Transmisiones y reducciones utilizadas en robótica

Automatización y Robótica. Morfología 1

Transmisión del movimiento• Transmisiones: Elementos encargados de transmitir el movimiento desde los

elementos motores hasta las articulaciones y, eventualmente, realizar una conversión del mismo.

• Justificación:– Aceleraciones elevadas en el extremo ⇒ Reducción del momento de

inercia.– Pares estáticos dependen directamente de la distancia a las masas.– Acercamiento de los elementos motores a la base del robot.

• Propiedades importantes:– Tamaño y peso reducido.– Gran rendimiento.– No debe afectar al movimiento.– Funcionamiento continuo a par elevado.


Transmisión del movimiento (Ejemplo)

Transmisión de movimiento correspondiente a la muñeca de un robot


Sistemas de transmisión/conversión para robots

Entrada-Salida Denominación Ventajas InconvenientesCircular-Circular Engranaje

Correa dentadaCadenaParalelogramoCable

Pares altosDistancia grandeDistancia grande - -

Holguras -RuidoGiro limitadoDeformabilidad

Circular-Lineal Tornillo sin finCremallera

Poca holguraHolgura media

RozamientoRozamiento

Lineal-Circular Paral. ArticuladoCremallera

-Holgura media

Control difícilRozamiento


Transmisión del movimiento circular

Transmisión por engranajes en el telemanipulador TELBOT


Conversión del movimiento circular en lineal

Tornillo sin fin de circulación de bolas Conjunto piñón-cremallera


Conversión del movimiento lineal en circular (I)

Mecanismos para efectuar un movimiento circular mediante un actuador de desplazamiento lineal


Conversión del movimiento lineal en circular (II)

Paralelogramos articulados para la conversión de movimiento lineal en circular


Reductores

• Misión:– Adaptar par y velocidad de la salida del actuador a los valores adecuados

para el movimiento de los eslabones del robot.• Específicos para robots: Altas prestaciones.• Propiedades importantes:

– Bajo peso, tamaño y rozamiento.– Capacidad de reducción elevada en un solo paso.– Mínimo momento de inercia.– Mínima holgura.– Alta rigidez torsional.


Características de reductores para robótica

Características Valores típicosRelación de reducciónPeso y tamañoMomento de inerciaVelocidad máxima de entradaPar de salida nominalPar de salida máximoJuego angularRigidez torsionalRendimiento

50 3000.1 30 kg.10-4 kg m2

6000 7000 rpm5700 Nm7900 Nm

0 2”100 2000 Nm/rad

85 % 98 %


Ejemplo de reductores: HARMONIC-DRIVE• Características:

– El Circular Spline es rígido y está fijo.

– El Flexspline es flexible y se une al eje de salida.

– El Wave Generator es elíptico y se fija al eje de entrada.

– Los dientes interiores del Circular Spline engranan con los exteriores del Flexspline.

– La diferencia de dientes es de 1 o 2.

– La relación de reducción es la relación entre dicha diferencia y los dientes del Flexspline.


Ejemplo de reductores: HARMONIC-DRIVE

• Principio de funcionamiento.


Ejemplo de reductores : CYCLO• Características:

– Movimiento cicloidal de un disco de curvas movido por excéntrica.

– El disco de curvas rueda sobre los rodillos exteriores.

– Relación de reducción igual a la diferencia entre rodillos exteriores y huecos del disco de curvas.

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