Привод или актуатор - часть робота, который отвечает за преобразование электрической энергии в движение. На долю приводов может приходиться около 30% стоимости робота, поэтому робототехники не перестают совершенствовать их дизайн. Недавно канадская компания Genesis Robotics, спин-офф Genesis Advanced Technology, совершила прорыв в данной области, сконструировав новый тип привода, который получил название LiveDrive.

Традиционные приводы как правило представляют собой комбинацию из электродвигателей, шкивов, приводных ремней и редукторов. Электродвигатели хороши для быстрого вращения, но им не хватает крутящего момента, поэтому для того, чтобы сделать конечности робота более мощными, в конструкцию добавляют редуктор. К сожалению, редукторы подвержены износу, требуют профессионального технического обслуживания и дорого стоят. В результате роботы получаются сложными, тяжелыми и дорогими. Некоторые отмечают, что использование редукторов повышает опасность эксплуатации робота рядом с людьми. 

Команда Genesis Robotics совершила три фундаментальных открытия, которые сделали возможным появление LiveDrive: во-первых, был изобретен способ усиление магнитного поля; во-вторых придумана структура, которая может противостоять экстремальным нагрузкам и, наконец, были введены ухищрения термодинамического свойства, которые позволяют использовать гораздо более высокие мощности в расчете на единицу веса. 

Итогом этих изобретений стал привод с прямой передачей, способный обеспечить тот же крутящий момент и силу, что и традиционный привод. Различие состоит в том, что в LiveDrive не используется редуктор. Решение подобно тому, что используется в безредукторных роботах Ghost Robotics, но выполнено оно, что называется, на индустриальном уровне - готовым к массовому использованию. В марте этого года Genesis получила два положительных решения на патенты, защищающие дизайн нового безредукторного привода.

Решение Genesis обеспечивает соотношение крутящего момента к весу двигателя более, чем втрое выше, чем у любого другого известного двигателя с прямым (безредукторным) приводом. Работа над проектом продолжается, и как ожидается, соотношение еще улучшится. 

Как и все электродвигатели, LiveDrive - это комбинацию катушек из медного провода и магнитов, но дизайн устройства предусматривает использование более мощных магнитных полей. По словам генерального директора Genesis Robotics Майка Хилтона (Mike Hilton), магниты в приводе размещены по обычной схеме, но для усиления магнитного поля используется особый материал, в который встраиваются магниты. Это делает привод достаточно мощным и без редуктора.

По мнению разработчиков, LiveDrive потенциально открывает совершенно новый класс приложений RIOS (Robotics & Intelligent Operational Systems) в вертикальных секторах. LiveDrive может быть выполнен в виде линейного или кругового устройства, что значительно упрощает его интеграцию.  

Разработчики полагают, что базовая стоимость производства устройства окажется на 25-50% ниже, чем стоимость производства приводов с редуктором (не говоря уже о дополнительном сокращении издержек на интеграцию и тонкую настройку).

Новый безредукторный привод может помочь снизить стоимость изготовления существующих моделей роботов, а также позволит разработать принципиально новые конструкции. По словам разработчиков, новый привод не только дешевле аналогов. Его дизайн элегантно прост, если у конкурирующих приводов есть десятки движущихся частей, то у LiveDrive – только одна. LiveDrive более изящный и масштабируемый, нежели другие приводы. Его диаметр может варьироваться от 1,27 см до 76 см. Для усиления мощности можно использовать в одном актуаторе несколько приводов LiveDrive.

Традиционные приводы нуждаются в коробках передач или приводные ремни, с присущим им люфтом и высокой инерцией - все это негативно сказывается на безопасности. По словам разработчиков, благодаря очень высокому крутящему моменту, малому весу и прямому подключению, LiveDrive обладает способностью к исключительно быстрой и аварийной остановке, что заметно повышает безопасность устройств, использующих этот привод.

+ +