передачи, электроника самостоятельно выполнит переход на допустимую передачу – сработает так называемая «защита от дурака».

Здесь все просто – электронный блок запрограммирован так, что каждой передаче соответствует определенный диапазон оборотов двигателя. И если выбранная вручную передача соответствует своему диапазону, то коробка выполнит переключение, а если нет – включит необходимую скорость.

Полезные советы

Напоследок некоторые рекомендации по эксплуатации и обслуживанию роботизированной коробки.

Такая коробка «не терпит» резких нажатий на педаль газа, поэтому лучше осуществлять движение в спокойном режиме. Даже при необходимости ускориться — лучше жать на акселератор плавно, при этом стоит перейти в ручной режим. А при торможении следует наоборот – переходить в автоматический режим.

Особенностью РКПП является наличие небольших толчков при переключении передач. От них можно избавиться достаточно просто – при переключении передач сбрасывать обороты двигателя, то есть действовать по аналогии с обычной механической коробкой.

Наличие ручного режима позволяет даже выполнять выезд «враскачку» в случае, если авто застряло в сугробе. Но при этом на пользу КПП это не пойдет, так как буксовать на РКПП не рекомендуется, это может привести к декалибровке исполнительных механизмов. Поэтому застрявшее авто все же лучше извлекать с привлечением сторонней помощи.

Обязательно при каждом ТО делать инициализацию и проводить диагностику состояния РКПП, что позволит устранить все неисправности коробки еще на раннем этапе.

Есть и другие мелкие особенности таких коробок, которые зависят от изготовителя. Ими лучше сразу поинтересоваться, чтобы в дальнейшем не возникло недоразумений с эксплуатацией роботизированной коробки.

Как правильно ездить на коробке робот: что нужно знать

Сегодня автомобили с роботизированной коробкой передач (РКПП, АМТ) составляют серьезную конкуренцию классическому гидромеханическому автомату АКПП и вариатору CVT по целому ряду причин. Прежде всего, коробка робот дешевле в производстве, также РКПП позволяет обеспечить высокую топливную экономичность, что особенно актуально с учетом жестких экологических норм и стандартов.

При этом на первый взгляд может показаться, что роботизированная трансмиссия не отличается от привычной АКПП, однако это не так. С учетом определенных особенностей и конструктивных отличий, необходимо знать, как пользоваться коробкой робот, чтобы добиться максимального комфорта при езде и продлить срок службы агрегата.

Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач

Прежде всего, роботизированная КПП фактически представляет собой МКПП, в которой управление сцеплением, а также выбор и включение/выключение передач осуществляется автоматически. Другими словами, коробка робот это все та же «механика», только передачи переключаются без участия водителя.

Еще отметим, что роботизированная трансмиссия также имеет ручной (полуавтоматический) режим, то есть водитель может самостоятельно повышать и понижать передачу аналогично Типтроник на АКПП. Становится понятно, что производители РКПП стремятся имитировать классический автомат для упрощения взаимодействия.

По этой причине робот имеет похожие режимы.

Как и на АКПП, имеется режим «N» (нейтраль). В этом режиме крутящий момент на колеса не передается. Указанный режим нужно включать при простое с заведенным двигателем, в том случае, если выполняется буксировка авто и т.д. Режим «R» (реверс) означает движение назад.
Также коробка робот имеет режимы А/М или Е/М, что является аналогом режима D (драйв) для движения вперед. Такое обозначение свойственно простым «однодисковым» РКПП, то есть коробка имеет только одно сцепление. При этом следует отметить, что роботизированные коробки передач с двойным сцеплением (например, DSG) имеют режим, обозначенный литерой D (драйв), как и на обычных АКПП.
Что касается режима М, это значит, что коробка переведена в режим ручного управления (аналогично Типтроник), а обозначения «+» и «-» указывают, куда нужно двигать селектор для повышения или понижения передачи. Еще добавим, что на коробках типа DSG управление ручным режимом может быть выполнено в виде отдельной кнопки на селекторе.

Эксплуатация роботизированной коробки передач: нюансы

Итак, если в автомобиле стоит роботизированная коробка автомат (робот), как пользоваться такой КПП, мы рассмотрим ниже. Казалось бы, данная коробка похожа на АКПП по принципу работы и не сильно отличается от аналога. Другими словами, нужно только перевести селектор в то или иное положение, после чего автомобиль начнет движение, причем дальнейшая езда будет похожа на машину с классической АКПП.

Сразу отметим, РКПП сильно отличается от автомата с гидротрансформатором. По этой причине нужно знать, как управлять коробкой робот, а также правильно эксплуатировать такую КПП.

Начнем с прогрева, то есть нужно ли прогревать коробку робот зимой. Как известно, для АКПП предварительный погрев обязателен, так как трансмиссионное масло (жидкость ATF) должно немного разжижиться. При этом для роботизированной коробки требования менее жесткие.

Если просто, однодисковый робот нужно греть точно так же, как и обычную механику.

Что касается DSG, особенно с «мокрым» сцеплением, прогреть такую РКПП необходимо чуть дольше, так как в ней залит большой объем трансмиссионной жидкости.

В любом случае, как для МКПП, так и для РКПП независимо от типа, общие правила похожи. Важно понимать, что за время простоя масло в коробке стекает и густеет при низких температурах. Это значит, что двигатель должен поработать определенное время на холостых, чтобы прогрелся сам ДВС, а также масло успело растечься по полостям коробки передач.

При этом, в отличие от АКПП, селектор в разные режимы переводить не нужно, то есть достаточно включить нейтраль N. Дальнейшее движение должно быть в щадящем режиме, без резких стартов, на невысокой скорости. Помните, масло в коробке греется намного дольше, чем в двигателе. Чтобы трансмиссионная жидкость полностью прогрелась и вышла на рабочие температуры, необходимо проехать, в среднем, около 10 км.

Езда на подъемах и спусках с коробкой робот также является моментом, который заслуживает отдельного внимания. Существует много моделей с РКПП (как правило, в бюджетном сегменте), которые не имеют системы помощи при старте на подъем.

Это означает, что трогаться на подъем с роботизированной коробкой нужно точно так же, как и на механике. Простыми словами, потребуется использовать ручник (стояночный тормоз). Сначала следует затянуть ручник, затем включается режим A, после этого водитель нажимает на педаль газа и параллельно снимает машину с ручника. Указанные действия позволяют тронуться в гору без отката.

Кстати, в этом случае также можно пользоваться не только автоматическим, но и ручным режимом, включая первую передачу. Единственное, не следует сильно давить на газ, так как возможна пробуксовка колес. Еще добавим, что алгоритм работы РКПП предполагает, что такая коробка не позволяет двигаться в натяг, то есть на подъеме нужно повышать обороты двигателя.

Что касается спусков, в этом случае отпадает необходимость каких-либо дополнительных действий. Водитель просто переводит селектор в режим A или D, отключает стояночный тормоз и начинает движение. При езде под уклон будет проявляться эффект торможения двигателем.

Остановка на светофоре, движение в пробке и длительная стоянка. Сразу начнем с кратковременных остановок и пробок. Прежде всего, если стоянка короткая (около 30-60 сек.), например, на светофоре, нет необходимости переводить селектор из режима А или D в N. Однако более длительный простой все же потребует перехода на нейтраль.

Дело в том, что когда на роботе включен режим «драйв» и водитель останавливает автомобиль при помощи тормоза, сцепление остается выжатым. Становится понятно, что если машина находится в пробке или подолгу стоит на светофоре, нужно переключаться на «нейтралку», чтобы уберечь сцепление и продлить срок службы данного узла.

Что касается парковки или стоянки, после того, как автомобиль полностью остановлен, селектор РКПП переводится из режима A в N, затем затягивается ручник, после чего можно отпустить педаль тормоза и глушить двигатель автомобиля.

Дополнительные режимы коробки робот. Следует отметить, что роботизированная коробка также может иметь такие режимы как S (спортивный) или W (winter, зимний), причем последний часто обозначается в виде «снежинки».

Не вдаваясь в подробности, в зимнем режиме коробка передает крутящий момент на колеса «мягко», чтобы избежать пробуксовок на заснеженной дороге или на льду. Как правило, автомобиль в этом режиме трогается с места на второй передаче, а также плавно переходит на повышенные. В спорт режиме коробка робот переходит на повышенные передачи на высоких оборотах, что улучшает приемистость и разгонную динамику. При этом расход топлива также увеличивается.

Еще добавим, что во время езды роботизированная коробка позволяет переключаться из автоматического режима в ручной и обратно. Это значит, что водитель может прямо на ходу повышать и понижать передачи. Однако получить полный контроль над работой КПП не получится, так как режим полуавтоматический.

Это значит, что если скорость и обороты ДВС высокие, при этом водитель хочет понизить передачу, например, сразу с 4-й на 2-ю, ЭБУ коробкой не позволит реализовать такое переключение и включит только наиболее подходящую передачу.

Такая особенность является «защитой», так как понижение передач на две ступени вниз может привести к тому, что обороты двигателя «упрутся» в отсечку, момент переключения будет сопровождаться ударом, сильной нагрузкой на трансмиссию и т.д. Другим словами, включение той или иной передачи возможно только в том случае, если диапазон допустимых оборотов и скорость ТС, прописанные в ЭБУ, позволяют включить выбранную водителем передачу.

Советы и рекомендации

Как правило, водители, которые ранее эксплуатировали автомобили с классической АКПП, отмечают определенные особенности и отличия простых роботизированных коробок с одним сцеплением.

Данная коробка (однодисковый робот), может «затягивать» включение передач, отличается «задумчивостью» при понижении или повышении передачи и т.п. Также РКПП может работать не совсем корректно при резких нажатиях на акселератор и больше подходит для спокойной езды.

Чтобы резко ускориться, оптимально перейти в ручной режим, а также нажимать на газ плавно, чтобы минимизировать задержки и провалы. Что касается торможения двигателем, данный эффект вполне приемлемо реализован в автоматическом режиме.

Также для РКПП характерны легкие толчки при переключении передач. Все дело в том, что толчок появляется в момент, когда сцепление «смыкается». Избежать таких толчков можно, интуитивно угадывая, когда электроника инициирует переключения, и немного сбрасывая газ перед таким переключением.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое коробка DSG. Из этой статьи вы узнаете об особенностях данного типа КПП, а также о преимуществах и недостатках преселективных коробок передач с двойным сцеплением. Еще добавим, что сходство с механикой и наличие ручного режима все равно не означает, что на машине с роботом можно активно буксовать. Дело в том, что если на МКПП водитель «подпаливает» сцепление, далее износ узла и момент включения/выключения компенсируется изменением хода педали сцепления, также сам водитель чувствует момент включения и выключения механизма и т.д.

В случае с роботом, электроника попросту не «умеет» учитывать такой износ, что приводит к отклонению от запрограммированной точки схватывания, то есть происходит нарушение калибровки точно настроенных исполнительных механизмов. По этой причине один раз в 10-15 тыс. км необходимо выполнять инициализацию (обучение) коробки робот, так как игнорирование данного правила может привести к тому, что коробка падает в аварийный режим.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что среди всех роботизированных коробок оптимальным вариантом можно считать преселективный робот с двумя сцеплениями (например, DSG или аналоги).

Данные коробки передач лишены многих недостатков однодисковых РКПП, а также обеспечивают максимум комфорта и высокую топливную экономичность. Также следует отметить, что робот с двойным «мокрым» сцеплением при грамотном обслуживании и эксплуатации имеет больший срок службы по сравнению с аналогами

Что касается езды, в большей степени отличия РКПП от АКПП проявляются именно в случае с однодисковыми роботизированными коробками передач. Если автомобиль оснащен такой коробкой, перед началом активной эксплуатации рекомендуется отдельно изучить особенности работы трансмиссии данного типа на практике.

Напоследок отметим, что в случае с DSG и аналогами, особенно если ТС имеет систему помощи при старте на подъеме, особой разницы между АКПП и РКПП водитель не заметит. Основной рекомендацией в этом случае остается только необходимость переводить коробку из «драйва» в «нейтраль» при простоях больше 1-2 минут.

Как управлять роботизированной коробкой передач: правильная эксплуатация РКПП

Как известно, современные авто сегодня могут оснащаться различными типами коробок-автомат: классическая АКПП, вариаторная трансмиссия CVT, а также роботизированная коробка передач. При этом автоматическая КПП независимо от типа проще в управлении, чем «механика», однако такие коробки сложнее в плане устройства и обслуживания.

Каждый из указанных типов АКПП имеет как плюсы, так и минусы. В попытке создать наилучшее решение сравнительно недавно появилась роботизированная КПП, которая сочетает в себе надежность и экономичность «механики», а также комфорт «автомата». Далее мы рассмотрим, что такое коробка передач робот и как пользоваться данным типом КПП.

Управление роботизированной коробкой передач: что нужно учитывать

Для лучшего понимания принципов работы и управления РКПП следует начать с устройства трансмиссии данного типа. Фактически, робот является механической КПП, которая при этом имеет отдельные механизмы для управления работой сцепления и включения передач. Также присутствует электронный блок управления.

Получается, все те функции, которые на МКПП выполняет водитель (выжим педали сцепления, выбор передачи, включение передачи при помощи рычага) выполняют актуаторы (сервоприводы, работающие под управлением электронного блока). Водителю остается только перевести селектор коробки-робот в тот или иной режим (аналогично обычной автоматической КПП), после чего переключения передач будут происходить автоматически.

Также РКПП, подобно многим АКПП с Типтроником, имеет ручной режим переключения передач. Данный режим полуавтоматический, позволяет водителю управлять коробкой вручную, при этом не нужно выжимать сцепление (педаль попросту отсутствует). Так или иначе, режимы РКПП похожи, однако несколько отличаются от «классического» автомата. Давайте разбираться.

Режим «N» — нейтральная передача (нейтраль). Есть как на АКПП, так и на роботах. Данный режим означает, что крутящий момент на колеса не передается, хотя двигатель работает и на саму коробку передается момент. Данный режим больше сервисный (подходит для буксировки, перекатывания авто в рембоксе), однако также может использоваться при длительном простое машины с заведенным двигателем.
Режим «R» — реверс, задний ход. Необходим такой режим для движения назад, включается только после полной остановки авто.
Режимы «А/М» или «Е/М» указывают на движение вперед (аналогично режиму «D» на АКПП), то есть КПП осуществляет переключение передач автоматически.
Режим «М» позволяет перевести коробку на ручное управление (селектор нужно перевести в специальный паз). Обозначения «+» и «-» указывают, куда нужно двигать селектор для повышения и понижения передачи при ручном режиме управления.

Особенности эксплуатации РКПП

Начнем с прогрева коробки-робот. Прогревать роботизированную КПП, в отличие от АКПП, нет необходимости. Другими словами, не следует переводить селектор в разные режимы на неподвижной машине и заведенном двигателе для того, чтобы повысить температуру масла в агрегате.

Роботизированная коробка напоминает механику, то есть не требует прогрева. Единственное, как и в случае с МКПП, после холодного пуска лучше дать мотору поработать на холостых и прогреть ДВС. Параллельно немного погреется и КПП. Если точнее, густое масло распределится по коробке, снижая нагрузку и сухое трение.

Для этого просто заведите двигатель, коробка должна оставаться в режиме «N». Спустя 5-10 мин (в зависимости от наружной температуры) можно начать движение, двигаясь плавно, без резких разгонов и высоких скоростей около 3-5 км. За это время КПП прогреется, что позволит более активно нагружать трансмиссию без рисков сильного износа.

Движение на подъем или на спуске на машине с РКПП должно производиться с учетом особенностей такой коробки. Как правило, машины с роботом не имеют системы помощи при старте на подъеме. В отличие от автомата АКПП, робот может откатиться назад при старте на подъем (по аналогии с обычной «механикой»).

Чтобы стартовать без отката, нужно затянуть ручник, затем убрать ногу с педали тормоза и немного добавить газ, одновременно опуская стояночный тормоз. Это позволит избежать отката авто назад. Данный прием требует практики, так что рекомендуется отдельно провести тренировку, пока водитель не почувствует момент начала схватывания сцепления.

Также зимой оптимально трогаться в ручном режиме на первой передаче, при этом не сильно нажимать на газ. Если активно дросселировать, колеса могут начать буксовать. Если машина с роботом преодолевает подъем, при этом включен автоматический режим, роботизированная КПП начнет сама переключаться на пониженные передачи. В устройстве коробки есть гироскоп, определяющий положение кузова. Такая работа логична, так как на подъеме нужно больше тяги и обороты двигателя должны быть высокими.

При этом можно перейти и в ручной режим, выбрав одну передачу. Однако следует помнить, что робот не позволит двигаться в натяг, то есть обороты во время преодоления подъема должны быть не ниже 2500 об/мин. Что касается движения на спуске, от водителя каких-либо действий не требуется. Можно использовать как автоматический, так и ручной режим. При этом эффект торможения двигателем будет явно выражен.

При кратковременных простоях с заведенным мотором (до 3-5 минут) важно понимать, что переводить рычаг из положения «A» в «N» не обязательно, однако стоит учитывать, что в режиме «А» на неподвижном авто при нажатой педали тормоза сцепление остается включенным.

Если машина стоит дольше, лучше переключиться в нейтраль. Что касается парковки, после полной остановки селектор нужно перевести в нейтраль «N», затянуть ручник и далее глушить двигатель.

Также часто коробка робот имеет допрежимы (спортивный, зимний). Так вот, зимний режим обозначается пиктограммой в виде значка «снежинки». Режим направлен на то, чтобы трогаться как можно более плавно, избегая пробуксовок на льду или в снегу. Если просто, в этом режиме машина стартует сразу со второй передачи, а также максимально плавно переходит на повышенные.

Спортивный режим S позволяет сильнее раскручивать мотор, то есть переход на повышенную передачу происходит позже, чем в обычном автоматическом режиме работы КПП. Режим «спорт» на коробке робот нужен для активного разгона, совершения обгонов и маневрирования.

Еще добавим, что во время езды можно без всяких ограничений переходить из полностью автоматического режима в ручной, а также обратно. Параллельно можно вручную повышать и понижать передачу.

Однако нужно учитывать, что ручной режим полностью таковым не является. Управление коробкой все равно контролирует электронный блок. Например, при движении с высокой скоростью водитель не сможет сразу переключиться на две ступени «вниз».

ЭБУ коробкой учитывает обороты двигателя, после чего включит только ту передачу, которой данные обороты соответствуют. Получается, происходит переход только на допустимую передачу, а не на ту, которую пытается включить водитель.

Фактически, такая особенность является защитой коробки и мотора от ошибок водителя и поломок. В ЭБУ прописаны алгоритмы, по которым для каждой передачи отдельно определен допустимый диапазон оборотов двигателя.

Если выбранная водителем передача в ручном режиме соответствует диапазону, коробка включит эту скорость, если же обороты не соответствуют выбранной передаче, ЭБУ включит ту скорость, которая оптимально «подходит » по диапазону оборотов.

Советы и рекомендации

Хотя коробка робот похожа на автомат, нужно учитывать определенные уникальные особенности. Прежде всего, такая коробка на рассчитана на агрессивную эксплуатацию, больше подходит спокойным водителям.

Это значит, что при езде на РКПП лучше избегать резких нажатий на газ. При необходимости активного разгона лучше или заранее переходить в ручной или спортивный режим, или же нажимать на газ плавно.

Что касается торможения, в этом случае лучше всего подходит полностью автоматический режим работы роботизированной коробки передач. Также характерной особенностью РКПП является наличие легких толчков при переключениях передач. Еще могут возникать задержки и провалы, то есть коробка долго «думает» в том случае, если водитель, двигаясь плавно, вдруг принимает решение резко ускориться.

Если говорить о толчках, от водителя потребуется привыкнуть к такой особенности. Еще можно немного сгладить толчки, отпуская педаль газа в момент, когда КПП переключает передачу. Это позволяет немного понизить обороты двигателя (аналогично езде на механической коробке).

Даже с учетом того, что робот конструктивно похож на механику, буксовать на такой коробке все равно не рекомендуется. Если для «классических» АКПП пробуксовки весьма опасны перегревом масла в автомате, на роботе выходит из строя сцепление, сильно изнашиваются сервомеханизмы, сбиваются их калибровочные настройки.

Это значит, что в ручном режиме выехать «в раскачку» можно, однако такое решение может не пройти без последствий, как в случае с механикой. Если машина застряла, лучше попытаться выбраться не своим ходом или вытолкать автомобиль.

Рекомендуем также прочитать отдельную статью о том, что такое коробка робот. Из этой статьи вы узнаете о видах роботизированных КПП, как они работают, какие преимущества и недостатки имеет коробка робот по сравнению с другими типами трансмиссий и т.д.

Еще следует отметить, что каждые 10 тыс. км. необходимо проводить диагностику РКПП, а также делать инициализацию (адаптацию) коробки робот. Такой подход позволит повысить качество работы и избежать преждевременных поломок. Дело в том, что в отличие от водителя на МКПП, который самостоятельно управляет работой сцепления, робот не способен учитывать износ сцепления.

Получается, «точка схватывания» смещается, коробка может начать дергаться, переключения передач жесткие. Чтобы этого избежать, робот нужно «обучать», позволяя учесть изменившиеся по мере износа параметры.

Что в итоге

Как видно, роботизированная коробка передач типа АМТ является достаточно неплохой альтернативой в бюджетном сегменте. Фактически, РКПП является промежуточным звеном между МКПП и «классическими» автоматами, позволяя получить владельцу преимущества автомата по доступной цене.

Однако нужно учитывать, что по комфорту роботы данного типа сильно отстают от АКПП и вариаторов, а также ресурс сервомеханизмов и сцепления на таких КПП обычно находится на отметке около 100 тыс. км. При этом актуаторы достаточно дорогие и плохо поддаются качественному ремонту.

Напоследок отметим, что сегодня многие производители оснащают свои авто роботизированными коробками данного типа. Главное, перед началом эксплуатации водитель должен учитывать все особенности такой трансмиссии, а также нужно заранее знать, как управлять роботизированной коробкой передач.

Как ездить на роботизированной коробке передач видео советы

Любой из автолюбителей, сделавший выбор в пользу авто с роботизированной коробкой переключения передач, почти сразу задается вопросом: как управлять роботизированной коробкой передач?

Следует понимать, что роботизированная КПП – это, по большому счету, классическая механическая коробка, в состав которой включен небольшой электроблок, что осуществляет управление переключением передач и сцеплением.

Такие коробки роботизированного типа обладают рядом примечательных преимуществ: они надежны, комфортны и легки в эксплуатации, а также характеризуются низким расходом топлива.

На сегодняшний день практически каждый из производителей автомобилей имеет в своем модельном ряду виды, укомплектованные роботизированными КП. При этом любым заводом-изготовителем используются своя собственная уникальная технология и особое наименование.

Итак, чтобы разобраться, как правильно ездить на «роботе», и как осуществляется управление роботизированной коробкой, рассмотрим её более детально.

Устройство роботизированной КПП

Следует понимать, что «робот» — это ветвь в истории эволюции механических КП. Специалисты также называют роботизированные коробки передач гибридом механической КП и автоматической. Благодаря тому, что роботизированный механизм, автоматизированный электроблоком, начал управляться актуаторами-сервоприводами, некоторые характеристики таких КПП возросли.

Существуют роботизированные КП с ручными режимами. Некоторые разновидности «роботов» вообще позволяют эксплуатацию в 3-х различных режимах: автоматическом, полумеханическом, ручном. В первом случае вмешательство водителя в процесс переключения передач не требуется. Во втором случае водитель сможет самостоятельно контролировать сцеплением. В третьем же случае все управление ложится на плечи водителя.

Если вы обожаете быструю езду и ярый поклонник драйва, то идеальным вариантом будет выбор «кулачковой» роботизированной КП, так как она является наиболее быстрой из всех других «роботов». Скорость переключения одной передачи составляет порядка 0,1-0,15 сек. Автомобили с такого вида коробкой снабжаются педалью сцепления, хотя её применение требуется только для того, чтобы тронуться с места. Дальше процесс переключения происходит аналогично процессу переключения в гоночных мото, то есть без использования сцепления.

Роботизированные коробки оснащаются электро- или гидроприводами сцеплений. Для первого в роли составных элементов выступают электродвигатели или сервомеханизмы. Во втором случае элементами выступают гидравлические цилиндры.

Приводами на гидроцилиндрах оснащаются автомобили следующих марок: Peugeot, Fiat, Renault, BMW, Volkswagen, Citroen и многие иные марки. На основе электропривода характерными представителями являются: Nissan, Opel, Mitsubishi и другие.

Для полного понимания вопроса, как ездить на роботизированной коробке передач, потребуется осветить ряд вопросов.

Прогрев роботизированной коробки переключения передач и особенности эксплуатации

Многим из владельцев такого типа коробок переключения передач или тем, кто их совсем недавно открыл для себя впервые, интересен вопрос: необходим ли предварительный прогрев роботизированной коробки в условии низких или экстремально низких температур?

Хотя по уверениям конструкторов и с чисто эксплуатационной точки зрения прогрев такому виду коробки передач не нужен, однако стоит учитывать важный момент – температуру масла и то, как оно ведет себя при низких температурах. Ведь некоторые разновидности масел при небольших температурах начинают густеть и скапливаться в нижней части коробки передач.

Стандартная процедура прогрева заключается в том, чтобы на несколько минут оставить машину в заведенном виде, а во время прогрева селектор оставить в покое. При этом трогаться лучше плавно и спокойно, избегая рывков и толчков. Следите за оборотами: их уровень должен быть на минимуме в районе около одного километра.

В любом случае, подобную процедуру можно и даже рекомендуется проводить и в летнее время, что позволит всем элементам трансмиссии и коробки передач получить достаточно жидкую смазку.

Такие меры перед непосредственным началом движения сыграют очень положительную роль в сроке службы любого авто и предотвратят истирание и износ отдельных элементов.

Для того, чтобы избежать преждевременного выхода из строя как составных частей коробки переключения передач, так и трансмиссии в целом, рекомендуется соблюдать ряд определенных правил:

Категорически не рекомендуется буксовать при низких температурах. В таких условиях букс становится губительным для системы исполнения в целом и может привести к разкалибровке.
Также важно избегать заснеженных участков дороги, так как существует определенная вероятность просто-напросто застрять, что приведет к нежелательным пробуксовкам.
«Липучки» лучше не покупать, а выбрать сразу же резину с шипами.
В моменты долгих простоев или когда машина просто «ночует» во дворе вашего дома, её лучше оставить на передаче со значением «Е». Разумеется, при условии выключенного двигателя.
В случае, когда дорожное покрытие ненадлежащего качества, рекомендуется трогаться, не газуя, со второй передачи.

Стартуем правильно: движемся на возвышенность, преодолеваем её и спускаемся

Всем тем, кто выбрал роботизированную коробку переключения передач, или тем, кто только собирается это сделать, следует учесть одну важную деталь: некоторые из автомобилей, содержащих её в составе своей трансмиссии, часто не оснащаются дополнительной функцией помощи при старте на возвышении. Именно поэтому крайне важно выучиться самостоятельно осуществлять передвижение при условии движения по наклонной дороге.

Поведение водителя в данной ситуации должно быть аналогично поведению при использовании механической коробки переключения передач, поэтому тем, кто на «роботов» перебрался с «механики», будет проще. Опишем процесс детальнее: селектор переводим в положение «А», затем легонько и равномерно нажимаем на акселератор; в это же время не спеша снимаем машину с ручника.

Если условия, в которых осуществляется подъем на возвышенность, характеризуются низкой температурой и повышенной влажностью, то может потребоваться ручное управление или режим «М1». Важно при этом помнить о том, чтобы давление на газ было допустимо возможным, такая мера предотвратит образование ситуации с пробуксовкой.

При наличии в автомобиле гироскопа, когда выбран авторежим, роботизированная коробка самостоятельно начнет выбирать нужные передачи и, соответственно, переключать их. При условии такого движения переключение будет осуществляться преимущественно на понижение. Опытным водителям в зависимости от ситуации можно выбрать функцию «М» при фиксации текущей скорости. В случае, когда водитель решил выбрать скоростной режим самостоятельно, ему рекомендуется выбрать её и соблюдать обороты в диапазоне 2500-5000, не ниже и не выше. Это табу!

Что касается движения по спуску, то делать ничего особенно не потребуется, кроме как перевести селективный рычаг в положение «А» и отключить ручной тормоз.

устройство коробки передач робот

Эксплуатация роботизированной коробки передач в городских условиях

Среди специалистов и заядлых автолюбителей распространено убеждение, что городские условия вкупе с пробками часто пагубно влияют на срок службы роботизированной коробки переключения передач. Чтобы избежать такого пагубного эффекта, при полной остановке автомобиля рекомендуется выставлять селективный рычаг в положение «N», после чего активировать ручной тормоз и заглушить двигатель. В случае же, когда остановки носят кратковременный характер, применение положения «N» не потребуется, можно остаться в положении «А».

Стоит также учитывать, что в пробках длиною более минуты мотор скорее всего потребуется заглушить.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

В целом и общем

Итак, тонкости и нюансы езды на роботизированной коробке передач мы рассмотрели, осталось освоить немного полезных правил, которые будут особенно полезны новичкам и неопытным водителям, в частности тем, кто сталкивается с роботизированной коробкой переключения передач впервые:

При осуществлении старта не стоит нажимать до упора на газ, при желании набрать скорости её следует топить уверенно, но вместе с тем и равномерно, плавно.
Для того, чтобы избежать характерные для роботизированной коробки переключения передач рывки и подёргивания, специалисты и просто заядлые автовладельцы с «роботами» рекомендуют регулярно осуществлять процесс инициализации в специальных сервисных центрах.
При наборе скорости и особенно интенсивном ускорении рекомендуется применять навыки работы с механическими коробками (разумеется, при условии, что вы ранее на ней ездили самостоятельно).

Также следует помнить и учитывать тот факт, что существуют некоторые дополнительные положения, кроме рассмотренных нами.

Некоторые из роботизированных коробок имеют режимы вроде «зимний» или «спорт». Первый режим устроен так, что дает плавность и контроль при езде по зимней дороге. Второй же дает возможность перейти на повышение передачи при условии больших оборотов, а это делает возможным быстрое ускорение.

Заключение

Итак, перед тем, как выбрать роботизированную коробку передач как основу трансмиссии вашего будущего автомобиля, внимательно ознакомьтесь с особенностями и тонкостями работы и езды на ней, чтобы избежать большинства ошибок, допускаемых новичками, а также сохранить все её элементы в целости и сохранности на долгие годы. Удачи на дорогах!

Оцените статью: (4 оценок, среднее: 4,50 из 5) Загрузка…

Как управлять роботизированной коробкой передач — DRIVE2

На современных автомобилях используется несколько видов коробок передач – механическая, автоматическая, вариаторная. Механическая коробка отличается своей надежностью, но требует от водителя навыков управления. Автоматическая же значительно проще в управлении, но более «капризна» в техническом плане. Недавно же конструкторы выпустили еще один тип КПП – роботизированная. В ней они постарались соединить воедино надежность «механики» с удобством «автомата». И это у них получилось – все больше автопроизводителей комплектуют свои авто роботизированной коробкой передач. Немного об устройстве : Суть такой коробки достаточно проста – имеется механическая КПП и электронный блок ее управления. У РКПП все функции, которые должен был выполнять водитель с механической коробкой (выжим сцепления, перевод рычага коробки в нужное положение) выполняется актуаторами – сервоприводами электронного блока.

Благодаря этому надежность КПП возросла за счет использования классической «механики» и возросло удобство ее пользования. Водителю всего лишь необходимо переводить селектор в нужное положение (как в автоматической КПП) и наслаждаться ездой, а электронный блок позаботится о том, чтобы выполнялось переключение передач. При всем этом многие роботизированные коробки оснащаются еще и ручным управлением, что позволяет управлять водителю коробкой самостоятельно, с единственным отличием – нет необходимости выжимать сцепление. Особенности управления: Некоторые режимы работы РКПП получила от автоматической коробки, а именно:

«N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;«R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад. Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

«А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;«+», «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».

Требуется ли прогрев коробки?

движение автомобилей на гору

При спуске же никаких действий от водителя не требуется. Достаточно перевести селектор в положение «А», и снять ручник. При этом авто будет производить торможение мотором. Остановка, парковка

Другие режимы

Полезные советы

Напоследок некоторые рекомендации по эксплуатации и обслуживанию роботизированной коробки.

Как научится ездить на роботе?

В прогрессивных моделях транспортных средств устанавливаются различные формы коробок передач. Наибольшее распространение получили следующие варианты: механический, автоматический, вариаторный. МКПП характеризуется высокой степенью надежности, с другой стороны, он требует от человека хороших навыков управления машиной. Второй вариант существенно проще в эксплуатации, но немного «капризен» в техническом плане. Как можно увидеть, характеристика обоих видов включает уникальные особенности: плюсы и минусы. Именно по этой причине конструкторы создали еще одну коробку передач, имеющую существенные отличия от других разновидностей. Коробка робот все чаще используется при оснащении автомобилей.

Роботизированная коробка передач: особенности и преимущества езды

Данная разновидность не так уж сложна, если говорить об ее устройстве. В состав входит механическая коробка и электронный блок, предназначенный для управления. У готового изделия имеются в наличии полный спектр функций, раньше исполнявшихся автомобилистом с механикой. Сюда относятся, в частности: переведение рычага в определенное положение, выжимание сцепления и так далее. Отчасти расширенная функциональность объясняется наличием актуаторов, то есть, сервоприводов, которые находятся внутри блока.

Строение роботизированной коробки

К основным преимуществам новой разработки можно отнести надежность и удобство эксплуатации. Человеку, управляющему автомобилем с роботом, достаточно переводить селектор в то положение, которое нужно, и получать удовольствие от вождения. Электронный блок берет на себя заботы насчет того, чтобы переключение передач осуществлялось верно. Хотелось бы отметить, что большая часть роботизированных коробок оборудуются в качестве дополнения ручным управлением, что дает водителю возможность ездить на коробке, и управлять машиной самостоятельно. Есть лишь одно отличие, которое заключается в отсутствии выжимать сцепление.

Как ездить на роботизированной коробке передач?

Часть форматов функционирования робота имеют отличия, если проводить сравнение с автоматической моделью. В список уникальных режимов работы относятся:

«N» — нейтральный вариант, во время которого мотор продолжает функционировать, на оборудование передается вращение, однако на колеса оно не поступает, что объясняется расположением шестерен. Режим актуальнее использовать при продолжительной стоянки, а также перед стартом и после того, как авто остановилось.
«R» — перемещение назад. Для того, чтобы войти в данный режим автолюбитель должен переместить селектор в заданное положение, за счет чего машина начинает перемещаться назад.
«А/М» (иногда называется «Е/М») — перемещение вперед. Данный режим – это то же самое, что и режим «D», который есть во всех коробках автоматического типа. При его использовании машина перемещается вперед, а коробка передач сама выполняет переключение. При активизации режима «М» управление осуществляется вручную. За счет перевода селектора в определенное положение пользователь выбирает тот режим, что ему нужен в данный момент времени.
«+», «-» — предназначен для переключения передач. Непродолжительные переводы селектора сторону плюса или минуса способно обеспечить переключение передачи при выборе режима управления вручную.
Потребность в подогреве

С первых же дней использования транспортного средства с РКПП можно понять, что в водительской работе нет ничего сложного. Вы поймете, как пользоваться новинкой, ведь для грамотного управления нужно всего лишь переводить селектор в выбранное положение и перемещаться по трассе. Но для того, чтобы устройство функционировало без каких-либо проблем и сбоев, нужно знать, как его эксплуатировать.

Нужно ли прогревать машину зимой?

Как управлять роботизированной коробкой передач? Для начала нужно определиться с тем, есть ли необходимость в прогревании коробки перед началом использования в зимнее время. Если вы используете автоматическое приспособление, то знаете о том, что в холода нельзя обойтись без предварительного прогрева, который выполняется путем непродолжительного перевода селектора во все существующие положения.

Езда на автомобиле с роботизированной коробкой передач не требует проведения дополнительных манипуляций, даже если за окном минусовая температура. Однако, зимой коробку передач все же следует подготовить к предстоящей эксплуатации. Дело в том, что в то время, когда машина стоит, масло, находящееся внутри устройства, стекает вниз и из-за пониженных температур, его консистенция изменяется: вещество становится намного гуще.

По этой причине в холодное время года рекомендуется запустить мотор и выждать некоторое время для того, чтобы масло разогрелось и распределилось по всем элементам, входящим в состав коробки. Это позволит сократить трение и уменьшить износ деталей, соприкасающихся между собой. Чтобы процесс прошел успешно, требуется выстоять две минуты, заведя двигатель.

Затем можно плавно, стараясь не делать резких рывков, переместиться на километр, что поспособствует оптимальному прогреву масляной жидкости.

При этом совершенно не обязательно переводить селектор в различные положения, достаточно оставить его в нейтральном режиме.

Особенности вождения с роботизированной коробкой

Большая часть машин, оборудованных самыми прогрессивными моделями коробок передач, не оснащены системой помощи старта для подъема, а потому эксперты рекомендуют начинать движение самостоятельно. В подобной ситуации действовать нужно, как и в случае в механизированной коробкой, то есть, селектор следует перевести в режим «А», а после нажать на акселератор, параллельно сняв машину с ручника. Это исключит вероятность того, что транспортное средство начнет откатываться назад. Стоит заблаговременно потренироваться в выполнении указанных действий, чтобы научиться управлению, почувствовать двигатель и без промедления распознавать момент, когда сцепление уже включилось и нужно снять машину с ручника.

Вы пользовались авто в зимнее время? В таком случае вы знаете о том, что для того, чтобы воспользоваться ручным режимом, установив первую передачу, не рекомендуется усиленно газовать, в противном случае есть некоторый риск того, что колеса начнут буксовать.

Во время движения на подъем при определенном режиме, выбранном автоматически, устройство без помощи человека переходит в более низкие передачи, что объясняется с логической точки зрения: при слишком высоких оборотах намного проще преодолеть подъем. РКПП оборудована гироскопом, определяющим расположение машины в пространстве. Если индикатор показывает подъем, устройство начинает работать адекватно ситуации. Допускается выполнять перемещение в ручном режиме, для этого нужно зафиксировать выбранную передачу. Нельзя забывать о том, что коробка передач не позволяет перемещаться в натяг, а потому при подъеме оборачиваемость двигателя изменяется и составляет не менее 2500 оборотов за минуту.

Во время спуска от человека, управляющего машиной, не требуется ничего. Ему нужно всего лишь перевести селекторный рычаг в положение «А», убрать стоячий тормоз. В такой ситуации машина будет тормозить за счет мотора.

Как выполнить остановку?

Для водителей также важен вопрос, который касается остановки и парковки. Очень важно знать, как правильно ездить, чтобы автомобиль исправно служил на протяжении долгого времени. После того, как машина полностью остановится, нужно перевести селекторный рычаг в режим «N», поставить на стоячий тормоз, заглушить двигатель. Во время непродолжительных остановок перевод рычага в указанный режим не является обязательным. Допускается оставаться на режиме «А», однако при этом нельзя забывать, что во время остановки сцепление остается выжатым. А потому, при стоянии на светофоре или в автомобильном заторе, если выстаивание растягивается на неопределенный срок, нужно переключаться на нейтральный режим.

Какие режимы еще существуют?

Выше перечислены основные правила, которые следует соблюдать, управляя машиной с роботизированной коробкой. Однако, есть и иные особенности, о которых следует знать. Например, некоторые изделия предполагают вспомогательные режимы, а не только те, что были перечислены выше. Это такие виды передач как: спортивный и зимний (его еще называют «снежинкой»). Последний из представленных режимов нужен для того, чтобы безопасно перемещаться по трассе, покрытой льдом. Он обеспечивает плавный переход на более высокие скорости.

Отзывы. Коробка-робот для авто: как ею пользоваться?

Развитие автомобильной промышленности не стоит на месте. Люди стараются улучшить свой быт, сделать его более комфортным и удобным. Производители автомобилей пытаются максимально облегчить вождение своим клиентам. За счет этого постоянно совершенствуются различные технологии. Таким образом, к механической коробке передач было присоединено автоматическое сцепление. Сложив эти два элемента вместе, разработчики получили так называемую роботизированную трансмиссию, соединив все преимущества и недостатки агрегатов. В народе известно также название «коробка-робот».

Устройство коробки передач

Выясняя особенности такой конструкции, необходимо обратить внимание на соответствующие отзывы. Коробка-робот требует специфического с собой обращения, но для того чтобы понять почему, понадобится разобраться в ее устройстве.

По предварительному описанию можно подумать, что в целом конструкция представляет собой простой автомат с особенным управлением. Однако это не так. Рассмотрим более детально данный вопрос.

Конструкция базируется на механической коробке, которая, по отзывам как профессионалов, так и обычных водителей, считается более надежной, чем автоматическая. Это можно понять, читая в интернете отзывы. Коробка-робот имеет специальные устройства. Они необходимы для того, чтобы при переключении скоростей выжимать сцепление.

Стоит заметить, что, пользуясь обычной механической коробкой передач, водитель самостоятельно выбирает время переключения. Для этого он акцентирует внимание на том, что происходит на дороге и использует педаль сцепления совместно с рычагом самой трансмиссии. При разработке нового устройства, которое получило спорные от водителей отзывы, коробка-робот показала себя с совершенно другой стороны. Было принято решение исключить из вышеописанного процесса непосредственные действия водителя. Все важные переключения осуществляет компьютер. Для удачного функционирования робота были установлены специальные узлы-актуаторы. За счет них и стало возможным переключение передач, которым руководит сам компьютер.

Судя по отзывам, потребители отмечают несколько основных преимуществ. Речь идет об огромной экономии топлива, легкости в ремонте. Также некоторым потребителям нравится отсутствие педали сцепления. Еще одним преимуществом, выделяемым водителями, является то, что имеется возможность ручным способом сменить передачу.

Как работает?

Коробка, о которой идет речь, работает за счет узлов-актуаторов, о которых мы уже говорили ранее. Они собирают информацию о таких деталях, как скорость езды, обороты силового агрегата, работа некоторые датчиков. Отталкиваясь от полученных данных, компьютер принимает решение о том, какую же передачу необходимо активировать. Насколько водители знают, за сцепление является ответственным сервопривод. Именно он принимает команду о смене режима и отсоединяет двигатель от первичного вала. Во время этого процесса активируется второй сервопривод, он выбирает ту передачу, которая нужна, и моментально ее включает. Через секунду двигатель снова подсоединяется к валу, и машина продолжает свой путь. Весь этот процесс происходит максимально быстро, поэтому человек даже не замечает. Все, что он может подметить – небольшой импульс, но не более того. Именно так работает данная коробка передач – «робот». Отзывы рассмотрим ниже.

Сервоприводы бывают двух видов. Существуют электрические и гидравлические. Первый является двигателем, который способен, используя редуктор, перемещать исполнительную часть. Гидравлический же действует через специальный цилиндр. Он получает команды непосредственно от блока управления.

Преимущества трансмиссии

Во время пользования водители выявляют имеющиеся недостатки и преимущества. Конечно же, необходимо поговорить и о них. Какие же заявления можно встретить, исследуя отзывы? Коробка-робот имеет свои особенности. И для начала рассмотрим преимущества.

Потребители отмечают, что, в отличие от автомата и вариатора, роботизированная коробка передач надежная и более удобная.
Практически все модели описываемой трансмиссии способны работать и в ручном режиме, в котором водитель может сам переключить передачи.
Многие покупатели замечают, что коробка-робот (отзывы положительного характера преобладают) имеет намного меньше рабочий объем. Соответственно, необходимо небольшое количество масла.
Если поставить машины с различными трансмиссиями в одинаковые условия езды, то расход роботизированной намного меньше, чем у других.
Сцепление у описываемой коробки передач имеет выше на 30 % ресурс.
Потребители заметили, что обслуживание и ремонтные работы такой трансмиссии намного дешевле.
Вес роботизированной коробки передач не настолько большой, как у автоматической. За счет этого ее проще установить на малолитражный автомобиль.

Недостатки коробки передач

Даже с таким перечнем преимуществ устройство имеет и свои недостатки, которые, возможно, отпугивают какую-то долю водителей. Рассмотрим их.

К сожалению, банальные и самые дешевые коробки-роботы не способны подстраиваться под особенное вождение того или иного водителя. В этом его превзошла автоматическая трансмиссия, которая с легкостью адаптируется под стиль езды. Здесь же имеется лишь один вид вождения. Он вшит, как стандартный, в прошивку.
Если коробка-робот (отзывы в этом нюансе довольно негативны) установлена в комплекте с электрическим сервоприводом, то она показывает небольшую задержку в работе. То есть получаемая пауза между передачей сигнала и самим переключением достигает порой двух секунд. Это не является серьезным недостатком, однако может приносить неудобства при совершении равномерной езды и разгоне.
Если же используется гидравлический привод вместе с роботизированной коробкой, то нужно заметить, что переключение ускоряется практически до 0.05 секунд. Это кажется небольшой цифрой, однако при езде ощущается. Но такой привод как дорого покупать, так и недешево устанавливать. Более того, он сильно нагружает мотор в энергетическом плане, поэтому зачастую его используют в спорткарах или других дорогих машинах.

Развитие коробки передач – появление преселективной

Из-за того, что коробка имеет свои недостатки, первые разработки были встречены довольно плохо. Основное, что не нравилось водителям, – рывки, которые появлялись при движении. Скорее всего, это чувствовалось за счет низкой скорости работы. Но разработчики из-за небольшой себестоимости и простоты в сборке продолжили искать решения возникшим проблемам.

Для того чтобы исправить ситуацию и уменьшить время задержки при переключении, конструкторы стали использовать коробки вместе с двумя сцеплениями, которые работают независимо друг от друга. Это и позволило полностью избавиться от существенных задержек и рывков. Динамика машины увеличилась в разы; также спрос потребителей резко возрос. Уже тогда стала приобретать популярность коробка-робот. Отзывы владельцев постепенно становились лучше.

Теперь давайте поговорим о том, кто же первый стал использовать роботизированные коробки передач. Первопроходцами являются «Ауди» и немецкий «Фольксваген». Они устанавливают на свои машины такие трансмиссии с 2003 года. Отзывы о том, как именно на их автомобилях работает коробка, будут описаны ниже.

Что дало использование двойного сцепления? За счет него необходимая передача включается до того, как отключается предыдущая. И таким образом машина беспрерывно переходит с одной на другую, сохраняя при этом тягу в нужном объеме. Такая роботизированная коробка передач получила название преселективная. Она является вторым поколением. Возвращаясь к конструкции устройства, нужно сказать, что обычная коробка любого типа работает с одним первичным и вторичным валами. Эта же конструкция получила их по две штуки. Для чего? Каждая пара отвечает либо за нечетную, либо за четную передачу. Первичные валы расположены матрешкой, то есть один вложен в другой. Соединяются с силовым агрегатом они за счет многодискового сцепления.

Преимущества и недостатки второго поколения

За счет совмещения всех самых лучших разработок коробки передач второго поколения, то есть те, которые работают с двойным сцеплением, получили более экономичную и быструю технологию езды. Также они являются максимально комфортными при эксплуатации. За счет небольших объемов такую коробку рациональнее и рентабельнее использовать в малолитражных машинах, чем автоматическую.

Но даже с массой плюсов можно выделить и некоторые минусы. Например, в отличие от первого поколения, такую трансмиссию намного труднее ремонтировать. Более того, это выйдет в приличную сумму, которой располагают не все водители. Также ранее была проблема с крутящим моментом, но сейчас данный нюанс полностью ликвидирован.

Коробка-робот на автомобиле «Опель»

В модельном ряде производителя «Опель» иногда встречаются автомобили с роботизированной коробкой передач. К сожалению, о них больше негативных отзывов, чем положительных. Возможно, в этом есть вина и самого производителя «Опель».

Коробка-робот, отзывы о которой мы рассматриваем, работает лишь с 1 сцеплением. Это приносит некоторый дискомфорт, так как водитель может чувствовать процесс переключения передач. Большая часть машин комплектуется именно таким вариантом, но встречаются и модели со вторым поколением.

По отзывам, привыкать к коробке придется довольно долго, она специфическая. Однако это возможно, и уже спустя приличный интервал времени пользоваться ею становится максимально удобно. Отдельно отмечают, что ценники на такие машины и ремонт коробки передач невысокие, поэтому это можно выделить в отдельное преимущество. Оно позволяет закрыть глаза на несерьезные минусы.

Часто водители отмечают, что необходимо регулярно перенастраивать сцепление. Из-за того, что об этом вопросе практически не позаботился производитель «Опель», коробка-робот (отзывы об этом встречаются постоянно) как будто живет своей жизнью. Она не адаптируется к способу вождения самого водителя, поэтому иногда даже может сбиваться.

В целом мало кто советует приобретать машину от компании «Опель» с роботизированной коробкой передач. Если все же имеется желание испытать, то стоит присмотреться к наиболее дорогостоящим вариантам. Однако нужно учитывать, что следить на дороге придется в два раза тщательнее, чтобы не пропустить, если вдруг коробка станет «тормозить».

Коробка-робот на «Опеле-Астра»

Уже выше рассмотрели общую ситуацию по «Опелю», отдельно хотелось бы затронуть автомобиль Astra, в котором использовалась коробка-робот. «Астре», отзывы о которой спорные, но неплохи, досталась конструкция первого поколения, поэтому можно сказать, что рассчитана она на любителя. Причем речь идет о процессе эксплуатации, а не о ремонте. Некоторые водители отмечают, что с такой коробкой лучше, чем с механической. Однако при этом ее работа намного хуже, если сравнивать с обычной и наиболее известной автоматизированной. Многие отмечают, что на «Астре» коробка-робот не любит пробок и иногда начинает давать сбои в работе. В зависимости от характера поломки, устройство может быть намного дешевле для ремонта, чем автоматизированная трансмиссия. Однако говорить, что это действительно так во всех случаях, нельзя.

Коробка-робот на «Тойоте-Королла»

Учитывая, что каждый человек имеет собственные предпочтения в подборе машины и ее трансмиссии, водитель сам решит, подходит ли ему данная «Тойота». Коробка-робот, отзывы о которой хорошие в 80 % случаев, показывает нормальную работу. Однако все же имеет некоторые минусы.

Перед тем как приобрести машину, многие задумываются о том, какая же трансмиссия будет лучше? Для этого рассмотрим преимущества и недостатки. Делать это будем, принимая во внимание отзывы коробке-робот.

«Королле» с таким оснащением посвящены хвалебные оды водителей. В них говорится о том, что при работе тратится небольшое количество топлива. Более того, ее проще обслуживать и намного дешевле. Но имеются еще и недостатки. Какие же? Автомат переключает передачи несколько быстрее, чем «робот». Иногда подводит плавность работы, что влияет на динамичность езды и комфорт в целом. А также перед тем, как куда-либо ехать зимой, всегда придется прогревать автомобиль. Иначе имеется высокая вероятность того, что трансмиссия будет работать со сбоями.

Не все водители восторженно принимают тот факт, что установлена коробка-робот на «Тойота-Королла». Отзывы большинства потребителей дают понять – машиной управлять легко и проблемы возникают редко. Но опять-таки, необходимо понимать специфику работы такой трансмиссии и быть готовым перестраиваться под нее.

Коробка-робот на автомобиле «Лада»

Рассмотрим легендарный автомобиль отечественного производителя с роботизированной трансмиссией. Попробуем разобраться в преимуществах и недостатках, учитывая отзывы. «Лада-Веста», робот-коробка которой нравится не всем потребителям, получила распространение на рынке. Все пишут, что к ней придется долго привыкать, однако это вовсе не проблема.

Встречаются в Сети в большом количестве хорошие отзывы. Они позволяют понять, что основная проблема такой коробки заключается лишь в слишком маленькой (в сравнении с АКПП) скорости переключения. Довольно часто водители не используют ручной режим, как правило, этого не требует ситуация. Зачастую острая необходимость появляется только при движении в большом потоке автомобилей. А как известно, коробка передач не подстраивается под особый стиль вождения самого водителя, поэтому безопаснее и выгоднее использовать ручной режим.

Некоторым потребителям вообще не нравится перспектива самостоятельного управления, ведь трансмиссия же отдана компьютеру, и он всегда должен ею руководить без вмешательства человека.

Также из преимуществ потребители отмечают то, что коробка-робот не сильно нагружает силовой агрегат, поэтому ездить максимально удобно и комфортно. Процесс переключения передачи после осуществления разгона происходит довольно быстро. Однако все же работа с одним сцеплением – практически прошлый век. Это сильно тормозит развитие таких коробок передач, ведь модели первого поколения получают много негатива в свой адрес, а это снижает популярность самого устройства.

В целом «Лада-Веста» считается нормальным недорогим вариантом. Приобретают его, как правило, те, кто только учится водить, более продвинутые люди на нее внимания не обращают.

Коробка-робот на автомобиле «Форд-Фокус»

К сожалению, от владельцев автомобиля «Форд-Фокус» коробка-робот отзывы получила далеко не радужные. Можно смело сказать, что она привлекла много негатива и осуждения в сторону американского производителя. Первое не понравившееся водителям – стоимость ремонта. Многие пишут, что, узнав его цену, хотели перепродать машину и купить «нормальную» с автоматической трансмиссией.

Но все же имеет и некоторые преимущества эта коробка-робот. Отзывы («Фокус» – не единственная модель, где установили подобную конструкцию) позволяют подтвердить этот факт. Например, на данном автомобиле установлена коробка второго поколения. Во время поездки ощущается максимальный уровень удобства и комфорта. Работа неразрывная, и переключение передач практически незаметное.

В целом одни потребители приобретать такой автомобиль советуют, другие – нет. Все зависит от вкуса, так как серьезных недостатков нет. Однако при выборе нужно хорошенько все обдумать и взвесить, лишь потом решиться на столь серьезный шаг, как покупка роботизированного авто «Форд». Коробка-робот, отзывы о которой мы уже рассмотрели, – наиболее важная деталь в машине, к ее подбору нужно подойти тщательно.

Как пользоваться роботизированной коробкой передач. Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач – это устройство подобное МКПП, в котором такие функции, как переключение скоростей и отключение сцепления, производятся автоматически. Принцип работы заключается в том, что водитель на дороге и «обстоятельства» движения как бы запускают систему, которая управляет, а всё остальное уже делает коробка.
Это для нормального дня, с некоторыми агломерациями, но также и с небольшим количеством трафика. Это означает, что это не менее 800 смен в день. Со временем ручные коробки передач остались прежними, но автоматические коробки были разнообразны. Например, многие классические автоматические коробки передач имеют функцию автоматического удержания — это означает, что вам не нужно держать ногу на тормозе, таким образом устраняя неудобство автоматической коробки. Эта статья призвана принести немного больше света в эту область, чтобы помочь нам сделать лучший выбор, когда мы хотим купить подержанный автомобиль.

Такая работает очень экономично, надёжно и комфортно. Да и в плюс ко всему, она несколько дешевле, чем обычный автомат. Сейчас практически все марки автомобилей устанавливают именно эту коробку в авто любого класса.

Описание

РКП отличается от своих предшественниц конструкцией. Это обычная МКПП с возможностью управлять передачами и сцеплением. В этом и заключается принцип ее работы. Очень многие марки производителей данных коробок брали за пример обычные механические, как, например, известная Speedshift, созданная на базе АКПП 7G-Tronic. Там всего лишь заменили гидротрансформатор на усовершенствующие, многодисковые сцепления на основе фрикционов. Коробки-роботы бывают двух типов:

Для тех, кто страстно относится к работе коробки передач, мы добавили полезные ссылки. Нажмите педаль сцепления и поднимите ногу с педали акселератора, смените шестерню, поднимите ногу на педаль сцепления и нажмите педаль акселератора. В общем, автомобили с 6 скоростями имеют более короткую передачу — то есть вам приходится чаще менять скорость, а ускорение в каждой скорости более «опухло». Автомобиль с 5 скоростями легче ездить в городе, потому что вы можете запускать больше с определенной скоростью, конечно, но с менее «пушистым» ускорением.

электрические;
гидравлические.

Создают такое устройство достаточно известные марки: Митсубиси, Фиат, Форд, Опель, Пежо, Ауди, Рено, БМВ и другие. Управляет такой КПП электронная система. Работает это устройство в 2-ух режимах:

автомат;
полуавтомат.

В первом случае, практически вся работа выполняется автоматически (блок управления получает сигналы с входных датчиков и производит алгоритм, который и управляет коробкой). Во втором случае, вы можете вручную переключать скорости на селекторе (секвентальный режим).

Ручная автоматическая коробка

Но различия таковы. Минусы: неудобное вождение в городе, если вы новичок, вы можете быстро сломать сцепление. Схема проста: у вас есть две педали, такие как автоматическая коробка, но есть сцепление, в котором вы не работаете напрямую. Робот поднимается на сцепление, меняет скорость и освобождает сцепление.

Вы воспринимаете это как «автоматическую коробку». Против того, что сцепление подходит быстрее, чем механическая коробка передач, оно предназначено для переключения передач. Чтобы не дрожать, вам нужно почувствовать, когда вы хотите изменить скорость, затем поднимите ногу с ускорения и установите ее снова; фиксированный как ручной блок.

Фотогалерея

Ниже вы можете просмотреть, как выглядит коробка-робот и посмотреть на её принцип работы.

Ручка управления КПП

Отзывы

В настоящее время коробка-автомат приобрела большое количество поклонников и немалое количество врагов. Кто-то «за» неё, кто-то «против». Чтобы в этом разобраться предлагаем прочитать вам самые последние отзывы.

Ручная коробка передач с двойным сцеплением

Однако техническое обслуживание значительно ниже. При изменении скорости он также сохраняет небольшие недостатки роботизированной коробки передач. Он также является совершенно новым на рынке, и информации о надежности мало. Форд поставил эту «автоматическую» коробку на несколько автомобилей.

Если механическая коробка передач может быть отсоединена от двигателя сцеплением, автоматическая коробка — без муфты — остается подключенной все время. И для его устранения используется «гидротрансформатор» или «преобразователь». Вы можете узнать больше, нажав здесь. Автомобиль имеет две педали, которыми вы управляете правой ногой, а именно дроссельной заслонкой и тормозом. Сегодня есть много вариаций этой коробки передач, изначально имевшей 3 скорости, затем 4, и теперь есть автоматические коробки передач с 9 скоростями.

Положительные	Отрицательные
А мне очень нравится, что есть возможность переключать скорости вручную, а всё остальное она делает сама.	Ой, робот лучше не берите, у меня знакомый не так давно купил (), теперь работы непочатый край, каждые 10 000 ездит на регулировку.
Хорошая штука, к ней просто привыкнуть надо.	Как по мне, обычная механика намного лучше. А робот – это самая ненадёжная коробка.
В пробках то, что надо! Очень удобно!	Не переношу робота совсем, выбираю механику.
Я никаких минусов в ней не вижу, всё это чушь! Механика – это цирк какой-то. В управлении очень удобная. Оптимальный режим работы двигателя. Можно сказать, исправляет ошибки малоопытного водителя. Машина не дёргается.	Вообще не советую никому брать робот или вариатор. Самые капризные коробки передач. И очень слабые. Хорошо, если до 10 тыс. доедут.
Я уже очень долго езжу на роботе. Хорошая вещь. Моё мнение таково, что проблема не в ней, а в наших дорогах. Да, согласен, что сделана она была явно не для наших дорог. Но вы постарайтесь ездить аккуратнее и меньше обгонять. И всё будет хорошо.	Как бы получается, что эта такая же обычная механика, только за ручку дёргает электропривод, а им уже управляет электронный блок. Так вот этот блок расшатается в два счета. Значит, как по мне, лучше обычный гидроавтомат.
Очень сильно экономит бензин и вообще все минусы – это лишь особенности.	Я сама не пользуюсь роботом, но отзывы слышала только плохие. Так что лучше брать по классике механику или уже автомат.
К этой коробке нужно привыкнуть и будете летать. И в пробках можно наловчиться и на скорости погонять. Сказка!	Очень много минусов! Техника думает за тебя, а желания ваши не всегда совпадают. Плюс в обслуживании она почти в два раза дороже. Да и сама коробка очень дорогая.
Отличная!	Большой расход бензина.
Максимально подстраивается под водителя, вообще никаких вопросов нет.	Эта коробка абсолютно не подходит для езды в городе.
Мне тоже сначала было непривычно после механики, но сейчас очень нравится!	Машину нельзя завести сходу.
Не пожалел, что купил. Уже один раз в ремонте побывала.	Очень долго подключается сцепление на старте.
Вы сначала определитесь, может проблема в вас, а не в коробке. Вещь класс!	На ней невозможно ездить на высокой скорости!
Действительно, эта коробка для более опытных водителей и вообще незачем неучам суваться!	Такая проблемная коробка передач. Мало у кого доживает хотя бы до 50 000 км.

В этой статье мы рассмотрели принципы работы роботизированной коробки передач, а также благодаря отзывам оценили её возможности и выяснили её минусы и плюсы.

Видео «Роботизированная коробка передач»

Очень полезную информацию о том как работает и из чего состоит коробка вы сможете узнать, просмотрев это видео.

Прочитав нашу статью, вы узнали очень много о роботизированной КПП, за это оставляйте свои отзывы!

Автоматические коробки передач предвосхищают то, что вы могли бы сделать в качестве драйвера в определенной ситуации. Когда вы делаете что-то совершенно непредвиденное, коробка передач становится медленной. Минусы: коробка передач весит больше, дороже поддерживать, если ее дороже ремонтировать, замедляется, она обычно потребляет 1 литр на 100 км от той же механической коробки передач.

Эта коробка передач выглядит как автоматическая ручная коробка, но на самом деле есть две коробки передач — каждая с муфтой и без «гидротрансформатора», как автоматическая коробка. Говорят, что они являются лучшими автоматическими коробками на рынке, потому что они очень быстро меняют скорость. Что касается надежности, мнения разделены.

Тяговые характеристики двигателей внутреннего сгорания и их приспособляемость к нагрузке недостаточны для прямого привода. Для адаптации используются разнообразные типы коробок перемены передач, которые позволяют изменить частоту вращения в достаточно широком диапазоне.

Помимо этого, такой механизм обеспечивает возможность движения задним ходом, длительной остановки автомобиля с работающим силовым агрегатом.

Минусы: 2 коробки тяжелее коробки, обмен масла на 000 км у представителя, дорогой. Он не использует шестерни, но пояс и 4 конуса. Принцип работы напоминает велосипедную цепь, шестерни и пластины. Просто потому, что вместо шестерен есть конус, а вместо пластин есть еще один конус. Он имеет основную муфту, отличную от «сцепления» ко всем другим коробкам, и вторичную муфту. Лучше смотреть фильм. На этих коробках передач также есть новый прогресс — для этого есть еще один фильм.

Плюсы и минусы роботизированных коробок передач.)

Опять же: во время вождения у вас странное чувство, отличное от любой другой коробки передач. Это не похоже на скутер, где у вас только одна скорость, но это не похоже на то, что у вас шесть скоростей. Прежде чем купить автомобиль, хорошо знать, какую коробку передач вы хотите. Если вы хотите, чтобы ручная коробка была проще. Если вы хотите автоматическую коробку, вам нужно знать, чего ожидать, сколько денег вы хотите сохранить для обслуживания и как вы хотите чувствовать себя в машине. Вам также необходимо знать компромиссы, которые вы готовы сделать.

Коробка передач робот оснащается автоматом для управления работой устройства в заданном режиме с учетом нагрузки и других условий движения. Процессом руководит электронный блок, запрограммированный определенным образом.

Водитель осуществляет выбор алгоритма и задает его при помощи селектора, кроме того, он может перенимать управление работой механизма и производить переключения как на обычной механике.

Использование роботизированных коробок обеспечивает водителю максимально комфортные условия. Нет необходимости отвлекаться и терять время на переключения передач, а заложенные в процессор программы обеспечивают (в зависимости от условий движения) максимальную экономию топлива.

Большинство ведущих автопроизводителей, и АвтоВАЗ в их числе, широко используют коробки передач такого типа на транспортных средствах разных классов.

Что такое коробка передач робот

В настоящее время существует множество разнообразных конструкций механизмов автомобильных трансмиссий. Для ответа на вопрос: коробка передач робот — что это такое?, следует разобраться в ее устройстве, изучить принцип работы и проанализировать достоинства и недостатки. Практически любой сложный механизм имеет свои плюсы и минусы, устранение которых невозможно без коренной переделки системы.

По своей сути роботизированная коробка является логическим развитием традиционной механической. В ней функции управления переключением передач автоматизированы и контролируются электронным блоком. Помимо этого процессор дает команду на исполнительный механизм сцепления для разобщения двигателя и трансмиссии при перемене передаточного числа.

Роботизированная коробка работает в комплексе с иными элементами трансмиссии. Автоматизированное управление согласуется с работой сцепления, предназначенного для обеспечения переключений.

Устройство и принцип работы

За все время развития автомобилестроения предпринимались множественные попытки упростить управление трансмиссией. Первые удачные конструкции роботизированных коробок передач,пошедшие в серию, появились только после оснащения машин процессорами. Все попытки автоматизировать управление при помощи электромеханических и гидравлических устройств не дали положительных результатов.

Они оказались слишком ненадежными и не обеспечивали приемлемой скорости переключения. Еще одним недостатком такого рода коробок была излишне высокая сложность и, как следствие, запредельная стоимость.

Решить все технические проблемы стало возможным только с появлением компактных и недорогих процессоров и датчиков, контролирующих режимы работы двигателя и трансмиссии.

Конструкция

Многие самостоятельно занимались разработкой данного класса механизмов. Это обеспечило достаточно большое разнообразие конструкций коробок передач роботов,тем не менее, можно выделить в них общие элементы:

электронный блок управления;
механическая коробка передач;
сцепление фрикционного типа;
система управления переключением передач и муфтой.

Нередко функции электронного блока выполняет бортовой компьютер, контролирующий работу системы питания и зажигания в силовом агрегате. Процессор устанавливается вне картера коробки и соединяется с нею кабельными системами. Особое внимание при этом уделяется защите соединений, используются специально разработанные уплотнители. Нередко контактные группы покрываются тонким слоем золота для предотвращения окисления.

За основу роботизированных коробок обычно берутся хорошо себя зарекомендовавшие устройства. Так, компания Mercedes-Benz при изготовлении агрегата Speedshift использовала АКП 7G-Tronic, вместо гидротрансформатора использовали многодисковое сухое сцепления фрикционного типа.

По аналогичному пути пошли и баварские автомобилестроители из BMW, оснастив шестиступенчатую механическую коробку автоматизированной системой управления.

Обязательным элементом, обеспечивающим работу коробки, является механизм сцепления. В случае с роботизированным устройством применяется конструкция фрикционного типа с одним или несколькими дисками. В последние годы появились трансмиссии с двойным механизмом сцепления, работающими параллельно. Такая конструкция обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя без прерывания.

Роботизированные трансмиссии мировых автопроизводителей

Тип трансмиссии	С одним сцеплением	С двумя сцеплениями
Audi R-Tronic		+
Audi S-Tronic		+
Alfa Romeo Selespeed	+
BMW SMG	+
Citroen SensoDrive	+
Ford Durashift	+
Ford Powershift		+
Lamborghini ISR		+
Mitsubishi Allshift	+
Opel Easytronic	+
Peugeot 2-Tronic	+
Porsche PDK		+
Renault Quickshift	+
Toyota MultiMode	+
Volkswagen DSG		+

Системы управления работой сцепления и переключением передач бывают двух видов: с электрическим или гидравлическим приводом. Каждый из вариантов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Возможны комбинации из названных выше способов управления коробкой, позволяющие максимально использовать достоинства обеих конструкций и свести к минимуму их недостатки.

Электрический привод сцепления использует сервомоторы, которые обеспечивают минимальное энергопотребление. Отрицательным моментом является крайне низкое время переключения передач (в пределах от 300 мс до 500 мс), что приводит к рывкам и повышенным нагрузкам на детали трансмиссии.

Гидравлические приводы работают значительно быстрее, это делает возможным оснащение такими коробками даже спортивных автомобилей. На суперкаре Ferrari 599GTO время переключения составляет всего – 60 мс, а у Lamboghini Aventador и того меньше – 50 мс. Такие показатели обеспечивают данным машинам высокие динамические характеристики при сохранении плавности движения.

Принцип действия

Для того, чтобы понять как работает роботизированная коробка передач, следует получить представление об алгоритме работы ее механизмов.

Водитель запускает двигатель, выжимает педаль тормоза и переводит селектор в определенное положение. Привод сцепления разрывает поток мощности, а исполнительный механизм коробки производит подключение выбранной передачи.

Водитель отпускает тормоз и плавно увеличивает обороты, автомобиль начинает движение. В дальнейшем все переключения производятся в автоматическом режиме, при этом учитываются заданный режим и данные от датчиков. Управление механизмом осуществляется процессором в соответствии с выбранным алгоритмом. При этом у водителя имеется возможность вмешиваться в работу коробки.

Видео — роботизированная КПП (робот):

Полуавтоматический режим роботизированной трансмиссии аналогичен функции ручного управления автоматической коробки — Tiptronic. В таком случае водитель при помощи рычага селектора или переключателей установленных на рулевой колонке производит переключения передач с понижением или повышением. Отсюда исходит и другое название роботизированной коробки – секвентальная.

Трансмиссия такого типа получает все большее распространение на автомобилях. При этом наблюдается следующее разделение: коробками с электрическими сервомоторами комплектуются бюджетные модели. Ведущие автопроизводителя разрабатывают и выпускают серийно следующие типы механизмов:

Citroen – SensoDrive;
Fiat — Dualogic;
Ford — Durashift EST;
Mitsubishi — Allshift;
Opel — Easytronic;
Peugeot – Tronic;
Toyota – MultiMode.

Для более дорогих моделей производятся коробки с гидравлическим приводом:

Alfa Romeo — Selespeed;
Audi — R-Tronic;
BMW — SMG;
Quickshift от Renault.

Самая продвинутая по показателям роботизированная коробка ISR (Independent Shifting Rods) устанавливается на суперкары от компании Lamborghini.

Отличие роботизированной коробки передач от автоматической

Развитие и невысокая стоимость электронных блоков управления сделали возможным их применение на серийных моделях машин. Они имеют разные виды трансмиссии и возникает закономерный вопрос — в чем разница между коробкой передач роботом и автоматом? Если таковые отличия существуют, то какой вид из них будет лучше отвечать требованиям водителя и на какие характеристики следует обратить внимание при выборе автомобиля.

Разница между роботизированной коробкой и автоматом состоит в конструкции сцепления. Вместо гидротрансформатора в ней используется одно- или многодисковое сухое сцепление фрикционного типа.

В редукторе, как в механике, ведущие и ведомые шестерни находятся в постоянном зацеплении и задействуются они при помощи специальных муфт. Для уравнения угловых скоростей используются синхронизаторы.

Видео — тест драйв Лада Приора с роботом АМТ:

В автоматических коробках преимущественно используются редукторы планетарного типа и сложная система управления их функционированием. В первом и втором варианте выбор передаточного отношения определяется автоматикой. Это освобождает водителя от необходимости отслеживать режимы работы двигателя и производить переключения.

В сравнении автоматической коробки с роботом, лидером по такому показателю, как экономичность, является второе устройство. В сухом сцеплении механические потери значительно ниже, нежели у гидротрансформатора.

С другой стороны, автомат лучше обеспечивает плавность движения и езда в таком автомобиле более комфортная. Еще одним недостатком такого типа трансмиссии является дороговизна ремонта, который может выполняться только высококвалифицированными специалистами в условиях техцентра.

При выборе между роботизированной коробкой и автоматом следует принимать все вышеперечисленные факторы. Для недорогих бюджетных моделей существенными являются стоимость автомобиля и издержки на его содержание. При покупке элитных автомобилей такие вопросы обычно не имеют особого значения. Для водителя разницы в управлении автоматом или роботом практически нет.

Роботизированная коробка передач плюсы и минусы

Сложные системы, к каковым относятся и автомобильные трансмиссии, имеют вполне определенные достоинства и недостатка. Ниже приведен анализ плюсов и минусовв конструкции и эксплуатации роботизированной коробки передач. При этом в расчет принимаются динамические, стоимостные и некоторые другие характеристики агрегата.

К перечню положительных сторон коробки передач с роботизированным управлением можно отнести следующее:

Высокая надежность механизма редуктора, проверенного длительной эксплуатацией.
Применение сухого сцепления фрикционного типа способствует снижению потерь и.
Небольшое количество эксплуатационной жидкости – трансмиссионного масла порядка 3-4 литров, против – 6-8 литров у вариатора.
Высокая ремонтопригодность роботизированной коробки (фактически в качестве ее основы используется хорошо известная механика).
Автоматика повышает ресурс сцепления до 45 – 55 % по сравнению с традиционным управлением педалью.
Наличие полуавтоматического режима, позволяющего водителю вмешиваться в работу агрегата при движении в сложных дорожных условиях на подъеме или в пробке.

Достоинства КПП «робот» очевидны, что способствует повышению популярности данного типа трансмиссии на автомобилях разного класса. Усилиями инженеров и конструкторов агрегат постоянно совершенствуется, его характеристики улучшаются.

Что такое роботизированная КПП? Роботизированная коробка передач (другое наименование — автоматизированная коробка передач , обиходное название — коробка-робот ) представляет собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Автоматизация данных функций стала возможной за счет применения в управлении коробкой электронных компонентов.

Роботизированная коробка передач сочетает в себе комфорт , надежность и топливную экономичность механической коробки передач. При этом «робот» в большинстве своем значительно дешевле классической АКПП.

В настоящее время практически все ведущие автопроизводители оснащают свои автомобили роботизированными коробками передач. Все коробки имеют свои запатентованные названия и различаются по конструкции.

Вместе с тем, можно выделить следующее общее устройство роботизированной коробки передач :

сцепление;
механическая коробка передач;
привод сцепления и передач;
система управления.

Коробки-роботы могут иметь электрический или гидравлический привод сцепления и передач . В электрическом приводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатели). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров. В зависимости от типа привода роботизированные коробки передач имеют устоявшиеся названия:

собственно роботизированные коробки передач (электропривод) ;
секвентальные коробки передач (гидропривод ).

Название «секвентальная» коробка получила от sequensum — последовательность, имеется ввиду последовательное переключение передач в ручном режиме.

Во многих источниках информации коробки передач носят одно общее название — роботизированные.

Электрический привод сцепления и передач имеют следующие конструкции коробок:

Easytronic от Opel;
MultiMode от Toyota.

Значительно больше конструкций «роботов» имеют гидравлический привод :

SMG , DCT M Drivelogic от BMW;
DSG от Volkswagen;
S-Tronic от Audi;
Senso Drive от Citroen;
2-Tronic от Peugeot;
Dualogic от Fiat.

Система управления роботизированной коробкой передач включает следующие конструктивные элементы:

входные датчики;
электронный блок управления;
исполнительные механизмы коробки передач.

В роботизированных коробках с гидравлическим приводом в систему управления также включен гидравлический блок управления , который обеспечивает непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.

Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в следующем: на основании сигналов входных датчиков электронный блок управления формирует алгоритм управления коробкой в зависимости от внешних условий и реализует его через исполнительные механизмы. По команде от электронного блока управления гидроцилиндры (или электромоторы) в нужный момент размыкают и замыкают сцепление, а также включают подходящую передачу. Водитель с помощью селектора лишь задает желаемый режим работы робота: например передний или задний ход.

На всех роботизированных коробках предусмотрен режим ручного переключения передач, аналогичный . Например, коробка 2-Tronic способна работать в трех режимах. Первый — полностью автоматический. В этом случае водитель может вообще не задумываться о переключениях передач и ехать как на обычном «автомате». Второй — это так называемый полумеханический, который включается в том случае, если водитель решит сам переключить передачу с помощью подрулевых лепестков, не выходя из автоматического режима. Такая ситуация возникает, например, при обгоне, когда необходимо срочно переключиться «пониже». Если же резкого ускорения не произошло или после возвращения к обычному режиму езды, коробка через некоторое время снова перейдет в автоматический режим. Третий вариант работы КПП — полностью ручной. Выбор передачи лежит только на водителе, однако и тут не все в его власти — при достижении максимальных оборотов компьютер отдаст команду на переключение на следующую ступень.

Основным недостатком первых роботизированных коробок передач являлось большое время переключения передач (до 2 с), что приводило к провалам и рывкам в динамике автомобиля и снижало комфорт от управления транспортным средством. Решение указанной проблемы было найдено в применении коробки передач с двумя сцеплениями, что обеспечило переключение передач без разрыва потока мощности.

Весь алгоритм работы коробки с двумя сцеплениями сводится к тому, что пока работает первая передача, уже ждет включения вторая и как только блок управления даст команду, включается второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача. Далее по накатанной, — ждет сигнал третья передача и т.д. Время переключения сокращается до минимума, даже водитель не сможет так быстро переключить МКПП.

Данное техническое решение реализовано в коробках DSG, S-Tronic (время переключения передач 0,2-0,4 с), а также коробках SMG и DCT M Drivelogic (время переключение передач 0,1с), устанавливаемых на спортивные автомобили фирмы BMW.

В настоящее время самыми распространенными и технически совершенными являются роботизированные коробки передач DSG и S-Tronic. Коробка S-Tronic является аналогом коробки DSG, но в отличие от нее устанавливается на задне- и полноприводные автомобили. www.systemsauto.ru

Покупатели при выборе автомобиля большое значение уделяют коробке передач, помимо других его характеристик. Естественно желание людей — ездить с комфортом.

В последнее время современные технологии представляют вниманию новые способы управления автомобилем. На смену механики приходит автоматика. Одним из новшеств является роботизированная коробка переключения передач.

Что это такое и как работает?

Роботизированной коробкой передач считается механическая КП, которая имеет автоматизированные функции управления сцеплением и переключением передач. По другому ее называют . Такие коробки имеют электрический или гидравлический привод сцепления и передач. Зависит от конкретного производителя.

Стоит для начала разобраться, как работает роботизированная коробка передач. Принцип её работы такой же, как у механической. Различие в том, что работой сцепления и выбором передач занимаются сервоприводы (актуаторы). В составе которых находится электромотор с редуктором и исполнительный механизм. Также есть и гидравлические актуаторы.

1 — блок управления; 2 — сервопривод сцепления; 3 — сервопривод переключения передач; 4 — датчик частоты вращения первичного вала.

В чем заключаются основные особенности управления роботизированной коробкой передач?

Роботизированная коробка передач имеет свои особенности управления. К основной можно отнести следующий фактор: управление производится путем использования специального блока на электронной основе, который воздействует на два актуатора.

Первый сервопривод отвечает за сцепление, а второй руководит работой синхронизаторов, которые отвечают за включение нужных передач. Этот подход позволяет освободить водителя от нажатия на педаль . Все функции берет на себя электроника.

Работа умной коробки может осуществляться в:

автоматическом;
ручном режимах.

При автоматическом, смена передач происходит по команде компьютера, который учитывает многие показатели (обороты двигателя, скорость, данные систем ABS, ESP и других). При ручном режиме, человек с помощью рычага селектора или подрулевых переключателей подает команду на переключение.

Видео: принцип работы сцепления и переключения передач на роботизированной коробке передач.

Плюсы и минусы использования роботизированной коробки передач

Появилась такая возможность управления коробкой передач относительно недавно, но при этом довольно быстро приобрела своих приверженцев. Ведь ездить на роботизированной коробке передач по отзывам некоторых — удобно и комфортно.

Но, использование роботизированной коробки передач имеет свои плюсы и минусы, как и любой другой вариант. Естественно, о них следует знать, при выборе варианта управления. Выявить такие моменты позволили многочисленные тестирования коробки-робота.

Плюсы использования агрегата:

Конструкция этой коробки передач весьма надежна. Основой ее остается механика, которая испытана временем и изучена. Вместе с этим по надежности она превосходит вариаторную и автоматическую системы.
Считается, что использование роботизированной коробки передач способствует экономии топлива. Такая экономия может составлять до 30 процентов.
Коробка робот требует использования меньшего количества масла, достаточно 2-3 литров, тогда как вариатору требуется порядка 7 литров. Все это приводит к большей экономии средств.
Число передач соответствует количеству передач механической коробки.
В основе роботизированной коробки переключения передач та же самая механика. Это дает дополнительную возможность свободного и простого ремонта, который может произвести практически любой автомобильный слесарь. Поэтому проблем с ремонтом не возникнет, по крайней мере, большую часть распространенных поломок можно ликвидировать быстро и качественно в обычной автомастерской.
Ресурс увеличен почти на 40 процентов, если сравнение производить с механикой. Это весьма существенная разница. Причем дело не только в экономии, но и в повышенной безопасности.
В условиях города, когда возникают постоянные пробки, и на крутых подъемах весьма кстати будет функция ручного переключения передач, которая присутствует в коробке-роботе. Эта функция позволяет вспомнить о обычной механике, по которой многие автовладельцы скучают.

Наряду с достоинствами имеются и недостатки данного вида коробки передач. К ним можно отнести:

Главным недостатком многие автовладельцы считают невозможность перепрограммировать агрегат, с целью увеличить динамику или сэкономить ресурсы. Это также не позволяет подстроить коробку передач под свой стиль езды. Следует привыкнуть к манере работы определенной конструкции, чтобы использовать ее с удобством. Но русские умельцы находят выход из любой ситуации. После срока гарантийного использования автомобиля они просто меняют прошивку в блоке электронного управления.
Скорость переключения передач робота несколько снижена, реакция замедленная. Это связано с некоторыми издержками программирования, как в любом автомате.
При поездке по городу, в условиях пробок и по неровной местности необходимо переключаться на ручное управление. Иначе происходит быстрый износ и срок эксплуатации роботизированной коробки передач существенно снижается.
В некоторых случаях при переключении передач можно ощутить рывки. Это объясняется тем, что не сбрасывается газ перед моментом переключения. Устранить эту неприятность можно, если нажимать педаль газа не полностью.
На горке зачастую размыкается сцепление — это объясняется его перегревом. Поэтому для подъемов также лучше использовать ручной режим переключения.

Видео: как правильно ездить на роботизированной коробке передач.

Прежде чем покупать автомобиль с коробкой-роботом, стоит собрать как можно больше информации по работе конкретной модели. Некоторые из них имеют постоянные, ставшие уже нормой «глюки». Например, «задумчивость» некоторых роботов составляет около 2 секунд¸ то есть переключение передач происходит с определенным опозданием.

К проблемам можно отнести и излишнюю индивидуальность агрегатов. Даже одинаковые роботизированные коробки передач могут существенно отличаться. Такие серьезные отличия «лечатся», как правило, с помощью перепрошивки. Причем не стоит надеяться, что все само пройдет, лучше сразу обратиться к специалисту.

Но не всё так сумрачно. Например, по отзывам о роботизированной коробке передач Лада-Гранты больше половины владельцев этого автомобиля довольны таким вариантом управления. Считая, что с ним машина экономичнее и быстрее.

Видео: на АВТОВАЗе запущено производство LADA Granta с роботизированной КПП (АМТ).

Немного об устройстве

Особенности управления

Некоторые режимы работы РКПП получила от , а именно:

«N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
«R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад.

Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

«А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;
«+», «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».

Требуется ли прогрев коробки?

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

При спуске же никаких действий от водителя не требуется. Достаточно перевести селектор в положение «А», и снять ручник. При этом авто будет производить торможение мотором.

Остановка, парковка

Другие режимы

Обязательно при каждом ТО делать инициализацию и проводить диагностику состояния РКПП, что позволит устранить все еще на раннем этапе.

В мире существует несколько автомобильных трансмиссий. Наиболее популярными являются механическая коробка передач и автомат. На данный момент многие популярные производители стали использовать в своих новинках роботизированный вариант. В статье рассмотрим, что это такое — коробка передач робот, какие она получает отзывы и имеет ли преимущества и недостатки.

Характеристика коробки

Коробка передач робот является, по сути, механической, просто в нее дополнительно встроено автоматическое сцепление и переключение передач. Соответственно, работа трансмиссии полностью зависит не от водителя, как в других вариантах, а от электронного управляемого блока. Водителю лишь остается правильно передавать входящую информацию для корректной работы трансмиссии.

Устройство

Какая коробка передач лучше, автомат или робот, мы рассмотрим чуть позже, для начала нам нужно узнать устройство нового изобретения. Автоматизированная коробка передач получила сцепление фрикционного типа. Таковым является пакет дисков,ъ либо же встроенный отдельный механизм. Наиболее надежной и долговечной можно назвать конструкцию, которая получила двойное сцепление. Volkswagen Golf стал первым в мире автомобилем, который был оснащен роботизированной коробкой передач. Отзывы о работе устройства были довольно хорошими, все отмечали неплохую реакцию со стороны электроники, а также идеальную функциональность при разгоне. При этом поток мощности не разрывался. Это достигается при помощи использования двойного сцепления. При этом переключение скоростей занимает не более 1 секунды. При работе на российских дорогах, к сожалению, срок эксплуатации подобной коробки передач сокращается как минимум вдвое.

Особенности

Привод сцепления может быть электрическим, гидравлическим. В первом случае следует отметить наличие электродвигателя и механической передачи. Второй же тип привода работает за счет функционирования специальных цилиндров, которые управляются клапаном электромагнитного типа. В некоторых случаях коробка передач робот, вариатор которой хорошо устроен, комплектуется с электродвигателем. Он перемещает цилиндры, а также рассчитан на поддержание работы гидромеханического блока. Подобный прибор, который имеет привод такого типа, отличается длительностью скорости переключения передач. Как правило, она варьируется в пределах от 0,3 до 0,5 секунды. Однако если сравнивать с гидравлическими аналогами, то в системе не будет нужно постоянно поддерживать определенный давление. Ярким примером подобного автомобиля является «Опель», коробка передач робот на этой машине в целом радует многих водителей.

Гидравлические коробки передач получили быстрый цикл, который обеспечивает переключение передач за время от 0,05 до 0,06 секунды. Именно поэтому чаще всего такая трансмиссия применяется на гоночных машинах и суперкарах. Примерами служат Ferrari и Lamborghini. На машинах, которые относятся к бюджетному классу, такую коробку передач нельзя поставить на СТО даже в качестве дополнительной опции.

Как работает КПП робот?

Большая часть механизмов регулируется специальными интеллектуальными блоками коробки передач робот. Что это такое? Благодаря этому, то есть работе электронной системы, можно отслеживать все необходимые параметры для коробки передач. Также датчики анализируют положение трансмиссии, давление масла и других параметров для передачи в основной блок. После этого электроника сформирует все необходимые действия, которые следует выполнить. В виде коротких сигналов они будут поступать на электропривод и электроклапаны, соответственно, это позволит быстро, но плавно переключать коробку передач.

Режимы работы

Конструкция вариатора автомата и коробка передач робот для многих остается непонятной. Данное устройство работает на принципах механики. Однако при желании пользователя его можно переключать на автоматизацию. После того как человек перейдет в соответствующий режим, электронный блок будет заблокирован. Последний сам станет анализировать алгоритм работы. Водителю нужно лишь нажимать на педаль газа и следить за тем, что происходит на дороге. Довольно часто в пробках, судя по отзывам, коробка передач робот становится незаменимой. Если режим ручной, то водителю будет позволено самостоятельно переключать передачи с пониженной на повышенную, и наоборот. Управление можно осуществлять при помощи обычного рычага коробки передач.

Актуальность коробки в России

К сожалению, отечественные производители практически не используют для создания автомобилей коробку передач робот. Что это такое, не знают многие водители. Однако 2015 году было заявлено, что автомобили от ВАЗ, которые относятся к серии Priora, будут оснащаться роботом. Такая коробка весит около 35 кг, причем она полностью адаптирована под российские дороги и погодные условия. Например, если старая коробка автомат не давала возможности запустить машину при температуре ниже 25 градусов, то робот может показывать хорошую работу, даже если эта отметка опустится до -40. Гарантийный срок на роботизированную коробку составляет 3 года, однако производитель заявил, что средний период эксплуатации — 10 лет. Именно таким образом компания хотела добиться возвращения популярности для машин серии Priora.

Преимущества

Отзывы коробка передач робот заслужила весьма хорошие. Рассмотрим ее основные преимущества. Многие заявляют, что это удобно, когда коробка передач имеет все плюсы автомата и механики. Соответственно, человек, работая с машиной, может получать впечатления от действия автоматической коробки передач. Но одновременно с этим ему не стоит беспокоиться, что будет потрачено слишком много топлива.

Главное преимущество такой коробки передач — экономичность. Как заявляют пользователи, конструкция получила программное обеспечение, которое рационально определяет крутящий момент. И если сравнивать с обычным человеком, электроника не нервничает, не устает, не впадает в депрессию, не влияет на нее физическая нагрузка. Именно поэтому на мировом рынке роботизированная коробка передач получила огромное распространение.

На данный момент такая трансмиссия комплектуется в автомобилях классов A, B, C. Следует отметить, что «Тойота Королла» коробку передач робот тоже получила. Еще данное устройство устанавливается на немецкой машине Volkswagen Amarok. Причем этого «немца» можно купить в такой комплектации как на российском, так и на европейском рынке.

Однако это не исчерпывающий список плюсов, имеется еще несколько. Судя по отзывам, данная трансмиссия высоконадежная. Замена механизмов потребуется только после совершения пробега в 250 тыс. км. Зачастую ремонту подлежит сцепление, которое не очень хорошо переносит тяжелые нагрузки, особенно если идет речь о езде на труднопроходимых участках. Стоимость роботизированной коробки намного меньше, чем стандартного автомата. Более того, очень неприхотлива в обслуживании коробка передач робот. Масло — это единственное, что обязательно необходимо менять через каждые 60 тыс. км пробега.

Особенности веса

Вес коробки — довольно важный вопрос. По данному параметру трансмиссия показывает себя лучше, чем автомат, так как она значительно легче. Снаряженная масса такой коробки для легковых автомобилей будет не более 50 кг, в то время как вес автомата только начинается с этой отметки и достигает 100 кг в максимальных позициях. Соответственно, с роботом машина будет более легкой, то есть амортизаторы, колеса и двигатель не испытывают сильной нагрузки.

Недостатки

Что такое коробка автомат робот, мы уже рассмотрели, также обсудили преимущества машины, работающей на таком устройстве. Однако оно имеет и свои недостатки. Следует узнать, какие. Например, главным минусом считается скорость переключения передач. Из-за этого на машину может совершаться сильное давление, особенно если человек стоит в пробке. Зачастую автомобиль разгоняется при помощи рывков, что больше подходит для спортивной езды. Именно поэтому для всех любителей спокойного вождения производители такой коробки передач устанавливают специальный режим. И если с данной проблемой можно справиться, то безопасность езды по склонам на таком автомобиле является довольно актуальным вопросом.

Роботизированная коробка не получает постоянные сигналы от двигателя. Именно поэтому нередко она может отключиться, соответственно, машина будет со склона катиться вниз. Но, к счастью, судя по отзывам, мало кто попадал в такую ситуацию. В целом, учитывая все негативные стороны, данную коробку все равно можно назвать одной из самых лучших.

Что значит коробка робот в машине

Что такое коробка робот в автомобиле

Благодаря активному развитию автомобилестроения сегодня потребителю доступны несколько типов КПП: традиционная механическая коробка, «классический» гидромеханический автомат АКПП, бесступенчатый вариатор CVT, а также роботизированная коробка передач РКПП.

При этом коробка-робот является самым современным типом среди автоматических трансмиссий. Хотя работы по созданию подобного агрегата велись достаточно давно, успешная реализация и внедрение в массовое производство стало возможным только в последние десятилетия.

В этой статье мы рассмотрим КПП робот, что это такое и как работает, а также какие преимущества и недостатки имеют роботизированные трансмиссии по сравнению с другими видами коробок передач.

Роботизированная коробка: устройство и принцип работы

Итак, коробка – робот фактически является обычной механикой МКПП, где выключение сцепления и выбор/переключение передач осуществляется не самим водителем, а автоматикой. Другими словами, процессы в коробке робот, представляющей собой механическую трансмиссию, попросту автоматизированы (роботизированы).

Главным преимуществом робота по сравнению с автоматом или вариатором является то, что данная трансмиссия достаточно проста в производстве, что позволяет снизить начальную себестоимость автомобиля. Также роботизированная коробка передач обеспечивает комфорт (по аналогии с автоматом), отличается высокой производительностью, позволяет добиться топливной экономичности.

С учетом таких особенностей автогиганты повсеместно устанавливают такие КПП на свои модели, причем как в бюджетном, так и в «топовом» сегменте.

Устройство роботизированной коробки передач в общих чертах представляет собой механическую коробку, которая оснащена отдельными системами для управления сцеплением, а также выбором и включением передач.

Сцепление, по аналогии с МКПП, фрикционного типа, однако диск сцепления может быть одним или же представлять собой так называемый пакет сцепления коробки робот. Еще возможен вариант, когда сцеплений сразу два.

Двойное сцепление устанавливается на преселективных коробках типа DSG или Powershift. Такие трансмиссии выгодно отличатся от обычных АМТ, так как обеспечивают высокий уровень комфорта и передачу крутящего момента без потерь во время переключений (нет разрыва потока мощности).

Часто коробка робот является агрегатом, который создан уже на базе готовых решений. За основу может быть взят гидромеханический автомат, где гидротрансформатор меняется на фрикционное многодисковое сцепление. Еще возможен вариант, где обычная «механика» получает электрический, гидравлический (электрогидравлический) привод сцепления.

Электропривод означает, что используются специальные сервомеханизмы (электродвигатели) и механическая передача. Гидравлический (электрогидравлический) привод работает благодаря наличию в конструкции гидроцилиндров. Эти цилиндры управляются электромагнитными клапанами.

Электрический привод принято считать более простым и дешевым вариантом. При этом его скорость работы (то есть время переключения передач) достаточно низкая. Гидравлический привод заметно быстрее, однако решение требует наличия жидкости в системе под давлением, что увеличивает энергозатраты.

Как правило, робот с электрическим приводом ставится на более простые и дешевые модели, тогда как с гидравлическим приводом на машины среднего и высокого класса.

Как и в случае с любым другим автоматом, роботизированной коробкой также управляет электронная система. Указанная система состоит из ЭБУ, входных датчиков, а также исполнительных механизмов.

Датчики следят за рабочими параметрами КПП (частота вращения на входе и выходе, в каком положении находятся вилки положение включения передач, режим селектора, температура и давление масла в версиях с гидроприводом сцепления и т.д.)

Затем данные передаются в ЭБУ коробкой робот, который на основании полученной информации формирует и отсылает сигналы на исполнительные механизмы с учетом заранее прописанных в контроллере алгоритмов. Также коробки с гидравлическим приводом имеют гидроблок (по аналогии с АКПП) для управления гидроцилиндрами и давлением масла в системе.

Коробка робот с двойным сцеплением: особенности

Как уже было сказано выше, робот с одним сцеплением достаточно прост конструктивно, однако его минусом считается большой промежуток времени во время переключения передач. В движении это часто приводит к толчкам, провалам, рывкам и т.д.

Получается, заметно страдает комфорт. В результате была разработана коробка робот с двумя сцеплениями. Такая коробка переключает передач намного быстрее, то есть практически незаметно для водителя. При этом при переключениях передач не происходит разрыва потока мощности, что положительно сказывается на динамике, экономичности и ездовых характеристиках.

Если просто, данная КПП представляет собой сразу две МКПП в одном корпусе. Одна коробка отвечает за четные передачи, тогда как другая за нечетные. Каждая из коробок имеет свое сцепление, что и позволяет заранее выбрать следующую передачу и уже практически включить ее, пока автомобиль еще движется на предыдущей передаче.

Включение происходит почти моментально, а сам агрегат называется преселективная коробка передач (от англ. preselect, что означает предварительный выбор). Преселективный робот с двумя сцепления получился эффективным и компактным, что позволяет ставить данную КПП на разные автомобили.

Двойное сцепление на таких коробках бывает «мокрым» и «сухим». В первом случае пакеты сцепления находятся в масле, тогда как во втором используется сухое сцепление. Отметим, что мокрое сцепление принято считать боле долговечным, тогда как сухой аналог отличается меньшим сроком службы.

Указанные роботизированные коробки, независимо от типа самого сцепления, обычно имеют гидравлический привод сцепления и передач. Использование электрического привода также возможно, однако встречается очень редко.

Как работает роботизированная коробка передач

Все коробки роботы имеют как автоматический, так и ручной режим работы (аналог Типтроник на АКПП). Также роботизированные коробки часто могут быть условно названы адаптивными КПП, так как система управления работает гибко, «подстраиваясь» под индивидуальный стиль вождения.

Еще отметим, что работа в ручном режиме позволяет водителю реализовать последовательное переключение передач «вверх» и «вниз» при помощи селектора, отдельной кнопки на селекторе и/или подрулевых переключателей-лепестков (в зависимости от особенностей и исполнения органов управления КПП). Некоторые РКПП имеют как возможность переключения селектором, так и подрулевыми лепестками.

С учетом особенностей такого режима работы, роботизированная трансмиссия иногда также называется секвентальной коробкой передач (когда переключения можно осуществлять только последовательно).

Что в итоге

Как видно, коробка робот представляет собой современное и достаточно эффективное решение. Однако, как и любой другой агрегат, данная трансмиссия не лишена определенных недостатков. Как правило, ответом на вопрос, чем плоха коробка DSG или коробка робот с одним сцеплением, является низкая ремонтопригодность, дороговизна и сложность ремонта, отсутствие запчастей и т.д.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как правильно ездить на коробке робот. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации КПП данного типа, а также что нужно учитывать при езде на машине с роботизированной коробкой передач. В любом случае, данное решение все равно продолжает выглядеть достаточно привлекательно, особенно при покупке нового автомобиля, который имеет официальную гарантию производителя. Если же говорить о приобретении авто б/у с коробкой робот, в этом случае нужно отдельно принимать во внимание тип установленной коробки, ее особенности, срок службы, неисправности и т.д.

krutimotor.ru

Как правильно ездить на коробке робот: что нужно знать

Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач

Как и на АКПП, имеется режим «N» (нейтраль). В этом режиме крутящий момент на колеса не передается. Указанный режим нужно включать при простое с заведенным двигателем, в том случае, если выполняется буксировка авто и т.д. Режим «R» (реверс) означает движение назад.
Также коробка робот имеет режимы А/М или Е/М, что является аналогом режима D (драйв) для движения вперед. Такое обозначение свойственно простым «однодисковым» РКПП, то есть коробка имеет только одно сцепление. При этом следует отметить, что роботизированные коробки передач с двойным сцеплением (например, DSG) имеют режим, обозначенный литерой D (драйв), как и на обычных АКПП.
Что касается режима М, это значит, что коробка переведена в режим ручного управления (аналогично Типтроник), а обозначения «+» и «-» указывают, куда нужно двигать селектор для повышения или понижения передачи. Еще добавим, что на коробках типа DSG управление ручным режимом может быть выполнено в виде отдельной кнопки на селекторе.

Эксплуатация роботизированной коробки передач: нюансы

Начнем с прогрева, то есть нужно ли прогревать коробку робот зимой. Как известно, для АКПП предварительный погрев обязателен, так как трансмиссионное масло (жидкость ATF) должно немного разжижиться. При этом для роботизированной коробки требования менее жесткие.

Если просто, однодисковый робот нужно греть точно так же, как и обычную механику. Что касается DSG, особенно с «мокрым» сцеплением, прогреть такую РКПП необходимо чуть дольше, так как в ней залит большой объем трансмиссионной жидкости.

Езда на подъемах и спусках с коробкой робот также является моментом, который заслуживает отдельного внимания. Существует много моделей с РКПП (как правило, в бюджетном сегменте), которые не имеют системы помощи при старте на подъем.

Остановка на светофоре, движение в пробке и длительная стоянка. Сразу начнем с кратковременных остановок и пробок. Прежде всего, если стоянка короткая (около 30-60 сек.), например, на светофоре, нет необходимости переводить селектор из режима А или D в N. Однако более длительный простой все же потребует перехода на нейтраль.

Дополнительные режимы коробки робот. Следует отметить, что роботизированная коробка также может иметь такие режимы как S (спортивный) или W (winter, зимний), причем последний часто обозначается в виде «снежинки».

Советы и рекомендации

Что в итоге

krutimotor.ru

Коробка робот — что это такое

С момента появления набравшая популярность АКПП ставила перед автопроизводителями вопросы пользователей, связанные с дороговизной в производстве и ремонте, большим расходом и слабой динамикой.

Многие вопросы были решены с появлением нового класса автоматизированных коробок – роботизированной, или «коробки-робота».

Всего, к сведению, на рынке представлены четыре типа коробки переключения передач: ручная (механика), автоматическая, робот и вариатор. Изучим преимущества и недостатки роботизированной коробки передач.

В сущности, коробка-робот – это способ отказаться от АКПП, не возвращаясь полностью к механике.

Производители описывают РКПП как механическую коробку с электронным управлением.

Это выражается в том, что в салоне с такой коробкой не будет педали сцепления, а рычаг сменится на «джойстик» – водитель будет не переключать сам передачи, а указывать, на какую переключиться.

Робот принимает от водителя информацию о переключении в электронном виде (кодируется рычагом) и запускает алгоритм смены ступени.

Фактически робот вместо человека выжимает сцепление и меняет шестерни, но делает это, как на классике.

Управляются манипуляции с валами и шестернями электронным блоком управления (ЭБУ).

По этим причинам ездовые характеристики роботизированной коробки скорее схожи с механикой, чем с АКПП или вариатором.

В первых коробках-роботах, как и в механике, требуется сбавлять обороты при переключении, в более новых – нет, об этом чуть ниже.

Как работает коробка робот

Роботизированная коробка передач настолько много взяла от ручной, что для ответа на вопрос, как же она работает, стоит вспомнить, как устроена самая классическая механика.

Её основу составляют пара (ведущий и ведомый) валов. Первый вращается в паре с двигателем, второй отправляет момент вращения на колёса.

Валы соединены шестернями, причём на ведомом, связанном с колёсами, шестерни не зафиксированы жёстко, а в нейтральном положении свободно прокручиваются, не передавая вращения.

Также со вторичным валом связаны специальные устройства – синхронизаторы, которые связаны с рычагом переключения и при соответствующем усилии от водителя фиксируют на валу одну из шестерёнок, соответствующую выбранной передаче.

Отпустив сцепление, водитель запускает передачу момента кручения на колёса в нужном режиме.

Те же принципы унаследовала от механики роботизированная коробка передач. Главное отличие на «низовом» уровне – появились в ней так называемые актуаторы, или сервоприводы.

Это либо электрический, либо гидравлический прибор с исполнительным механизмом, который занимается смыканием-размыканием сцепления валов.

Дальше различий больше. Такие коробки снабжены двумя режимами работы: ручным и автоматическим.

В ручном между водителем и актуатором появляется одна прослойка – электронный блок управления, ЭБУ, запрограммированный на определённый алгоритм переключения передач.

Он снимает показания с рычага-джойстика (селектора) и запускает сервоприводы: первый фактически «жмёт сцепление», второй – орудует синхронизаторами, как сделал бы это человек. Педаль сцепления, таким образом, теряет свою актуальность и её в машине нет.

На режиме автомата поверх ЭБУ включается компьютер. В такой работе РКПП становится похожа на АКПП, ведь решения о переключении скоростей принимает сама машина, анализируя скорость движения и данные целого ряда датчиков.

Независимо от того, электрического или гидравлического типа коробка, робот не способен так чутко ощущать «отдачу» сцепления и вынужден перестраховываться, надолго прекращая передачу мощности внутри коробки.

Это вызывает рывки и неудобные «провалы» при разгоне, что являлось ключевым минусом такой коробки.

Первыми решениями этой проблемы стало сокращение времени провалов – для этого коробку совершенствовали в программной части, что увеличивало стоимость, но мало помогало с проблемой.

Новым решением стало появление двойного сцепления в коробке DCT (расшифровывается dual clutch transmission), в которой вторичных вала два, вложенные один в другой.

Шестерни на валах разбиты через одну: на первом нечётные скорости, на втором – чётные. Это позволяет при разгоне заготовить следующую передачу сразу, когда включается предыдущая: например, при старте с первой вторая на втором валу уже готова к подключению.

Когда переключение произошло, первый вал уже готовит третью скорость – и так далее, «разрывы» компенсируются и переключение происходит плавно, без рывков.

Кроме того, такая коробка компактнее и подходит даже для малолитражек и, что примечательно – быстрее и экономичнее даже механики, не говоря об автомате и более старых версиях робота.

Но конструктивно она всё-таки сложнее, а потому дороже.

Коробка робот и автомат: в чем разница

Для водителя в режиме обычной городской и междугородней езды, без экстренных ситуаций, различий между автоматом и роботом мало.

Там и там, например, отсутствует педаль сцепления, пусть и по разным причинам: в АКПП сцепления нет вообще, в РКПП оно есть, но в человеке не нуждается.

Робот механический, а автомат – гидромеханический, и это ключевое различие.

Для автомата жидкость в гидромеханической коробке является своеобразным предохранителем, но она же снижает эффективность передачи крутящего момента: у него низкий КПД, то есть часть мощности пропадает – этим обусловлен повышенный расход топлива.

Внешне робота и автомат можно легко отличить по селектору (где рычаг). На автомате есть положения N и R, а на роботе к ним добавляется ещё знак P.

Коробка робот: плюсы и минусы

Ключевые плюсы «робота» выгодно отличают его и от механики, и от «автомата», и от вариатора. Перечислим ключевые из них.

Плюсы:

Надёжная конструкция. Поскольку «робот» – прямой наследник механики, его конструкция давно известна, изучена и претерпела длительную эволюцию, чего нет у автомата и вариатора. Надёжность его, соответственно, превосходит эти два типа трансмиссии.
Ниже расход. Считается, что в плане горючего можно сэкономить до 30% бензина при использовании РКПП вместо АКПП или вариатора. Его расход сопоставим с «механикой», а при двойном сцеплении – даже ниже.
Кроме того, снижен расход масла: хватает 2-3 литров вместо тех 7, в которых нуждается вариатор.
Число передач. Оно равно аналогичному на механической коробке.
Дешёвый ремонт. Этот плюс также совпадает с плюсом «механики»: она проще, а потому дешевле поддаётся реконструкции, автоумельцы могут сделать часть операций даже своими руками, как и в классической сборке.
Повышенный ресурс. Благодаря особенностям конструкции, выше ресурс как двигателя, так и сцепления.
Удобен на подъёмах и в пробках. Это уже плюсы «автомата», которые дублируются в РКПП – человеку не нужно проводить сложных манипуляций с постоянным переключением, можно не бояться откатиться назад при старте с подъёма.
Более низкая цена «старых» видов робота. Однако они имеют больше недостатков. Цена робота с двоёной трансмиссией, напротив, выше.

Однако есть и ряд недостатков, и они порой существенны.

Минусы:

Высокая цена современных модификаций. Чтобы избежать многих минусов ниже, нужно купить машину с DCT, а это уже другой класс цены.
Невозможность «прошивки». Производитель решает за водителя, какой будет алгоритм переключения передач, и любители всё контролировать могут быть им недовольны.
К тому же на разных моделях алгоритмы разные, а определиться, какой оптимален, не так-то просто.
Ниже скорость работы. Этого недостатка нет в дорогих DCT, но в бюджетных вариантах, как говорилось ниже, присутствуют неприятные задержки при повышении скорости.
При откате с горки всё-таки может разомкнуться сцепление, что невозможно представить на «автомате».

avtohomenew.ru

КПП робот что это? Чем отличается автоматическая коробка передач от робота

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, 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, они находятся в зацеплении и образуют несколько ступеней: 4, 5, 6 и даже 8.

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.

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.

Коробка робот

Принцип работы робота как у механики, только всё происходит автоматически — гидравлика с электронным управлением всё сделает сама.

Плюсы и минусы автомата и робота

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 и ремонт автомата, который иногда случается, выльется в приличную сумму.

2. Робот относится к механике, значит обслуживание и ремонт будет дешевле, чем у автомата. Расход топлива у автомобиля с коробкой роботом приравнивается к МКПП, а в условиях города даже ниже, что не может не радовать. Ещё, роботы кушают масла по меньше, чем автоматы.

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.

Есть у робота и минусы — это медленное переключение скоростей и толчки с рывками в работе коробки, это случается довольно часто, если водитель очень сильно давит на педаль газа. Также, в городской черте во время стоянок необходимо рычаг селектора ставить в положение «нейтраль».

А зачем так делать, можете узнать в этом видео, где рассказано о коробке робот.

Подведём итоги, чем отличается автомат от робота:

робот — это механическая коробка передач с блоком управления, автомату присуща своя конструкция;
при переключениях передач автомат выигрывает у робота по скорости и плавности переключений;
у робота есть ручное переключение, а у многих автоматов подобная функция отсутствует;
коробка робот потребляет топлива и масла меньше, чем автомат;
обслуживание и ремонт роботизированной коробки дешевле, чем автоматической коробки.

Заключение. Моё мнение: робот — это тёмная лошадка, от которой можно ожидать неприятных сюрпризов. Я выбираю автомат, он изучен и предсказуем в работе, тем более, новые автоматические коробки с большим набором передач приближаются уже по расходу топлива к механике и также, эти автоматы могут подстраиваться под каждого водителя.

Кто не согласен с моей точкой зрения, может поделиться в комментариях.

(6 раз, оценка: 2,67 из 5) Загрузка…

avto-i-avto.ru

Как пользоваться коробкой робот инструкция

«N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
«R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад. Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

«А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;
«+», «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».
Требуется ли прогрев коробки?

движение автомобилей на гору

Напоследок некоторые рекомендации по эксплуатации и обслуживанию роботизированной коробки.

Немного об устройстве

Особенности управления

Некоторые режимы работы РКПП получила от автоматической коробки, а именно:

«N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
«R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад.

Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

«А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;
«+», «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».

Требуется ли прогрев коробки?

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

Остановка, парковка

Другие режимы

Полезные советы

Напоследок некоторые рекомендации по эксплуатации и обслуживанию роботизированной коробки.

Второй вариант существенно проще в эксплуатации, но немного «капризен» в техническом плане. Как можно увидеть, характеристика обоих видов включает уникальные особенности: плюсы и минусы. Именно по этой причине конструкторы создали еще одну коробку передач, имеющую существенные отличия от других разновидностей. Коробка робот все чаще используется при оснащении автомобилей.

Содержание статьи:

Роботизированная коробка передач: особенности и преимущества езды

Сюда относятся, в частности: переведение рычага в определенное положение, выжимание сцепления и так далее. Отчасти расширенная функциональность объясняется наличием актуаторов, то есть, сервоприводов, которые находятся внутри блока.

Строение роботизированной коробки

Электронный блок берет на себя заботы насчет того, чтобы переключение передач осуществлялось верно. Хотелось бы отметить, что большая часть роботизированных коробок оборудуются в качестве дополнения ручным управлением, что дает водителю возможность ездить на коробке, и управлять машиной самостоятельно. Есть лишь одно отличие, которое заключается в отсутствии выжимать сцепление.

Схема работы РКПП

Как ездить на роботизированной коробке передач?

«N» — нейтральный вариант, во время которого мотор продолжает функционировать, на оборудование передается вращение, однако на колеса оно не поступает, что объясняется расположением шестерен. Режим актуальнее использовать при продолжительной стоянки, а также перед стартом и после того, как авто остановилось.
«R» — перемещение назад. Для того, чтобы войти в данный режим автолюбитель должен переместить селектор в заданное положение, за счет чего машина начинает перемещаться назад.
«А/М» (иногда называется «Е/М») — перемещение вперед. Данный режим – это то же самое, что и режим «D», который есть во всех коробках автоматического типа. При его использовании машина перемещается вперед, а коробка передач сама выполняет переключение. При активизации режима «М» управление осуществляется вручную. За счет перевода селектора в определенное положение пользователь выбирает тот режим, что ему нужен в данный момент времени.
«+», «-» — предназначен для переключения передач. Непродолжительные переводы селектора сторону плюса или минуса способно обеспечить переключение передачи при выборе режима управления вручную.
Потребность в подогреве

С первых же дней использования транспортного средства с РКПП можно понять, что в водительской работе нет ничего сложного. Вы поймете, как пользоваться новинкой, ведь для грамотного управления нужно всего лишь переводить селектор в выбранное положение и перемещаться по трассе. Но для того, чтобы устройство функционировало без каких-либо проблем и сбоев, нужно знать, как его эксплуатировать.

Нужно ли прогревать машину зимой?

При этом совершенно не обязательно переводить селектор в различные положения, достаточно оставить его в нейтральном режиме.

Особенности вождения с роботизированной коробкой

Это исключит вероятность того, что транспортное средство начнет откатываться назад. Стоит заблаговременно потренироваться в выполнении указанных действий, чтобы научиться управлению, почувствовать двигатель и без промедления распознавать момент, когда сцепление уже включилось и нужно снять машину с ручника.

Если индикатор показывает подъем, устройство начинает работать адекватно ситуации. Допускается выполнять перемещение в ручном режиме, для этого нужно зафиксировать выбранную передачу. Нельзя забывать о том, что коробка передач не позволяет перемещаться в натяг, а потому при подъеме оборачиваемость двигателя изменяется и составляет не менее 2500 оборотов за минуту.

Во время спуска от человека, управляющего машиной, не требуется ничего. Ему нужно всего лишь перевести селекторный рычаг в положение «А», убрать стоячий тормоз. В такой ситуации машина будет тормозить за счет мотора.

Как выполнить остановку?

Во время непродолжительных остановок перевод рычага в указанный режим не является обязательным. Допускается оставаться на режиме «А», однако при этом нельзя забывать, что во время остановки сцепление остается выжатым. А потому, при стоянии на светофоре или в автомобильном заторе, если выстаивание растягивается на неопределенный срок, нужно переключаться на нейтральный режим.

Какие режимы еще существуют?

Это такие виды передач как: спортивный и зимний (его еще называют «снежинкой»). Последний из представленных режимов нужен для того, чтобы безопасно перемещаться по трассе, покрытой льдом. Он обеспечивает плавный переход на более высокие скорости.

MAN TipMatic | Грузовики MAN Россия

MAN TipMatic

^® нового поколения

Эффективное включение повышающей передачи: MAN TipMatic

^®

Коробка передач MAN TipMatic^® помогает снизить расход топлива и повысить комфортность езды даже в сложных условиях. Компания MAN предлагает оптимальные трансмиссии для разных режимов эксплуатации. Например, для дорожных и внедорожных грузовиков, для большегрузов и спецтехники. В любом случае индивидуальные стратегии трогания с места и переключения передач позволят снизить износ, повысить экономичность и удобство. Функции и алгоритмы переключения системы TipMatic® зависят от области применения грузового автомобиля. Трансмиссии полностью адаптированы для использования с двигателями D08, D20 и D26. Работа возможна в полностью автоматическом режиме или в ручном — подрулевым рычагом можно управлять переключением. Независимо от выбранного режима, от водителя не требуется усилий, он может полностью сосредоточиться на дороге.

Комфорт, безопасность и эффективность нового уровня

Дополнительные функции коробки передач TipMatic® и интеллектуальные программы переключения направлены на повышение экономичности, повышение удобства езды и безопасности на дороге.

SmartShifting — это улучшенная функция SpeedShifting. Функция SpeedShifting MAN TipMatic^® отвечает за ускоренное переключение 10, 11 и 12 передач (три верхние передачи) А функция SmartShifting отвечает за быструю работу во всем диапазоне. Это позволяет оптимизировать расход топлива при любом режиме движения. Например, во время подъема можно быстрее перейти на пониженную передачу при сохранении тяги и невысоком расходе.

Еще одно новшество — применение моторного тормоза для повышения скорости переключения передач (HSU). Это решение демонстрирует свою эффективность в первую очередь при движении в подъем — система позволяет очень быстро переключиться до трех ступеней вниз. Также усовершенствована логика переключения передач в зависимости от дорожной ситуации — автоматика более точно выбирает наилучший сценарий работы трансмиссии. Для определения оптимальной скорости переключения система TipMatic^® анализирует положение педали газа, массу грузовика, расчетное сопротивление движению. Выбранная скорость переключения не обязательно самая высокая, но она оптимальна с учетом условий движения, износа, экономичности, комфорта.

Функция Idle Speed Driving позволяет комфортно двигаться на оборотах холостого хода. Это повышает удобство и безопасность во время маневров и равномерного движения в плотном потоке на магистрали. После начала движения на оборотах около 600 об./мин автомобиль продолжит движение без нажатия педали акселератора. При недостаточном крутящем моменте TipMatic^® автоматически понизит передачу на одну ступень, и движение продолжится с заданной скоростью. Для выключения сцепления водителю нужно просто нажать педаль тормоза.

Система MAN TipMatic^® сама выбирает оптимальную передачу. Для этого в первую очередь распознается нагрузка. Начало движения всегда происходит при оптимальных параметрах, будь то пустой или полностью загруженный автомобиль. Программное распознавание наклона и широкий диапазон регулирования передаточных чисел расширяют возможности системы, повышают точность определения лучших условий для начала движения.

Выехать из глубокого снега или влажного сыпучего грунта поможет функция выезда методом раскачки. Система TipMatic® быстро разомкнет сцепление при отпускании педали акселератора.В итоге водитель может раскачать грузовик только педалью газа.

Программы переключения передач для любого применения

Индивидуальные сценарии MAN TipMatic^® повышают безопасность движения, адаптируют работу трансмиссии к разным условиям эксплуатации, снижают потребление топлива

Доступно для следующих моделей.

Роботизированная коробка передач Suzuki Swift (Сузуки Свифт)

Сузуки Свифт выпускается с 1983 года, изначально хэтчбек комплектовали двигателями на 1,0 и 1,3 л, работающими в паре с пятиступенчатой механикой и трехступенчатым классическим автоматом. Роботизированной коробкой передач Свифт начал оснащаться гораздо позже – в 2003 году, когда стартовало производство второго поколения модели. Четырехступенчатый «робот» предлагался как альтернатива МКПП и представлял собой ту же механику, но не имеющую педали сцепления. Его функцию выполняет привод гидромеханического типа, который позволяет системе работать в ручном или автоматическом режиме. Приводом управляет блок электроники.

Многие владельцы жалуются на дерганность и задумчивость роботизированной трансмиссии МТА. Что ж, это конструктивные особенности коробки, к которым просто нужно привыкнуть. Чтобы упростить себе жизнь, рекомендуем придерживаться определенных правил при эксплуатации роботизированной трансмиссии. В холодное время года следует немного прогревать коробку, так как масло густеет и стекает вниз. Затем можно начинать движение – плавно, без рывков и резкого нажатия на педаль акселератора.

Если вы будете пренебрегать прогревом, смазочный материал не попадет во все уголки системы. Это чревато негативными последствиями: повреждением корзины, неполным сведением диска, перегревом. Желательно также избегать пробуксовок, которые сбивают настройки исполнительной системы.

В случае с МТА крутящий момент ведущим колесам передается так же, как и в механической трансмиссии. Другими словами, коленвал мотора соединен со сцеплением, состоящим из ведущего и ведомого дисков, и связан с шестернями трансмиссии. Это дает определенные преимущества по сравнению с классической АКПП:

Быстрота разгона.
Снижение расхода топлива благодаря минимизации торсионных усилий. В моделях с автоматической коробкой часть КПД мотора тратится на «раскручивание» гидротрансформатора.
Продуманный «ручной» режим, который удобно использовать по трассе и в зимнее время года.

Но «робот» Свифт имеет и определенные недостатки:

Во время парковки авто может немного откатиться назад, как и в случае с механикой.
Переключение сопровождается рывками, которые усиливаются при износе агрегата.
Периодически приходится проводить адаптацию коробки в условиях профессионального автосервиса.

Адаптация роботизированной коробки Suzuki Swift

Адаптацию следует делать профилактически, раз в год, каждые 15–20 тыс. км. Без нее не обойтись и при сбоях электроники, монтаже нового комплекта сцепления, замене актуатора выжима. Адаптация представляет собой сложный, многоэтапный процесс, в ходе которого схему настройки электроники обнуляют. Затем система анализирует крутящий момент и особенности функционирования мотора, обучается правильному переключению передач, плавному выжиманию сцепления и троганию. Это приходится делать потому, что диски сцепления испытывают постоянную механическую нагрузку. Со временем они стираются – для разъединения и соединения дисков требуется уже иное усилие. В обычной МКПП происходит то же самое. Но там водитель самостоятельно корректирует силу выжима сцепления ногой, поэтому данный эффект малозаметен.

На первом этапе адаптации настраивают модуль ТСМ, меняют тормозную жидкость и прокачивают систему для удаления воздуха. Затем в ход идут специализированные сканеры, которые обучают роботизированную коробку Сузуки Свифт плавно переключать передачи. На финальном этапе налаживают совместное функционирование сцепления и исполнительных узлов.

Типичный ремонт и обслуживание роботизированной коробки Suzuki Swift

Завод-производитель предусматривает обязательную замену масла на роботронике. Но и это не всегда уберегает от поломок и необходимости серьезного ремонта. Для комплексного восстановления может понадобиться восстановление актуаторов, замена щеток, сцепления в сборе, мехатроника.

В техцентре «С-Авто» точный перечень необходимых для восстановления процедур определяют после комплексной диагностики – проверки блоков управления и механической части коробки. Иногда для восстановления работоспособности РКПП достаточно банальной регулировки сцепления. В более сложных ситуациях его приходится менять в сборе – вместе с диском, корзиной, выжимным. Для этого демонтируют крепления аккумулятора, чтобы получить свободный доступ к проводам и крепежу коробки. Затем снимают нужные элементы ходовой части, сливают масло и демонтируют коробку. После замены сцепления шлицы и выжимной смазываются, далее проводят сборку и калибровку.

Мастерам нашего автосервиса уже доводилось чинить роботизированные коробки Сузуки Свифт. Мы сталкивались со сломанным зубом зацепления. Дефект был вызван неправильной транспортировкой или переключением. К чему это привело, вы можете видеть на представленных ниже фото. Работоспособность РКПП была восстановлена на все 100%!

Как правильно заводить и эксплуатировать LADA в мороз?

Техинком рекомендует: советы мастера по обслуживанию LADA о правильном запуске и дальнейшей эксплуатации российских автомобилей при низкой температуре окружающей среды.

1.Как правильно заводить автомобили с механической коробкой передач и АМТ (роботом)?

Начнём с того, что перед тем, как начинать пользоваться автомобилем, необходимо прочитать инструкцию по его эксплуатации. Там есть ответы на простые и даже сложные вопросы. Если у вас машина с механической коробкой передач, то необходимо облегчить нагрузку на стартер и заводить автомобиль с выжатым сцеплением. Машине будет гораздо легче раскручивать мотор без коробки передач. После того, как автомобиль завелся, можно спустя 10-20 секунд убрать ногу со сцепления. Трансмиссионное масло в коробке более густое и теперь автомобиль спокойно будет разогревать и его. Если у вас автомобиль с роботизированной коробкой передач, то у вас запуск мотора не произойдёт до того момента, пока не будет выжата педаль тормоза. Если вы не смогли с первого раза завести автомобиль, то помните, что не нужно постоянно «крутить» стартер, потому что он может просто сгореть. Необходимо ему давать «отдохнуть» и держать ключ повернутым не более 10 секунд. После этого, нужно вернуть его в исходное положение и выдержать паузу в 20 секунд. После 3-4 попыток, лучше всего сделать паузу на 10-15 минут и попробовать снова.

2. Какие дополнительные устройства помогают облегчить запуск автомобиля (предпусковые подогреватели, мобильные обогреватели салона от 12V, термоодеяла)?

Предпусковые подогреватели жидкостного типа, встраиваемые с систему охлаждения, прекрасно справляются с низкими температурами. Они работают за счет внутреннего горения и подогревают антифриз. Для мотора это то же самое, что запуск в теплую погоду, отличается только температура входного воздуха. Мобильный обогреватель салона от 12 вольт ничем не поможет. От него можно даже больше получить вреда, потому что может перегореть электроника. Термоодеяло не дает остывать двигателю, когда вы оставляете машину на час или два. Если же оставлять машину «ночевать» на улицу, то термоодеяло не поможет. За ночь двигатель машины полностью остынет.

3. Как правильно прикуривать аккумуляторную батарею (присоединять клеммы к клемам или частично к корпусу двигателя)?

Большой разницы в том, куда вы зацепите минусовую клемму нет. Главное не присоединить плюс к плюсу и минус к минусу. Единственное, что во время «прикуривания» лучше глушить. Резкое падение напряжения может отрицательно повлиять на автомобиль — донор. Это рекомендовано производителями.

4.Что не рекомендуется делать до того момента, пока салон автомобиля не прогреется (не включать громко музыку и т.д. )?
Не рекомендуется громко включать музыку. Мембраны динамиков более хрупкие на морозе и могут банально порваться. Кроме этого, сенсорные дисплеи могут срабатывать не так быстро, как это бы происходило в прогретом автомобиле. Также могут банально примёрзнуть окна. В этом случае, если через силу пробовать опустить стекло, то не равномерное распределение нагрузки может привести к тому, что один из элементов может сломаться или лопнуть. На морозе все хрупкое и лучше машину прогревать.

5. Какие ограничения по эксплуатации автомобиля существуют при отрицательных температурах?

Конечно, в зимний период выход из строя некоторых узлов и агрегатов более вероятен. При особенно низких температурах те же резиновые детали более хрупкие и они готовы выдержать нагрузки меньше, чем в теплое время суток. К примеру, в LADA XRAY есть гидроусилитель руля и при сильном морозе не стоит сразу после запуска мотора активно крутить рулевым колесом. Нужно постепенно давать нагрузку. Что касается подвески, то если автомобиль только выехал с парковки, необходимо не давать резкой нагрузки на стойки. Дело в том, что в тот момент они еще не разработались, и масло внутри ещё не прогрелось. Так что там, где вы спокойно проезжали лежачие полицейские летом, нужно проезжать во время сильных заморозков аккуратно. Иначе часть подвески может быстро выйти из строя.

6. Какие части автомобиля подвержены опасности в сильный мороз?

Особое внимание стоит уделить таким вещам, как брызговики и пластиковые бампера. При сильном морозе резина не такая эластичная и способна порваться в местах крепления к автомобилю. Пристальное внимание стоит уделить и безопасности пластиковых бамперов. Обратите внимание, что зимой очень много автомобилей с отверстиями. Это результат парковки в снежный брусфер. Если летом пластик более гибкий и может выдержать легкий удар о бордюр, то на сильном морозе даже лёгкое касание может сделать трещину или даже вырвать кусок бампера.

7. Как подготовлены новые модели LADA к эксплуатации в сильные морозы?

Новая модельная линейка прекрасно подготовлена для эксплуатации в сильные морозы. Из личного опыта могу сказать, что на запуск LADA Vesta при температуре -32 потребовалось порядка 5 минут от момента поворота ключа, до полного обогрева стёкол для начала безопасного движения. Только руль холодный, но в перчатках можно ехать. Обогрев лобового стекла в новых моделях это необходимая функция для эксплуатации в России. Вопросов к обогреву боковых зеркал, стекла и подогреву передних сидений тоже не возникает. Прогреваются быстро и держат хорошую температуру. Также стоит отметить, что теплоизоляция в обоих автомобилях отличная. В салоне комфортно даже при сильном встречном ветре.

8. Как правильно мыть автомобиль в мороз и стоит ли это вообще делать при низкой температуре?

В зимний период пользоваться автомойками самообслуживания не рекомендуется. В сильные морозы машину лучше мыть на специализированных автомойках. После необходимо все резиновые уплотните и, особенно, замки тщательно просушивать. Кроме этого, требуется нанести аэрозольную смазку непосредственно на замки, чтобы исключить их замерзание. В этом году были случаи обращения от владельцев, когда с пульта машина открылась, а сам замок после мойки примёрз. Внутри двери замерзать нечему и покрывается льдом только сам механизм запирания. К счастью, сейчас есть масса всевозможных размораживателей, которые позволяют оперативно решить эту проблему. Главное – это не хранить их в салоне автомобиля, иначе как ими воспользоваться при замёрзшем автомобиле. Если нет острой необходимости мыть автомобиль, то лучше воздержаться от мойки. В том случае, если грязь закрывает обзор, то можно щёткой для снега и незамерзайкой отмыть зеркала, фары и боковые стёкла.

9. При каких температурах категорически запрещено экcплуатировать автомобили LADA?

В инструкции по эксплуатации написано, что машина адаптирована и заводится, гарантировано до 27 градусов. Лично я заводил LADA Vesta в — 33 градуса. Вообще, на русских автомобилях ездят и при – 50 градусах. Если же автомобиль завёлся, значит он способен передвигаться. Главное — это безопасно эксплуатировать его в этот период.

10. Какой основной набор должен быть у владельца автомобилей, когда он планирует эксплуатировать машину в мороз (крокодилы, незамерзайка специальная).

В автомобильном наборе водителя, который планирует эксплуатировать автомобиль в период сильного мороза должны быть провода для прикуривания (крокодилы). Если не понадобятся вам, то вы можете всегда выручить соседа. Взаимопомошь ещё никто не отменял. Также стоит прикупить специальную незамерзайку – концентрированную. Залив такую жидкость в бачок омывателя уже точно можно гарантировать, что в системе не образуется лёд. Ещё одной крайне необходимой вещью является автомобильный трос. Если случится поломка на морозе, то всегда можно попросить отбуксировать машину до ближайшего населённого пункта.

Понимание конструкции двигателя и коробки передач: 10 шагов (с изображениями)

Теперь мы должны выбрать двигатель и передаточное число. Мы начнем с рассмотрения технических характеристик доступных двигателей и сделаем предположение о том, какой из двигателей может хорошо подойти для этой работы. Мы попробуем использовать один BaneBots RS-550 в качестве отправной точки из-за его высокой мощности, а это значит, что он сможет выполнять работу быстрее. Кроме того, он обычно используется в подобных приложениях, а это означает, что он, вероятно, хорошо подходит для работы в целом.Чтобы упростить оценку, я сделал график кривой двигателя для RS-550.

Во-первых, мы хотим убедиться, что двигатель не потребляет больше 40 А и не срабатывает автоматический выключатель. Глядя на график, мы можем визуально увидеть, что RS-550 требуется нагрузка 0,23 Нм, чтобы тянуть 40 А. Чтобы двигатель не достиг этого уровня даже при большой нагрузке, мы попробуем спроектировать для потребляемый ток 20 А. Посмотрев снова на график, мы видим, что это соответствует крутящему моменту 0,115 Нм. Теперь мы можем рассчитать уменьшение, которое нам потребуется для достижения необходимого крутящего момента, равного 3.05 Нм.
Редуктор:
Теперь мы выбрали редуктор 26: 1, что означает, что мы можем рассчитать точную нагрузку, с которой должен столкнуться наш двигатель лифта.
Нагрузка на двигателе:
Теперь мы можем использовать уравнение (1) из «Характеристики двигателя», чтобы рассчитать ток, который мы ожидаем от RS-550 при этой нагрузке:
Потребляемый ток:
Наше расчетное потребление тока, 21,0 А, находится в пределах допустимого диапазона 40 А. Затем мы определим скорость вращения выходного вала коробки передач с помощью уравнения (2).На этом этапе расчетов мы учтем КПД коробки передач 75%.
Скорость двигателя:
Теперь мы можем проверить, позволит ли выбранное передаточное число достичь желаемой выходной скорости 357 об / мин.
Скорость коробки передач:
Наконец, теперь, когда мы убедились, что передаточное число соответствует нашим требованиям, мы можем рассчитать, сколько времени потребуется двигателю, чтобы поднять лифт.
Время подъема:
Теперь мы полностью проверили, что наш двигатель RS-550 и редуктор 26: 1 достигнут или превзойдут наши первоначальные цели.Поскольку реальная производительность часто бывает хуже, чем теоретическая, разумно «перепроектировать» эти системы. Это также гарантирует, что наши упрощения не приведут к тому, что наша система будет работать намного хуже, чем ожидалось.

Когда вы впервые выполняете этот процесс, вам, возможно, придется выполнять вычисления несколько раз, пробуя разные двигатели и передаточные числа. По мере накопления опыта вы научитесь интуитивно понимать, какие двигатели и передаточные числа лучше всего подходят для вашей работы.

Последний шаг в этом процессе — выбор коробки передач.В этом примере имеет смысл выбрать версию RS-550 коробки передач P60 Banebot с редуктором 26: 1. Он не только совместим с нашим двигателем, но также имеет правильный редуктор и общий выходной вал с клиновой шпонкой 0,5 дюйма.

Надеюсь, этот пример задачи помог вам понять процесс выбора двигателя и коробки передач. Кроме того, я надеюсь, что он показал вам, как правильно применять теорию, которую вы изучили ранее в этом уроке.

Как выбрать и применить прецизионные редукторы с сервосистемами

При наличии множества промышленных редукторов, доступных сегодня, очень важно подобрать соответствующий тип редуктора с приводом, двигателем и нагрузкой.Когда машине нужна сервосистема (привод и двигатель), тип редуктора имеет решающее значение для точного и повторяемого движения. Планетарные редукторы подходят для сервоприводов.

Высокоточные цилиндрические планетарные редукторы — отличный выбор для приложений, требующих точности и надежности. Планетарные редукторы имеют очень низкий уровень люфта (обычно от одной до девяти угловых минут), а при правильном размере обеспечивают срок службы более 20 000 часов практически без обслуживания.Цилиндрические планетарные передачи также обеспечивают очень тихую и более эффективную работу по сравнению с продуктами конкурентов.

Прецизионные редукторы тщательно обрабатываются с соблюдением высоких допусков — подумайте часовщик, а не кузнец. Они предлагают удельную мощность, которая соответствует небольшому размеру корпуса, и КПД 90% и выше.

Этот серводвигатель и прецизионный планетарный редуктор управляют поворотным рычагом в раздаточной машине, чтобы обеспечить высокоточное позиционирование в соответствии с требованиями этого требовательного приложения.

Зачем нужна коробка передач?

Серводвигатели

часто приводят в движение нагрузки напрямую, без необходимости использования редуктора, но во многих случаях лучше использовать редуктор между двигателем и нагрузкой.

Одной из основных причин использования коробки передач является увеличение крутящего момента. Это позволяет разработчикам использовать меньшие сервосистемы, которые потребляют меньше энергии. Вместо того, чтобы покупать относительно большие сервоприводы и двигатели, разработчик может использовать более мелкие компоненты, экономя место и деньги.

Выходной крутящий момент увеличивается прямо пропорционально передаточному отношению, а максимальная скорость выходного вала уменьшается.Если приложение может выдержать пониженную скорость, относительно небольшая сервосистема может обеспечить высокий крутящий момент.

Коробки передач

также могут устранять несоответствия по инерции. Для высокопроизводительных следящих систем — например, с высокими динамическими характеристиками или низким перерегулированием — соотношение между инерцией отраженной нагрузки и инерцией двигателя должно быть настолько низким, насколько это возможно, в идеале менее десяти к одному. Прецизионная коробка передач уменьшает отраженную инерцию на квадрат передаточного числа. Например, использование коробки передач 25: 1 снижает отраженную инерцию нагрузки в 625 раз, что является значительным улучшением.

В некоторых случаях редукторы просто решают проблемы, связанные с механической подгонкой. Например, если прямая установка двигателя мешает работе другого механического компонента, угловой редуктор может решить проблему.

По сравнению с большинством других редукторов, прецизионная коробка передач обеспечивает лучшую точность и повторяемость. Кроме того, высокий КПД редуктора позволяет ему передавать максимальную мощность, доступную от сервосистемы, что часто бывает необходимо в сервоприводах.

Сравнение типов редукторов

В редукторах

используются различные методы передачи мощности, включая, помимо прочего, планетарные передачи, червячные передачи, цилиндрические шестерни, косозубые шестерни и редукторы с креплением на валу.В сервоприводах чаще всего подходят планетарные редукторы.

В червячных передачах используется червячная или винтовая передача для поворота большей поперечной передачи. Они могут обеспечить высокие передачи в небольших корпусах, но не настолько эффективны, порядка 70%. Червячные передачи также не реверсивны и, следовательно, не могут иметь обратный привод, поэтому их нельзя использовать для увеличения скорости.

В цилиндрических зубчатых колесах

для передачи мощности используются прямозубые зубья на параллельных валах. Они доступны в широком диапазоне соотношений и экономичны, но могут быть шумными и подверженными износу.

На этом изображении цилиндрической планетарной передачи в разобранном виде показаны входной вал, прикрепленный к солнечной шестерне (слева), коронная шестерня (в центре) и выходной вал, прикрепленный к водилу планетарной шестерни (справа).

В цилиндрических рядных редукторах также используются шестерни на параллельных валах, но зубья имеют винтообразную форму, что позволяет постепенно увеличивать контакт между сопряженными зубьями.

Цилиндрические рядные редукторы и прямозубые цилиндрические зубчатые передачи обычно имеют больший люфт, чем планетарные редукторы, и возникает нежелательная тяга, действующая вдоль оси шестерни.Зубья шестерни со спиральной нарезкой работают тише и из-за этого используются в других типах редукторов.

Редукторы с полым валом популярны для зубчатых колес с параллельными валами, таких как прямозубые и косозубые зубчатые передачи. Они хорошо подходят для конвейеров и других погрузочно-разгрузочных работ и легко монтируются. Однако они страдают теми же недостатками, что и их составные части.

Планетарные редукторы названы в честь их сходства с простой солнечной системой. Они состоят из зубчатого венца, нескольких планетарных шестерен и солнечной шестерни.Кольцевая шестерня обычно неподвижна и часто является частью внешнего кожуха коробки передач, а входной вал приводит в движение солнечную шестерню.

На этом изображении в разрезе двухступенчатого планетарного редуктора показана боковая зажимная втулка для вала серводвигателя (внизу справа) и выходного вала редуктора (вверху слева). Посередине находятся две открытые секции планетарных шестерен для обеих ступеней редуктора.

Вращение солнечной шестерни заставляет планетарные шестерни вращаться вокруг своих осей и вращаться вокруг солнечной шестерни.Водило, прикрепленное к валам планетарной шестерни, связывает выход. Такое расположение создает сбалансированную и компактную конструкцию, концентричную относительно вала. Если требуется несколько ступеней, относительно просто подключить выход одного набора планетарных шестерен к солнечной шестерне вторичной ступени.

Высокий КПД, низкий люфт и высокая удельная мощность делают планетарные редукторы лучшей из этих альтернатив в высокоточных сервосистемах.

Выбор редукторов и следящих систем

Предполагается, что сервосистема в сочетании с планетарной коробкой передач будет обеспечивать точное движение, но для этого необходимо тщательно согласовать все компоненты.Хотя сервопривод, двигатель и коробку передач можно купить у разных поставщиков, это не рекомендуется, так как это требует большого исследования и сравнения, чтобы убедиться, что все компоненты будут работать вместе. Покупка компонентов у одного поставщика — особенно у того, который тщательно подобрал компоненты и будет отвечать за конкретную комбинацию рассматриваемых частей, — дает несколько преимуществ.

Поставщик провел все исследования и подтвердил совместимость. Большинство поставщиков предоставляют более благоприятную гарантию на такие покупки.Кроме того, они могут предоставить одобренное монтажное оборудование для соединения компонентов.

Некоторые поставщики предоставляют онлайн-инструменты для выбора сервосистем и совместимых редукторов, что упрощает разработку спецификации. Эти руководства по выбору помогают при проектировании и содержат конкретные рекомендации по близко подобранным компонентам, которые можно приобрести как систему. В этих случаях инженеры могут быть уверены, что указанные ими системы совместимы во всех критических областях и что компоненты будут поставляться с необходимыми монтажными втулками и шпонками.

Фактически, некоторые инструменты выбора позволяют разработчикам вводить свои требования к крутящему моменту и скорости, а затем автоматически фильтровать список доступных комплектов мотор-редуктор. Инженеры могут вводить данные о крутящем моменте в метрических или британских единицах измерения, или разработчик может выбрать конкретный размер серводвигателя. Дизайнеры вводят данные о скорости как дискретные значения или выбирают передаточное число. Наконец, инженер может выбрать предпочтительную физическую ориентацию — прямую, прямоугольную передачу или и то, и другое.

Результирующий список доступных систем включает информацию о ценах, что часто является критическим фактором для процесса выбора.После выбора комбинации двигатель / редуктор разработчик переходит на страницу с полными спецификациями для выбранной сервосистемы, редуктора и комбинации.

Одно предостережение: несмотря на то, что селектор может облегчить процесс определения, инженеры и дизайнеры всегда должны проверять, соответствует ли система их потребностям и правильно ли применяется.

Лучшие практики и распространенные ошибки

Хотя редукторы помогают уменьшить несоответствие между инерцией двигателя и нагрузкой, инерция редуктора должна быть включена в расчет:

Когда требуются высокие динамические характеристики, инженерам необходимо тщательно настроить сервосистемы, желательно с присоединенными нагрузками, для обеспечения наиболее отзывчивой работы.Настройка может обеспечить более быстрые движения и минимизировать рыхлое движение, уменьшая при этом перерегулирование или звон после завершения движений.

Конструкторы также должны обращать внимание на характеристики радиальной нагрузки и осевой нагрузки. Осевая нагрузка — это сила, действующая вдоль оси выходного вала; радиальная нагрузка действует перпендикулярно выходному валу.

Сила тяжести, действующая на нагрузку, является, пожалуй, наиболее распространенным источником радиальных нагрузок, но возможны и другие источники, в зависимости от механического устройства, прикрепленного к выходному валу.Дополнительные внешние подшипники могут потребоваться при некоторых нагрузках, чтобы минимизировать эти силы и продлить срок службы внутренних подшипников редуктора.

Обычный способ минимизировать люфт — приблизиться ко всем целевым позициям с одного направления. В случае, если требуется обратное движение, некоторые конструкторы позволяют нагрузке пройти за желаемое положение и вернуться в него из общего направления.

Редукторы

Классическим примером применения прецизионных редукторов является индексный стол с несколькими станциями для обработки или сборки.Прецизионные редукторы и следящие системы хорошо подходят, когда стол относительно тяжелый и требует точного позиционирования, и когда работа на высоких скоростях не так важна.

В этом случае коробка передач используется просто для точного умножения крутящего момента. Максимальная скорость серводвигателя от 3000 до 5000 об / мин не требуется при нагрузке, поэтому передаточное число редуктора и соответствующее увеличение крутящего момента могут быть большими. Это позволяет относительно небольшой сервосистеме справиться с задачей. Сервосистема может даже использовать свой встроенный индексатор для управления движением на основе дискретных сигналов ввода / вывода от ПЛК или даже простого селекторного переключателя, в зависимости от требуемого уровня автоматизации.

Другой пример применения коробки передач — это высокоскоростное устройство для захвата и установки, такое как снятие детали с машины для литья под давлением. Время цикла этих машин часто имеет решающее значение для соблюдения производственных квот, и проектировщик обычно желает удалить детали как можно быстрее после открытия формы.

Подвижные рычаги подбирающего устройства спроектированы так, чтобы быть максимально легкими, но несоответствие по инерции все же может быть фактором. Коробка передач может минимизировать несоответствие, так что механизм подбора и установки чрезвычайно отзывчив.

ПЛК в этом примере может быть более вовлечен в управление движением, управление движением с помощью импульсов и сигналов направления. В некоторых случаях ПЛК также передает значения настройки рецептов на сервопривод, когда изменяется профиль движения или инерция выбранной детали.

Прецизионные редукторы и следящие системы могут использоваться для решения широкого круга задач автоматизации. Машиностроителям следует приобретать необходимые компоненты у знающих поставщиков, которые будут поддерживать их продукцию.Использование онлайн-инструментов выбора может упростить выбор, хотя система потребует настройки после установки. При правильном проектировании, спецификации и настройке эти системы обеспечивают точные, воспроизводимые результаты в течение многих лет.

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 вернуть 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 соединения 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, моделирующий 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 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 выводов, сделанных в результате 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 робототехнические устройства превосходят 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). Утверждение о шестернях приводит к люфту, трению и (нежелательной) податливости, которые затрудняют 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 поэтому она тесно связана с эффективностью коробки передач.

Это подчеркивает важность для оценки управляющего воздействия определенной технологии коробки передач как ее передаточного отношения, 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 целостность человека-оператора.

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 согласованно, как человек (Karayiannidis et al. др., 2015). Это подчеркивает важность импеданса и внутреннего соответствия (De Santis et al., 2008) и объясняет появление нового типа внутренне гибких исполнительных механизмов 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 (бегунков), 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 полезные нагрузки без ущерба для целостности оператора.Низкие передаточные числа также имеют дополнительное преимущество в пропускной способности: они имеют меньшее трение и люфт, уменьшая нелинейность, вносимую коробкой передач. С другой стороны, умеренное передаточное число не может компенсировать нелинейные условия сцепления — обычно зубчатый крутящий момент (Siciliano et al., 2010).

Более пристальный взгляд на технические характеристики этих новых двигателей вызывает 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 автономность. 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 характерная черта этих новых роботизированных устройств: 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 сути 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 требовать меньший крутящий момент.

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 реальная 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 высокий КПД — более низкие потери — позволяют снизить потребление энергии 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 преимущество в снижении потерь: большинство механических трансмиссий, используемых в робототехнике, имеют замкнутую форму и используют какой-либо контакт зубьев для передачи крутящего момента и движения между первичным двигателем и рабочим органом. Благодаря этому кинематическое соотношение между входной ω _In и выходной скоростями ω _Out заблокировано количеством зубцов 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 сила (Macmillan and Davies, 1965; Yu and Beachley, 1985; Pennestri and Freudenstein, 1993; Del Castillo, 2002).

В соответствии с принципом действия коробка передач всегда включает в себя высокоскоростную сторону с низким крутящим моментом и сторону с высоким крутящим моментом и 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 особой топологии некоторые зацепления шестерен могут иметь одновременно высокую скорость и высокий крутящий момент. 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 коробки передач.

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 система координат является несущим элементом коробки передач, в то время как виртуальная мощность — это соотношение между виртуальной мощностью и мощностью, создаваемой внешним крутящим моментом применяется по ссылке. Используя эти элементы, мы определяем коэффициент скрытой мощности топологии коробки передач как отношение суммы скрытых мощностей во всех зацеплениях к мощности, подаваемой на коробку 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 эффективности 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) как практический способ 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 пришлось скомпрометировать, 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, поскольку 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 повторяемый выходной крутящий момент, называемый моментом ускорения, и номинальный крутящий момент, (iii) ) передаточное число и (iv) отношение крутящего момента к массе как для номинального, так и для момента ускорения.

Резюме

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 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 расположение 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 пользуются растущим интересом сообщества исследователей робототехники, как мы резюмировали в предыдущей статье авторов (López-García et al., 2019а).

Рисунок 3 . Внутреннее устройство ZF серии RG 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 прироста — до 1: 512 — без фундаментальных изменений веса, размера 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, тогда 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 Flexspline , нежесткой, тонкой цилиндрической чашки с зубьями, которые служат выходными.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 Рисунке 4. Этот тип редуктора является наиболее 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 их базовой топологии KHV, используемая 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 компания SUMITOMO представила новую коробку передач E-CYCLO, работающую 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 включает также 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, что обеспечивает наилучшее соотношение крутящего момента к весу среди 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 в лодках, подъемных кранах и 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 весу 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 их 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 увеличения входной скорости. Это объясняет, как благодаря объединению 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 адаптацию 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, которые покрывают 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 и 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 под названием 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 обеспечивать передаточные числа до 1: 400 (GENESIS, 2018).

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, подтверждающих данные характеристики, и никаких официальных данных, в частности по эффективности, от Genesis пока нет, поэтому в Таблицу 4 включено только значение Latent Power Ratio, полученное в результате его топологии.

Таблица 4 . Рамки оценки новых технологий редукторов.

Таким образом, хотя лежащая в основе топология Wolfrom указывает на то, что эффективность, безусловно, будет сложной задачей, эта инновационная коробка передач демонстрирует большой потенциал 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.

Проезд 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 зубьев шестерни на контакт качения способствует минимизации потерь в контакте, 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 относительно пускового момента или потерь, 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 нутирующая коробка передач, которая изначально была задумана (Барбагелата и Корсини, 2000) для космических приложений, но может развить свой потенциал и для робототехники 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, полученные в Приложении I, коэффициент скрытой мощности, равный 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 ~ Φ50 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 соотношений 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 шестерни без водила во Вранише (1995) и подшипников с частичными зубьями (Враниш, 2006), NASA Goddard Space Центр управления полетами 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 колес 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 основная 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 показателям FUJILAB и подтверждают низкий пусковой крутящий 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 оценен 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 держателе Teeth Carrier , но, по мнению 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 держателем зубьев обеспечивает этому устройству характерный нулевой люфт, высокую жесткость на кручение и эталонное соотношение крутящего момента к весу.

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 деформационной волны 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 очень 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 ограничения 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 остаться на этапе 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 по своей сути 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, с целью 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 конструкциями), 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 конструктивный 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.

Авторские взносы

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 текущую 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 (доктор наук) 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 скорости: КПД, 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). Планетарный редуктор .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 зубчатыми подшипниками», в ASME 2018 International Design Engineering Technical Conference и Computers and Information in Engineering Conference (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», в ASME 2013 Международные технические конференции по проектированию и Компьютеры и информация в инженерной конференции (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 / 1.2

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», в International Symposium on Wearable Robotics (Pisa), 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 по передовой интеллектуальной мехатронике (AIM), 2016 г., (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 конструирования . 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.). Коробка передач деформационной волны GSL .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., 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., and 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 Справочник по робототехнике Springer (Cham: Springer), 1835–1874.DOI: 10.1007 / 978-3-319-32552-1_69

CrossRef Полный текст | Google Scholar

HALODI Robotics (2018). ДВИГАТЕЛЬ с прямым приводом Revo1 ™ [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). «Контроль импеданса: подход к манипуляции», 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 редуктора. Пер. 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. Rev. 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», в публикации Международная конференция 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 привода», в 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 большим передаточным числом», в 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)», в International Symposium on Wearable Robotics (Pisa), 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 Proceedings of the International Conference on Gears 2019 (Munich: 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 № US23A. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

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

Нойгарт, А. Г. (2020). Линия эконом-класса PLE .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 / 1.2

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). Механический 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 / 1.24

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. С.

Шрайбер, Х., Рётлингсхёфер, Т. (2017). «Кинематическая классификация коробки передач, содержащей отдельные упорные зубья, и ее преимущества по сравнению с существующими подходами», в 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 с использованием биомиметических траекторий: 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

Сенсингер, 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

Сенсинджер, Дж. У., Кларк, С. Д., Шорш, Дж. Ф. (2011). «Внешний и внутренний роторы в роботизированных бесщеточных двигателях», , 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Montreal, QC: 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 по передовой интеллектуальной мехатронике, 2008 г., (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 передач», 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 и против 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). Привод подшипника шестерни . 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

За дизайном | Понимание конструкции двигателя и коробки передач — блог Blue Alliance

Ян Уолтерс
Особая благодарность Autodesk

Зачем тратить время на выбор правильного двигателя и коробки передач?

Выбор правильной комбинации двигателя и коробки передач для конкретного применения очень важен как в FIRST Robotics Competition (FRC), так и в реальных инженерных проектах
.Без соответствующих комбинаций мотор-редуктор ваша команда обнаружит, что ваш робот не работает так быстро и эффективно, как предполагалось, и может
иметь тенденцию перегорать моторы.

Это руководство научит вас основам проектирования и реализации коробки передач. Сначала я расскажу вам о характеристиках двигателя. Далее я расскажу, как выбрать двигатель
и передаточное число с учетом требований приложения. Затем я предоставлю информацию о выборе коробки передач, а затем сделаю обзор двигателей и коробок передач
, доступных в FRC.Наконец, я продемонстрирую, как использовать то, что вы узнали в этом руководстве, на примере задачи и укажу дополнительные инструменты и ресурсы, если вы хотите узнать еще
.

Это руководство создано в рамках программы Autodesk FIRST High School Intern.

Предварительные требования

— Базовое понимание физики — например, системы силы, крутящего момента, мощности и передачи
— Готовность учиться

Характеристики двигателя

Есть несколько важных характеристик двигателей, которые предоставляют информацию о двигателе и его возможностях.Это выходной крутящий момент двигателя, его потребляемый ток, его выходная скорость, его мощность и его эффективность, каждый из которых я буду обсуждать по очереди. Эти характеристики взаимозависимы и могут быть получены из четырех значений: крутящий момент двигателя при остановке, ток при остановке, ток холостого хода и скорость холостого хода.

Крутящий момент

Выходной крутящий момент двигателя — это сила, с которой его выходной вал может вращаться. Если к двигателю будет приложен слишком большой крутящий момент, его выходной вал остановится или перестанет вращаться.Другие характеристики двигателя обычно записывают как функцию крутящего момента. Обычно он измеряется в Н-м, когда требуются метрические единицы, и в унциях, когда требуются английские единицы.

Текущий розыгрыш

Потребляемый двигателем ток — это величина электрического тока, потребляемого двигателем при любой заданной нагрузке. По мере увеличения нагрузки на двигатель (крутящего момента) величина потребляемого двигателем тока линейно увеличивается. Это отношение можно записать как

(1)

Символ	Имя	Единицы	Описание
I	Текущий	Амперы (А)	Величина тока, потребляемого двигателем
Istall	Постоянный ток	Амперы (А)	Количество потребляемого тока при остановке двигателя
Ifree	Свободный ток	Амперы (А)	Величина тока, потребляемого при отсутствии нагрузки на двигатель
τ стойло	Крутящий момент	Ньютон-метров (Н-м)	Величина крутящего момента, необходимая для остановки двигателя
τ	Момент	Ньютон-метров (Н-м)	Величина крутящего момента, приложенного к выходному валу двигателя

Скорость

Выходная скорость двигателя — это скорость вращения выходного вала.По мере увеличения нагрузки на двигатель выходная скорость линейно уменьшается. Это отношение можно записать как

(2)

Символ	Имя	Единицы	Описание
ω	Скорость	Число оборотов в минуту (об / мин)	Скорость вращения выходного вала двигателя
ω бесплатно	Свободная скорость	Число оборотов в минуту (об / мин)	Скорость, с которой двигатель вращается без нагрузки
τ стойло	Крутящий момент	Ньютон-метров (Н-м)	Величина крутящего момента, необходимая для остановки двигателя или предотвращения вращения его выходного вала.
τ	Момент	Ньютон-метров (Н-м)	Величина крутящего момента, приложенного к выходному валу двигателя

Фото: http: // www.engin.umich.edu/group/ctm/examples/motor/motor.html

Мощность

Мощность двигателя — это скорость, с которой двигатель может работать. По сути, это измерение того, насколько быстро двигатель может выполнять работу. Его значение в ваттах определяется уравнением

.
(3)
Символ Имя Единицы Описание
п. Мощность Вт Количество мощности, отдаваемой двигателем
τ Момент Ньютон-метров (Н-м) Величина крутящего момента, приложенного к выходному валу двигателя
ω Скорость Число оборотов в минуту (об / мин) Скорость вращения выходного вала двигателя
КПД
КПД двигателя — это показатель того, какая часть электрической энергии, вложенной в двигатель, преобразуется в механическую энергию.Большая часть оставшейся энергии преобразуется в тепло, что может вызвать перегорание двигателя, если он работает с крутящим моментом / оборотами в минуту, когда его эффективность очень низка. Эффективность определяется уравнением
(4)
Символ Имя Единицы Описание
η Эффективность Процент (%) Процент введенной в двигатель электрической энергии, которая преобразуется в полезную механическую энергию
Pout Выходная мощность Вт Выходная мощность двигателя при заданном крутящем моменте и скорости
Штифт Вход питания Вт Количество электроэнергии, подаваемой на двигатель
I Текущий Амперы (А) Величина тока, потребляемого двигателем
В Напряжение Вольт (В) Напряжение, при котором работает двигатель
Фото: http: // www.engin.umich.edu/group/ctm/examples/motor/motor.html
Кривые двигателя
Скорость, потребляемый ток, мощность и КПД двигателя часто наносят на график в зависимости от выходного крутящего момента, чтобы их значения было легче визуализировать. Все уравнения для этих кривых получены из четырех описанных выше спецификаций с использованием уравнений с 1 по 4 на нескольких предыдущих страницах.
График на этой странице показывает кривые двигателя для двигателя CIM, который очень часто встречается в FRC.
Выбор двигателя и передаточного числа

Теперь, когда вы понимаете спецификации, которые различают двигатели, вы можете работать над выбором двигателя и передаточного числа для вашего приложения. Какой двигатель лучше всего подходит для данной работы, полностью зависит от требований приложения. Это означает, что вы должны определить конечные результаты, например, насколько большой груз вы перемещаете и с какой скоростью вы хотите, чтобы он двигался, а затем преобразовать их в такие требования, как выходной крутящий момент и скорость.
Для начала ознакомьтесь со спецификациями доступных двигателей. На этой странице находится лист технических характеристик двигателя на сезон FRC 2012 года. При выборе двигателя и передаточного числа необходимо учитывать множество факторов, в том числе:
Как передача влияет на выходной крутящий момент и скорость двигателя. Обычно шестерни используются для уменьшения скорости и увеличения крутящего момента.
Неэффективность передачи мощности — эффективность каждой ступени передачи или цепи составляет примерно 90%.
Разница между теоретической и реальной производительностью. Поскольку теоретические характеристики обычно лучше, чем фактические, даже с учетом неэффективности важно выбирать двигатели и передаточные числа с нормальным запасом прочности. То есть убедитесь, что они смогут справиться с нагрузкой, превышающей ожидаемую, на более высокой скорости, чем требуется.
Величина тока, которую может потреблять один двигатель, ограничивается автоматическими выключателями на распределительном щите.При использовании выключателя на 40 ампер потребление тока ограничивается максимум 40 ампер, а это означает, что вы должны спроектировать двигатели так, чтобы они потребляли менее 40 ампер при ожидаемой нагрузке. Кроме того, робот может потреблять максимум 120 ампер одновременно, что ограничивается главным выключателем.
При работе двигателей с нагрузкой на остановку или близкой к ней, максимальный крутящий момент, который они могут выдать, приведет к их сгоранию, поскольку большая часть энергии, подаваемой на двигатель, будет превращаться в тепло. Количество тепла, которое может выдержать двигатель, напрямую связано с его общей массой.По этой причине тяжелые двигатели, такие как CIM, с гораздо меньшей вероятностью перегорят, чем более мелкие, такие как двигатели Fisher Price.
Если ни один двигатель не соответствует вашим требованиям, рассмотрите возможность объединения двигателей в пару. При объединении двух двигателей выходной крутящий момент и потребляемый ток складываются, а выходная скорость не изменяется. Если используются два разных двигателя, их частота вращения должна быть согласована с помощью редуктора. Например, сочетание двигателя Fisher Price и CIM потребует дополнительного редуктора 3: 1 для двигателя Fisher Price, поскольку его выходная скорость примерно в 3 раза выше, чем у CIM.Если выходные скорости не совпадают, это вызовет дополнительное сопротивление в коробке передач и сведет на нет все преимущества наличия нескольких двигателей.
Принимая во внимание все эти факторы в своих расчетах при выборе двигателя и передаточного числа, вы убедитесь, что ваш робот с первого раза будет работать так, как вы предполагаете. Пример задачи в конце этого руководства продемонстрирует, как выполнить эти вычисления.
Доступные двигатели
В этом разделе руководства будут описаны некоторые общие сценарии использования различных двигателей, разрешенных в FIRST Robotics Competition.
Название двигателя Изображение Примечания
Серия RS-500:
AndyMark 9015
Fisher Price
BaneBots RS-550 Все эти три двигателя очень похожи — единственными отличительными факторами являются их рабочие характеристики. Как правило, они используются в манипуляторах, таких как приводное колесо, подъемник или конвейерная / коллекторная система.
BaneBots RS-775 RS-775 — это более крупная и мощная версия двигателей серии RS-500.Он также обычно используется для манипуляторов. Однако у двигателей RS-775 есть история разработки коротких корпусов, из-за чего некоторые команды избегают их использования.
CIM CIM — самый большой, самый мощный и самый надежный двигатель, поставляемый командам FRC. Поскольку командам разрешено использовать только 4 из них, они должны быть отнесены к трансмиссии, где их мощность и надежность наиболее необходимы.
Denso (стеклоподъемник) Стеклоподъемник — это двигатель, к которому прилагается червячный редуктор.Его высокий крутящий момент и низкая скорость часто используются в манипуляторах. Из-за червячного привода они не могут работать в обратном направлении, что желательно для некоторых приложений.
Vex 393 Vex 393 был новым мотором сезона 2012 года. По этой причине особого применения он не нашел. Однако его небольшой размер и относительно высокий крутящий момент делают его хорошо подходящим для второстепенных функций в манипуляторах. По мере того, как команды будут более знакомы с ним, этот двигатель, вероятно, найдет более широкое применение в большем количестве приложений.
Фото:
http://www.andymark.com/product-p/am-0316.htm
http://www.andymark.com/product-p/am-0912.htm
http: //www.o-digital.com/uploads/2179/2188-1/DC_Motor_RS_775_7712_197.jpg
http://www.andymark.com/CIM-motor-FIRST-p/am-0255.htm
http: // www.usfirst.org/sites/default/files/uploadedFiles/Robotics_Programs/FRC/Game_and
_Season__Info / 2012_Assets / KickoffKitChecklistRev_A.pdf
http://www.vexrobotics.com/products/accessories/motion/276-2177.html
Выбор коробки передач
Теперь, когда вы выбрали двигатель и передаточное число, вам нужно выбрать коробку передач. Первое требование к выбору коробки передач — выбранный двигатель должен подходить к коробке передач. Хотя большинство двигателей имеют уникальную схему расположения болтов, двигатель BaneBots RS-550, двигатели Fisher Price и двигатель AndyMark 9015 принадлежат к серии двигателей RS-500 и, следовательно, имеют одинаковую схему установки.
Далее коробка передач должна иметь выбранное вами передаточное число.Однако в этом требовании есть большая свобода действий. Некоторые коробки передач могут быть «сложены» вместе, что позволяет добиться большей редукции. Кроме того, не все понижения должны происходить в коробке передач, а вместо этого могут быть достигнуты с помощью систем передачи энергии, таких как звездочки и цепь. Также возможно, что точный редуктор, который вы хотите, недоступен, и в этом случае достаточно близкое, как правило, достаточно.
Наконец, коробка передач должна иметь выходной вал, который можно использовать. Хотя чаще всего используются валы с призматической шпонкой различных размеров, шестигранные валы становятся все более популярными в FRC.Также существует множество различных ступиц для различных типов выходных валов. В конечном счете, это наименее ограничительное требование при выборе коробки передач.
Доступные коробки передач
В следующем разделе представлен список обычно используемых редукторов, совместимых с обычными двигателями.
Фото: http://www.andymark.com/product-p/am-0114.htm
Используя то, что мы узнали
Теперь я проработаю пример задачи, чтобы продемонстрировать, как пройти процесс проектирования коробки передач.На приведенном выше рисунке показан двухступенчатый лифт, элемент манипулятора, обычно встречающийся в FRC. Задача состоит в том, чтобы разработать коробку передач, способную приводить в движение лебедку диаметром 3 дюйма и поднимать лифт на максимальную высоту 84 дюйма за 1,5 секунды. Для решения задачи мы сделаем два основных упрощения: во-первых, мы предположим, что 18-фунтовая нагрузка применяется на протяжении всего пути лифта, тогда как в действительности лебедка должна поднимать вес первой ступени только на половину. расстояния.Во-вторых, мы проигнорируем время ускорения и замедления, так как эти расчеты выходят за рамки данного руководства.
Сначала мы переведем все единицы измерения в метрические, потому что с метрическими единицами намного проще работать.

Затем мы должны превратить наши конечные цели в требования, которые можно использовать для выбора двигателя и передаточного числа.
Расчет необходимой скорости вращения лебедки:

Количество оборотов для подъема лифта:

Расчет нагрузки на лебедку:
Теперь мы должны выбрать двигатель и передаточное число.Мы начнем с рассмотрения технических характеристик доступных двигателей и сделаем предположение о том, какой из двигателей может хорошо подойти для этой работы. Мы попробуем использовать один BaneBots RS-550 в качестве отправной точки из-за его высокой мощности, а это значит, что он сможет выполнять работу быстрее. Кроме того, он обычно используется в подобных приложениях, а это означает, что он, вероятно, хорошо подходит для работы в целом. Чтобы упростить оценку, я сделал график кривой двигателя для RS-550.
Во-первых, мы хотим убедиться, что двигатель не потребляет более 40 А и не срабатывает автоматический выключатель.Глядя на график, мы можем визуально увидеть, что RS-550 требуется нагрузка 0,23 Нм, чтобы тянуть 40 А. Чтобы двигатель не достиг этого уровня даже при большой нагрузке, мы попробуем спроектировать для потребляемый ток 20 А. Посмотрев снова на график, мы видим, что это соответствует крутящему моменту 0,115 Нм. Теперь мы можем рассчитать уменьшение, необходимое для достижения необходимого крутящего момента 3,05 Нм.
Редуктор:
Теперь мы выбрали редуктор 26: 1, что означает, что мы можем рассчитать точную нагрузку, с которой должен столкнуться двигатель лифта.
Нагрузка на двигателе:
Теперь мы можем использовать уравнение (1) из «Характеристики двигателя», чтобы рассчитать ток, который мы ожидаем от RS-550 при этой нагрузке:
Потребляемый ток:
Наше расчетное потребление тока, 21,0 А, находится в пределах допустимого диапазона 40 А. Затем мы определим скорость вращения выходного вала коробки передач с помощью уравнения (2). На этом этапе расчетов мы учтем КПД коробки передач 75%.
Скорость двигателя:
Теперь мы можем проверить, позволит ли выбранное передаточное число достичь желаемой выходной скорости 357 об / мин.
Скорость коробки передач:
Наконец, теперь, когда мы убедились, что передаточное число соответствует нашим требованиям, мы можем рассчитать, сколько времени потребуется двигателю, чтобы поднять лифт.
Время подъема:
Теперь мы полностью проверили, что наш двигатель RS-550 и редуктор 26: 1 достигнут или превзойдут наши первоначальные цели. Поскольку реальная производительность часто бывает хуже, чем теоретическая, разумно «перепроектировать» эти системы. Это также гарантирует, что наши упрощения не приведут к тому, что наша система будет работать намного хуже, чем ожидалось.
Когда вы впервые выполняете этот процесс, вам, возможно, придется выполнять вычисления несколько раз, когда вы пробуете разные двигатели и передаточные числа. По мере накопления опыта вы научитесь интуитивно понимать, какие двигатели и передаточные числа лучше всего подходят для вашей работы.
Последний шаг в этом процессе — выбор коробки передач. В этом примере имеет смысл выбрать версию RS-550 коробки передач P60 Banebot с редуктором 26: 1. Он не только совместим с нашим двигателем, но также имеет правильный редуктор и общий.Выходной вал со шпонкой 5 дюймов.
Надеюсь, этот пример задачи помог вам понять процесс выбора двигателя и коробки передач. Кроме того, я надеюсь, что он показал вам, как правильно применять теорию, которую вы изучили ранее в этом уроке.
Список литературы
Этот раздел руководства предназначен для предоставления некоторых дополнительных ресурсов для изучения двигателей и редукторов, а также некоторых инструментов, которые могут ускорить процесс проектирования. Однако НЕ используйте инструменты вместо понимания теории.Вместо этого используйте их, потому что вы проверили их относительно своих собственных расчетов и потому, что понимаете, как они работают.
Калькулятор проектирования Джона В-Нойна: Эта таблица может значительно ускорить процесс выбора двигателя и передаточного числа. Однако используйте его только после того, как поймете теорию, лежащую в основе расчетов.
ПЕРВАЯ встреча с физикой: этот урок знакомит с некоторыми фундаментальными концепциями физики, встречающимися в FRC. Я просмотрел его раздел, посвященный теории двигателей и коробок передач, чтобы убедиться, что у меня есть вся необходимая информация для этого урока.Однако в этом учебном пособии содержится немного больше деталей, чем в главе, посвященной двигателям и коробкам передач.
Фото: http://aprettybook.com/2011/09/18/future-engineers/
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
Шестерни — система сборки 15 мм
Шестерни имеют зубья, которые входят в зацепление с другими шестернями для передачи крутящего момента. Шестерни можно использовать для изменения скорости, крутящего момента (крутящего момента) или направления исходной выходной мощности двигателя.Чтобы шестерни были совместимы друг с другом, зубья зацепления должны иметь одинаковую форму (размер и шаг).
Зубчатые колеса предлагают большую гибкость в преобразовании движения, чем звездочки и цепь, потому что существует большее разнообразие размеров шестерен.
Есть много разных типов шестерен; одна из самых простых и наиболее часто используемых — это прямозубая цилиндрическая шестерня , которая используется в системе сборки REV 15mm Build System. Цилиндрические зубчатые колеса состоят из диска с прямыми зубьями, выступающими радиально (наружу от центра), и эти зубчатые колеса будут правильно зацепляться с другими зубчатыми колесами только в том случае, если они находятся на параллельных валах.
Общие и важные особенности прямозубой шестерни выделены на изображении ниже.
Число зубцов (N) — это общее количество зубцов (выступов) по всей окружности шестерни. Для шестерен с очень небольшим или очень большим количеством зубьев легко просто подсчитать количество зубьев. Однако для шестерен с большим количеством зубьев или с меньшими зубьями попытка подсчета зубьев не очень практична или точна.
Модуль (M) представляет собой величину шагового диаметра в мм на зуб.Шестерни с более высоким модулем будут иметь большие зубья. Модуль (M) можно рассчитать с использованием некоторой комбинации делительного диаметра (PD), количества зубьев (N) или внешнего диаметра (OD).
Уравнения для вычислительного модуля:
M = OD / (N + 2) M = OD / (N + 2) M = OD / (N + 2)
Для помощи в расчетах: REV Plastic Gears имеет модуль 0,75, а REV Metal Gears — модуль 0,8.
Шаговый диаметр (PD) — это воображаемая окружность, которая совпадает с делительным диаметром любой другой шестерни, когда шестерни расположены должным образом.Делительный диаметр всегда будет меньше внешнего диаметра шестерни.
При создании упрощенных моделей шестерен сначала создайте окружность с диаметром деления для каждой шестерни, используемой в системе, затем ограничьте касательные окружностей (едва касаясь друг друга) друг к другу. Диаметр шага (PD) можно рассчитать с использованием некоторой комбинации модуля (M), количества зубьев (N) или внешнего диаметра (OD).
Уравнения для расчета среднего диаметра:
PD = M × NPD = M × NPD = M × N
PD = (OD × N) / (N + 2) PD = (OD × N ) / (N + 2) PD = (OD × N) / (N + 2)
PD = OD − 2MPD = OD -2MPD = OD − 2M
Внешний диаметр (OD) — истинный внешний диаметр шестерни.Наружный диаметр всегда будет больше, чем делительный диаметр . Внешний диаметр следует использовать при проверке натяга при размещении шестерен очень близко к другим конструкциям. Наружный диаметр (OD) можно рассчитать по формуле, приведенной ниже.
Уравнения для наружного диаметра:
OD = (N + 2) × MOD = (N + 2) × MOD = (N + 2) × M
Система сборки REV 15 мм включает в себя как металлические и пластиковые шестерни.В таблице ниже приведены некоторые основные характеристики для различных типов шестерен.
† Большинство металлических шестерен REV 15 мм изготовлены из алюминия. Есть три исключения. Шестерни с 12 и 28 зубьями изготовлены из спеченной стали. Шестерня с 12 зубьями изготовлена из обработанной латуни.
Металлические и пластиковые шестерни совместимы с оборудованием M3 с шагом 8 мм.
Все пластиковые шестерни REV Robotics имеют монтажную схему отверстия под болт M3 с шагом 8 мм.Это упрощает прямую установку кронштейнов и экструзии REV Robotics на шестерни. Конструкция с перепонками в сочетании с широкой поверхностью и малым профилем зубьев увеличивает прочность шестерни без значительного увеличения веса. Пластиковые шестерни REV Robotics предназначены для установки на шестигранный вал диаметром 5 мм, что устраняет необходимость в специальных ступицах и установочных винтах.
REV Metal Gears НЕ совместимы с REV Plastic Gears. Шестерни от других строительных систем могут иметь очень похожий профиль зуба, но не полностью совпадать.В некоторых ситуациях можно успешно использовать две системы шестерен вместе, но это не рекомендуется.
Metal Gears разработаны для работы с шестигранными валами REV 5 мм в условиях высоких нагрузок. Металлические шестерни REV Robotics также имеют схему отверстий M3, но этот узор фокусируется на том, чтобы шестерни можно было сдвинуть вдвое для дополнительной прочности. В целом, металлические шестерни REV имеют более высокий предел текучести, чем пластиковые шестерни REV, особенно когда металлические шестерни сдвинуты вдвое. Толщина зубьев шестерни, известная как ширина поверхности, является основным компонентом прочности шестерни.
На лицевой стороне REV Metal Gears отображается количество зубьев шестерни, что помогает в расчетах!
Все металлические шестерни REV более узкие, чем пластиковые шестерни, что позволяет использовать компактные трансмиссии и коробки передач в пределах той же ширины 15 мм, что и экструзионно-пробивная трубка (REV-41-1453).
Соединение двух или более шестерен вместе известно как зубчатая передача . Выбор шестерен в зубчатой передаче как большего или меньшего размера относительно входной шестерни может либо увеличить выходную скорость , либо увеличить выходной крутящий момент , но на общую мощность это не повлияет.
Физические концепции, такие как скорость и мощность, находят множество применений в системе сборки REV 15mm Build System. Щелкните здесь, чтобы узнать о них больше.
Передаточное число — это соотношение размеров двух шестерен. Например, на изображении ниже входная шестерня представляет собой шестерню с 15 зубьями, а выходная шестерня — с 72 зубьями. Итак, передаточное число составляет 15 зуб: 72 зуба. Передаточное отношение размером от входной (ведущей) шестерни к выходной (ведомой) шестерне определяет, будет ли выходной сигнал более быстрым (меньший крутящий момент) или большим крутящим моментом (более медленным).Передаточное число пропорционально изменению скорости и крутящего момента между ними.
Чтобы узнать больше о передаточных числах и их влиянии на скорость и крутящий момент, ознакомьтесь с разделом Передаточное число
На изображении выше входная шестерня с 15 зубьями вращается по часовой стрелке. Когда входная шестерня вращается, она давит на выходную шестерню, где зубья входят в зацепление. Это действие передает движение на ведомую шестерню, но заставляет ведомую шестерню вращаться в направлении, противоположном входному.
Один из способов изменить направление вращения зубчатой передачи — добавить ролики . Холостые колеса находятся между входной и выходной шестернями в зубчатой передаче и могут помочь вам управлять вращением выходной шестерни. Чтобы узнать больше о роликах, ознакомьтесь с разделом Ролик
Если вы используете шестерни для передачи движения на большие расстояния, например, в трансмиссии, пожалуйста, ознакомьтесь с разделом зубчатой передачи, чтобы узнать больше о том, как правильно использовать это своего рода механизм.
Как упоминалось в разделе «Технические характеристики», шестерни REV работают с шестигранным валом 5 мм для управления движением зубчатой передачи. Чтобы узнать больше об использовании шестигранных валов и правильной поддержки и ограничения движения, посетите страницы, указанные ниже:
Чтобы шестерни работали эффективно и не повреждались, важно правильно отрегулировать межцентровое расстояние . Шестерни, обозначенные ДЕТАЛЯМИ А на рисунке ниже, могут работать при очень небольшой нагрузке, но они определенно не будут работать и будут пропускать работу при любой значительной нагрузке.Шестерни в этом примере слишком далеко друг от друга, поэтому зубья каждой шестерни почти не соприкасаются друг с другом. Шестерни в ДЕТАЛИ B правильно расположены и обеспечивают плавную и надежную работу.
Иногда в конструкции может быть желательно сложить вместе несколько одинаковых шестерен на валу, чтобы увеличить грузоподъемность шестерен. В случае, когда количество зубьев шестерни не делится на шесть, из-за того, как они ориентированы при установке на шестигранный вал, зубья могут не совпадать между двумя шестернями.Чтобы обеспечить одинаковую синхронизацию всех шестерен, используйте выемку центрирующего вала, чтобы установить все шестерни на вал с одинаковой ориентацией.
Знание метки совмещения гарантирует, что все зубья шестерни будут совмещены на валу. На приведенном ниже рисунке показан пример простой руки робота, которая может поднимать тяжелый груз. Использование двух шестерен для подъема рычага удваивает взаимодействие материала с шестигранным валом и позволяет рычагу выдерживать более тяжелые нагрузки.
Зачем и когда использовать редуктор с шаговым двигателем
Изображение предоставлено: Global Electric Motor Solutions, LLC
Шаговые двигатели известны своей способностью к точному позиционированию и высоким крутящим моментом на низких скоростях, но они требуют тщательного определения размеров, чтобы гарантировать двигатель соответствует нагрузке и параметрам приложения, чтобы свести к минимуму возможность потери шагов или остановки двигателя.Добавление коробки передач к системе шагового двигателя может улучшить характеристики двигателя за счет уменьшения отношения инерции нагрузки к двигателю, увеличения крутящего момента к нагрузке и уменьшения колебаний двигателя.
Уменьшить отношение инерции нагрузки к двигателю
Одной из причин пропуска шагов в приложениях с шаговыми двигателями является инерция. Отношение инерции нагрузки к инерции двигателя определяет, насколько хорошо двигатель может управлять нагрузкой или управлять ею, особенно во время участков ускорения и замедления профиля перемещения.Если инерция нагрузки значительно выше, чем инерция двигателя, двигателю будет сложно контролировать нагрузку, и может произойти перерегулирование (увеличение числа шагов, превышающее заданное) или недорегулирование (пропуск шагов). Очень высокое отношение инерции нагрузки к двигателю также может привести к тому, что двигатель потребляет чрезмерный ток и остановится.
Дж _L = инерция нагрузки
J _M = инерция двигателя
Одним из способов уменьшения передаточного числа инерции является использование более мощного двигателя с большей инерцией.Но это означает более высокую стоимость, больший вес и влияние на другие части системы, такие как муфты, кабели и компоненты привода. Вместо этого добавление коробки передач в систему уменьшает отношение инерции нагрузки к двигателю на квадрат передаточного числа.
i = редуктор
Увеличение крутящего момента до нагрузки
Другой причиной использования редуктора с шаговым двигателем является увеличение крутящего момента, доступного для привода нагрузки. Когда нагрузка приводится в движение комбинацией мотор-редуктор, редуктор умножает крутящий момент двигателя на величину, пропорциональную передаточному отношению и эффективности редуктора.
T _o = выходной крутящий момент на валу коробки передач
T _м = выходной крутящий момент на валу двигателя
η = КПД коробки передач
Но хотя коробки передач увеличивают крутящий момент, они снижают скорость. (Вот почему их иногда называют «редукторами» или «редукторами скорости».) Другими словами, когда к двигателю присоединена коробка передач, двигатель должен вращаться быстрее — с коэффициентом, равным передаточному отношению — доставить нагрузку заданную скорость.
N _o = выходная частота вращения на валу коробки передач
N _м = выходная скорость на валу двигателя
Крутящий момент шагового двигателя обычно быстро уменьшается с увеличением скорости из-за фиксирующего момента и других потерь. Эта обратная зависимость между скоростью и крутящим моментом означает, что практически целесообразно увеличить скорость на определенную величину, прежде чем двигатель не сможет обеспечить требуемый крутящий момент (даже если умножить на передаточное число).
Обратите внимание, что постоянный крутящий момент шагового двигателя (зеленый) быстро падает с увеличением скорости, в отличие от постоянного крутящего момента серводвигателя (синий), который является относительно плоским даже при высоких скоростях двигателя.
Уменьшить резонанс и вибрацию
Но у ускорения двигателя есть преимущество. Дополнительная скорость, необходимая двигателю при установке коробки передач, означает, что двигатель работает за пределами своего резонансного диапазона частот, где колебания и вибрации могут привести к тому, что двигатель потеряет шаги или даже остановится.
Шаговый двигатель с коробкой передач (вверху) демонстрирует значительно меньшую вибрацию, чем шаговый двигатель без редуктора (внизу), особенно на низких скоростях в диапазоне резонансных частот.
Изображение предоставлено: Oriental Motor USA Corp.
Изображение предоставлено: Oriental Motor USA Corp.
Помимо обеспечения правильных значений крутящего момента, скорости и инерции коробки передач, важно выбрать высокоточный и низкий люфт редуктора — особенно при подключении редуктора к шаговому двигателю.
Напомним, что шаговые двигатели работают в системе с разомкнутым контуром, и люфт в коробке передач снижает точность позиционирования системы, без обратной связи для отслеживания или исправления ошибок позиционирования. Вот почему в шаговых двигателях часто используются высокоточные планетарные редукторы с люфтом от 2 до 3 угловых минут. Некоторые производители предлагают шаговые двигатели с шестернями с гармонической передачей, которые могут иметь нулевой люфт в большинстве условий эксплуатации.
Обслуживание роботов: консистентная смазка и роботизированные механизмы
Смазка
позволяет промышленным роботам-манипуляторам работать должным образом, плавно и выдерживать износ.Замена смазки для роботов — важная часть профилактического обслуживания, и ее следует регулярно планировать в соответствии с руководством для конкретной марки и модели робота.
Роботы-смазчики с планетарными редукторами
Для разных механических компонентов и различных задач обслуживания используются разные смазки. Роботы с планетарными редукторами требуют ежегодного пополнения смазки. Этот процесс включает откачивание старой смазки из шестерни путем подачи новой смазки в устройство.При замене планетарных редукторов требуется повторная смазка.
MolyWhite
MolyWhite, неоднородная смесь консистентной смазки и масла, долгое время использовалась для смазки роботизированных механизмов. Важно знать, что масло имеет тенденцию отделяться от смеси и вытекать из уплотнений, которые предназначены для предотвращения попадания жира, а не масла. Разрушение смазки для роботов MolyWhite может быть вызвано нагревом и другими факторами. Часто утечка масла создает впечатление, что уплотнения сломаны, но на самом деле с ними все в порядке.
VIGO
Эта японская смазка для роботов призвана устранить некоторые проблемы, связанные с предыдущими вариантами смазки для роботов. Хотя смазка Vigo содержит многие из тех же ингредиентов, она менее вязкая, чем MolyWhite, и, как сообщается, обладает превосходными характеристиками. Многие производители переходят с Molywhite на смазку VIGO, потому что она содержит большее количество противозадирных присадок, таких как соединения молибдена и цинка.
Смазочные материалы синтетические
RobotWorx имеет собственную линейку смазок для роботов (включая варианты MolyWhite и VIGO), которые включают синтетические материалы для повышения производительности и долговечности робота.Мы работали с инженерами, специализирующимися на маслах и смазках для авиакосмической промышленности, над созданием смазки более высокого качества для промышленных роботов. Это конкретное масло проходит более строгие проверки и проверки, что гарантирует наилучшее качество.
Одним из примеров высокоэффективной смазки RobotWorx является RWVG-1, также называемый RW Tribolube VG-1. Это синтетическая консистентная смазка с загустителем на основе литиевого мыла, предназначенная для работы в условиях экстремального давления и высоких температур. Его свойства стойкости к окислению делают его устойчивым к ржавчине и способствуют большему износу до того, как потребуется замена.Базовое масло состоит из синтетических углеводородных масел и минерального масла.
Смазка других компонентов робота
Некоторые другие компоненты робота также требуют смазки. Для подшипников и рычагов обычно используется «смазка для ступичных подшипников» Alvania EP-2 . Роботы с гармоническими приводами редко требуют замены смазки. Однако при необходимости (например, при замене двигателя) используется более густая смазка.
График смазки для роботов
Без надлежащей смазки для роботов редукторы могут выйти из строя и заклинить.Держите запланированные напоминания о проверке шестерен и профилактических осмотрах, чтобы продлить срок службы вашего робота. Всегда следуйте инструкциям, приведенным в руководстве для вашего конкретного робота. RobotWorx предлагает различные варианты смазки для роботов разных размеров.
Вы хотите полностью отремонтировать или провести техническое обслуживание своего робота? Мы предлагаем 3 уровня услуг по ремонту, чтобы вернуть вашему роботу идеальную форму.
Свяжитесь с отделом запчастей онлайн или позвоните по телефону 740-251-4312, чтобы узнать цены и дополнительную информацию.