塑料齿轮与金属齿轮相比具有明显的优势,其中在人形机器人中的应用,其静音低噪、轻量化的特性显得尤为重要。与金属齿轮相比,塑料齿轮要安静的多,因为后者的齿能够变形,补偿旋转中的任何错位。此外,他们具有吸收振动的能力,从而减少振动的传播。
人形机器人通常在以下零部件中会用到塑料齿轮:
· 关节驱动模块:人形机器人的肩关节、肘关节、膝关节等关节部位的驱动机构中常使用塑料齿轮。例如在一些小型轻量化的人形机器人中,为了降低关节重量同时保证一定的传动精度和扭矩传递能力,会采用塑料齿轮来实现电机到关节轴的动力传递。
· 头部转动机构:人形机器人头部的俯仰、左右转动等动作的传动部分也可能用到塑料齿轮。比如用于实现头部摄像头灵活转动以获取不同视角的传动系统,塑料齿轮可以在保证转动灵活性的同时,减少对头部整体重量和空间的占用。
· 手部关节:在人形机器人的手指关节或手腕关节的传动装置中,塑料齿轮可用于实现手指的抓握动作以及手腕的旋转等动作。因其可定制性强,能根据手部复杂的动作需求设计出合适的齿轮形状和传动比。
塑料齿轮的加工工艺主要有:
· 工艺原理:将粒状或粉状的塑料原料加入到注射成型机的料筒中,加热使其熔融塑化,然后在柱塞或螺杆的推动下,将熔融塑料通过喷嘴注入到预先设计好的模具型腔中,经冷却固化后,打开模具取出塑料齿轮制品。
· 特点:生产效率高,适合大规模生产;能够成型形状复杂、尺寸精度较高的塑料齿轮,可一次成型出带有轴孔、键槽等结构的齿轮;可以通过调整模具和工艺参数,方便地生产不同规格和材质的塑料齿轮。
如何让塑料齿轮更具低噪,静音
目前面临的挑战是让塑料齿轮运行更加安静,因此使用更高性能的工程塑料加工齿轮是关键,首先要从设计初期就采取方法来降低噪音。其次,具有自润滑,轻质化的特性。
瑞璐塑业(reliable-plastics)为人形机器人提供的非金属齿轮
对于中小型制造企业,最大的问题就是在满足产品性能的同时,降低制造成本。这在人形机器人领域更为突出,比如人形机器人各模块关节,减速器中用到的塑料齿轮,替代了原有金属材质,需要持续润滑才能达到最佳性能,使得成本增加。
然而,高性能的,通过精密注塑批量加工,可以在不牺牲性能的前提下,将这些成本降到最低。确保高性能塑料齿轮在整个工况周期内实现无油脂,安静、低噪的运行,延长了使用寿命,提高了动能效率,降低了客户成本。
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