SRI สาธิต Abacus drive ระบบส่งกำลังประสิทธิภาพสูง ราคาประหยัด

abacus-drive

SRI International สาธิต Abacus ระบบส่งกำลังที่สามารถทดรอบการหมุนให้ต่ำลงและเพิ่มแรงบิดได้มาก ๆ ใน 1 ขั้น โดยที่มีประสิทธิภาพสูง backlash ต่ำ ที่สำคัญคือราคาประหยัด

ในวงการหุ่นยนต์ ต้นกำลังที่ใช้กันมากคือมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งโดยปกติแล้วจะหมุนด้วยความเร็วสูง แรงบิดต่ำ แต่ในการใช้งานเรามักต้องการให้ความเร็วต่ำ แรงบิดสูง จึงต้องมีระบบส่งกำลังที่มาทดรอบมอเตอร์ลง ระบบส่งกำลังที่ทดรอบลงได้เยอะ ขนาดเล็ก มีประสิทธิภาพสูง และไม่มี backlash ระบบหนึ่งคือ harmonic drive ซึ่งถูกพัฒนามาตั้งแต่ช่วงปี พ.ศ. 2500 harmonic drive เป็นระบบส่งกำลังที่มีคุณสมบัติดีมาก แต่ราคาก็สูงเช่นกัน เพราะต้องใช้กระบวนการผลิตที่แม่นยำมาก จึงมีใช้เฉพาะในหุ่นยนต์ที่มีราคาสูง

SRI International จึงได้พัฒนา Abacus drive ขึ้นมา โดยให้ชิ้นส่วนทางกลในกลไกทั้งหมดมีแต่การกลิ้งสัมพัทธ์กัน ไม่มีการไถล เพื่อลดแรงเสียดทานในกลไกซึ่งเป็นสาเหตุของการสูญเสียพลังงานและประสิทธิภาพกว่า 50% ในระบบเฟืองทดทั่ว ๆ ไป ในขณะที่ Abacus drive นั้นมีประสิทธิภาพสูงถึงกว่า 90% หลักการทำงานของ Abacus drive นั้นคล้ายกับ cycloidal drive คือ มีเม็ดคล้ายลูกปัด (เป็นที่มาของชื่อ Abacus) กลิ้งไปตามร่องระหว่างวงแหวนด้านในและวงแหวนด้านนอก ร่องนี้มีขนาดเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ ทำให้ลูกปัดเคลื่อนที่เข้าและออก เกิดเป็นการเคลื่อนที่แบบ cycloidal ซึ่งให้อัตราทดสูงมาก

ดูเหมือนว่า Abacus drive จะเป็นคู่แข่งที่น่ากลัวสำหรับ Harmonic Drive แต่หาเป็นเช่นนั้นไม่ เพราะว่าบริษัท Harmonic Drive เป็นผู้ร่วมพัฒนา Abacus drive นี้ และได้สิทธิ์ในการทำการค้า

ก่อนหน้านี้ SRI International ได้สาธิต DURUS หุ่นยนต์ humanoid ซึ่งมีประสิทธิภาพสูง SRI กล่าวว่าเบื้องหลังประสิทธิภาพอันสูงของ DURUS คือการพัฒนาระบบส่งกำลังแบบใหม่ ซึ่งก็คงหนีไม่พ้น Abacus นี่เอง

ภาพและที่มา IEEE Spectrum

LINE it!