HARMONIC DRIVE Nedir?

Önce redüktörü tanıyalım:

Redüktör bir dönme hareketinin devir-tork oranıdişliler yardımıyla değiştiren dişli sistemidir. Vites kutularıyla birlikte dişli çark düzeneklerinin paralel dişli dizilerinin bir elemanıdır. Yapısal bakımdan redüktörler, gövde içine yerleştirilmiş dişli çarklar, miller, yataklar gibi parçalardan oluşan sistemlerdir.

Akademik olarak tanımı: Elektrik motorlarının yüksek dönüş hızlarını makineler için gerekli olan dönüş hızlarına düşürmek için tasarlanan kapalı dişli düzenekleridir.

Çeşitli dişli düzenekleri:

Düz Dişliler: Heliks Dişliler: Spiral Konik Dişliler: Sonsuz Dişli: Planet Dişli:
spur-gear helical-gear gearbevl2 worm-gear planetdisli

 

Harmonic Drive:

NASA’nın aya gitme projesi için uzay araştırmaları yaptığı sıralarda, 1960’lı yılların başında, uzayda çalışacak bir redüktör aranırken icat edilmiş olan Harmonic Drive hem hassas, hem de kompakt bir yapıya sahip. Ürünün en önemli özelliği gerçekten boşluksuz oluşudur. İkincisi de çok küçük hacimlerde dahi 320 çevirme oranına ulaşabilmesi. Bu özellikleri sayesinde robotlarda ve CNC tezgâhlarda olmazsa olmaz bir bileşen haline gelmiş durumda. Hassaslığı en üst düzeye getiriyor.

micro_harmonic_drive_gearHarmonik Drive kendine has yapısı sayesinde dişlerin sıkışması söz konusu olmadığından, mevcut redüksiyon yöntemlerine göre çok daha hassas ve verimli çalışma imkânı sağlar.

component_assembly_2

 

 

Çalışma prensibi:

Tahrik girişinde elips şekilli Dalga Üreteci vardır. Dalga Üreteci kendisini çevreleyen rulman ile EsnekDişli’nin içinde yer alır. Elips şeklini alan Esnek Dişli’nin uzun ekseninin karşısına düşen bölgelerdeki dişleri, rijit Dairesel Dişli ile kenetlenir. Böylece toplam diş sayısının yaklaşık %30’u daima temas halindedir.

harmonic drive çalışma prensibi1Dalga Üreteci’nin döndürülmesi ile elipsin uzun ekseni açısal olarak yer değiştirir. Dolayısıyla diş kenetlenme bölgesi de açısal olarak yer değiştirmiş olur. Burada en önemli ayrıntı şudur: Esnek Dişli’nin diş sayısı, Dairesel Dişli’nin diş sayısından iki diş daha azdır.

Dalga Üreteci’nin yarım tur dönmesi sonucunda Esnek Dişli ile Dairesel Dişli arasında bir diş bağıl kayma oluşur. Bir tam tur dönüş sonucunda ise toplam iki diş kadar kayma oluşur. Dairesel Dişli‘nin sabit tutulması durumunda, redüktör çıkışı Esnek Dişli’nin kendisidir.
harmonic drive çalışma prensibi




Robonaut 2

Robonaut 2Şu anda üzerinde çalışmaların hala devam ettiği bir proje olan ve başta da belirtildiği üzere Harmonic Drive’ın çıkış sebebi olan uzayda çalışabilecek ilk insansı robot Robonaut 2, üzerinde 26 eklem barındırıyor. Kontrolü sağlamak ve araştırmalarda kullanmak için 350’den fazla sensör ile donatılmış.

Gövdesi bir çok platforma entegre edilebilecek şekilde esnek olarak tasarlanmış olan Robonaut 2, istenirse insan bacağından çok daha yüksek açısal hareketliliğe sahip olan tırmanıcı ayaklarıyla da görev yapabiliyor.

Uzayda da test edilmiş olan robotun tırmanıcı ayaklarıyla olan bir görüntüsünü sağda bulabilirsiniz.

Hemen aşağıda ise Johnson Space Center’ı ziyaretim sırasında, ben ve arkadaşımın arasındaki iri kıyım yaratık Robonaut’un ta kendisi 🙂

 

Robonaut

Ahmet Selman Kurt – Robonaut 2 – Ali Han Polat (Johnson Space Center / NASA)

 

 

Harmonic Drive çalışma prensibi ayrıntılı animasyonu:

Aynı mantıkta çalışan LEGO versiyonu:

 

Bir Cevap Yazın