ItuPereduksi sikloidal PEEKadalah perangkat reduksi kincir angin sikloidal dengan material komposit PEEK sebagai komponen transmisi intinya. Perangkat ini menggabungkan daya dukung beban tinggi dari transmisi sikloidal dengan karakteristik ringan material PEEK. Berikut detail prinsip struktural, keunggulan material, parameter kinerja, dan skenario aplikasinya:
1. Prinsip Struktural
Pereduksi sikloidal PEEK mengadopsi struktur transmisi pinwheel sikloidal satu tahap: terdiri dari poros masukan eksentrik, dua roda sikloidal PEEK dengan perbedaan fasa 180°, rumah roda gigi pin baja, dan mekanisme keluaran. Ketika poros masukan berputar, selongsong eksentrik menggerakkan roda sikloidal untuk melakukan gerakan planet. Profil gigi roda sikloidal menyatu dengan gigi pin pada rumah roda gigi pin, mentransmisikan gerakan dan daya melalui poros keluaran. Inovasi inti terletak pada penggunaan cetakan injeksi PEEK yang diperkuat serat karbon 40% untuk roda sikloidal dan struktur komposit logam PEEK untuk pin roda gigi pin, sehingga menghasilkan komponen transmisi yang ringan dan pelumasan otomatis.
2. Keunggulan Material
Desain Ringan: Kepadatan pereduksi sikloidal PEEK hanya 1,45g/cm³, mengurangi berat hingga 50%-60% dibandingkan dengan roda sikloidal baja, dan mengurangi berat keseluruhan lebih dari 35%, terutama cocok untuk sambungan robot dengan persyaratan beban sensitif;
Ketangguhan: Kekerasan permukaan material PEEK mencapai kekerasan Rockwell R120, dikombinasikan dengan penguat serat karbon, tingkat keausan permukaan gigi hanya 1/5 dari baja. Material ini tetap dapat beroperasi dalam jangka panjang tanpa pelumasan dalam kondisi suhu tinggi;
Kemampuan Beradaptasi Suhu: Pereduksi sikloidal PEEK dapat bekerja secara stabil dalam rentang suhu yang luas yaitu -50℃sampai 200℃, dengan suhu deformasi panas hingga 343℃, memenuhi persyaratan lingkungan industri bersuhu tinggi.
3. Parameter Kinerja Inti
Rasio Reduksi: 8:1 hingga 100:1 (tahap tunggal), mendukung koneksi seri dua tahap untuk mencapai rasio reduksi yang lebih tinggi
Torsi Terukur: 10 hingga 200N・m (model yang sesuai BX-25 hingga BX-100)
Akurasi Transmisi: Jarak bebas kembali≤3 menit busur, efisiensi transmisi > 95% (dalam kondisi terukur)
Indeks Kehidupan: Kehidupan kelelahan di bawah beban terukur > 8000 jam, kapasitas menahan beban benturan adalah 3 kali torsi terukur
4. Skenario Aplikasi Umum
Sendi robot humanoid: Dapat diadaptasi dengan motor 50W hingga 5kW. Dengan struktur komposit poros internal dan eksternal, bobotnya dapat berkurang hingga 33%, dan kepadatan torsi meningkat hingga 50%, cocok untuk skenario gerakan kompleks seperti sendi jari dan lutut yang membutuhkan kekuatan dan fleksibilitas.
Komponen pembantu robot industri: Untuk sendi pergelangan tangan robot industri yang dibebani ringan atau modul eksekusi tambahan yang memerlukan start-stop yang sering serta putaran yang fleksibel, penggunaan pereduksi sikloidal PEEK dapat mengurangi berat komponen transmisi non-inti dan mengurangi waktu henti perawatan karena ketahanannya terhadap kelelahan.
V. Aplikasi Material untuk Komponen Utama
Roda Gigi Spiral Bevel: Roda gigi spiral bevel merupakan komponen transmisi inti dari peredam roda gigi spiral bevel PEEK. Penggunaan PEEK atau PEEK yang diperkuat serat karbon untuk memproduksi roda gigi spiral bevel dapat mengurangi bobot secara signifikan sekaligus mempertahankan akurasi transmisi. Menurut informasi publik, peredam spiral bevel ringan PEEK yang diperkenalkan oleh Komei Innovation memiliki roda gigi spiral bevel yang, melalui inovasi material, meningkatkan ketahanan benturan peredam sebesar 200% pada berat 1,62 kg, memenuhi persyaratan beban tinggi robot humanoid. Di saat yang sama, ketahanan lelah PEEK membantu memperpanjang masa pakai roda gigi spiral bevel dalam kondisi beban frekuensi tinggi dan bergantian.
Gigi Pin: Gigi pin bersentuhan langsung dengan permukaan gigi roda gigi spiral bevel dan membutuhkan ketahanan aus yang baik. Penggunaan gigi pin berbahan komposit PEEK atau gigi pin logam berlapis PEEK dapat memanfaatkan koefisien gesek PEEK yang rendah untuk mengurangi gesekan dan keausan pada permukaan gigi, sehingga mengurangi ketergantungan pada pelumasan atau memungkinkan skema pelumasan yang lebih sederhana. Selain itu, sifat elastisnya dapat meredam benturan akibat penyambungan, sehingga mengurangi kebisingan pengoperasian.
Komponen Penopang dan Penyegel: Penutup ujung, cincin penopang, dan komponen struktural lainnya pada peredam terbuat dari material PEEK, yang dapat mengurangi bobot komponen inti non-transmisi dan mencapai bobot yang lebih ringan secara keseluruhan. Dengan keunggulan ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi kimianya, segel buatan PEEK dapat mencegah kebocoran oli pelumas di dalam peredam dan menahan erosi akibat lingkungan eksternal yang keras, sehingga cocok untuk aplikasi robot di bawah air, suhu tinggi, dan skenario khusus lainnya.
Keunggulan dibandingkan dengan peredam roda gigi bevel spiral PEEK tradisional
Performa ringan yang luar biasa: Kepadatan PEEK sekitar 1,32 g/cm³, jauh lebih rendah daripada material logam yang umum digunakan. Penggunaan PEEK untuk memproduksi beberapa komponen dapat mengurangi bobot peredam secara signifikan, mengurangi beban pada sendi robot, meningkatkan fleksibilitas gerak, dan efisiensi penggunaan energi, yang sangat penting bagi robot humanoid yang menginginkan tingkat kebebasan tinggi dan daya tahan baterai yang lama.
Pengendalian kebisingan yang dioptimalkan: Berkat elastisitas tertentu dan sifat pelumasan sendiri dari PEEK, peredam sikloidal PEEK dapat secara efektif meredam getaran yang dihasilkan oleh penggabungan roda gigi spiral bevel dan roda pin, sehingga mengurangi kebisingan dan memfasilitasi penggunaan robot dalam skenario seperti laboratorium dan lingkungan medis yang sensitif terhadap kebisingan.
Adaptasi lingkungan yang ditingkatkan: PEEK memiliki ketahanan kimia yang sangat baik dan kinerja penggunaan rentang suhu yang luas. Dalam skenario kompleks di mana reduktor logam tradisional rentan terhadap kegagalan akibat suhu tinggi dan risiko korosi kimia, reduktor berbasis komponen PEEK dapat beroperasi secara stabil untuk jangka waktu yang lebih lama.
Skenario aplikasi utama
Sendi Robot Humanoid: Rasio reduksi satu tahap dari peredam roda gigi spiral bevel PEEK dapat mencapai 87, dan tahap ganda bahkan dapat melebihi 3000. Peredam sikloidal PEEK memiliki karakteristik beban tinggi dan presisi tinggi. Versi PEEK yang ringan cocok untuk sendi seperti pinggang dan pinggul, serta tungkai bawah robot humanoid yang membutuhkan kekuatan dan sensitivitas berat. Menurut penelitian oleh Guoxin Securities, penggunaan peredam yang sesuai untuk sendi tungkai bawah dapat mengurangi berat hingga 18% dan meningkatkan akurasi kontrol sekitar 3 kali lipat.
Robot Khusus: Bila digunakan dalam robot khusus seperti eksplorasi kedirgantaraan dan penelitian laut dalam, fitur ringannya dapat mengurangi biaya transportasi dan daya, serta toleransi lingkungan yang sangat baik dapat menjamin pengoperasian peredam yang andal dalam kondisi suhu dan kelembapan yang kompleks serta keberadaan zat kimia korosif.
