แอคชูเอเตอร์ – “แบตเตอรี่พลังงาน” ของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์

โดยทั่วไปหุ่นยนต์จะประกอบด้วยสี่ส่วน:ตัวกระตุ้นระบบขับเคลื่อน ระบบควบคุม และระบบตรวจจับ แอคชูเอเตอร์ของหุ่นยนต์คือส่วนที่หุ่นยนต์ใช้ในการทำงาน และมักประกอบด้วยชุดของข้อต่อ ข้อต่อ หรือรูปแบบการเคลื่อนไหวอื่นๆ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถแบ่งการเคลื่อนไหวของแขนออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ แขนพิกัดมุมฉากสามารถเคลื่อนที่ไปตามพิกัดมุมฉากสามจุด แขนพิกัดทรงกระบอกสามารถยก หมุน และยืดหดได้ แขนพิกัดทรงกลมสามารถหมุน หมุน หมุน และยืดหดได้ และแขนข้อต่อมีข้อต่อหมุนหลายจุด การเคลื่อนไหวทั้งหมดนี้ต้องใช้แอคชูเอเตอร์

KGG แมนิพิวเลเตอร์ที่พัฒนาเอง

ตัวกระตุ้นสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทตามการเคลื่อนที่: ตัวกระตุ้นแบบหมุนและตัวกระตุ้นเชิงเส้น.

1) ตัวกระตุ้นแบบหมุนจะหมุนวัตถุด้วยมุมที่กำหนด ซึ่งอาจเป็นมุมจำกัดหรือมุมอนันต์ ตัวอย่างทั่วไปของตัวกระตุ้นแบบหมุนคือมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลา และหมุนมอเตอร์เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับมอเตอร์พื้นฐาน การเชื่อมต่อมอเตอร์โดยตรงกับโหลดจะสร้างตัวกระตุ้นแบบหมุนแบบขับเคลื่อนตรง และตัวกระตุ้นแบบหมุนหลายตัวจะทำงานร่วมกับกลไกที่ใช้เป็นคันโยกเชิงกล (ข้อดี) เพื่อลดความเร็วในการหมุนและเพิ่มแรงบิด หากผลลัพธ์สุดท้ายคือการหมุน ผลลัพธ์ของชุดประกอบก็ยังคงเป็นตัวกระตุ้นแบบหมุน 

เคจีจี พรีซิชั่นตัวกระตุ้นแกน ZR

สกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ 

2) ตัวกระตุ้นแบบหมุนยังเชื่อมต่อกับกลไกที่แปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนให้เป็นการเคลื่อนที่ไปกลับ ซึ่งเรียกว่าตัวกระตุ้นเชิงเส้น ตัวกระตุ้นเชิงเส้นจะเคลื่อนที่วัตถุเป็นเส้นตรง ซึ่งมักจะเคลื่อนที่ไปกลับ กลไกเหล่านี้ประกอบด้วย: สกรูบอล/ลูกกลิ้ง สายพานและรอก และแร็คแอนด์พิเนียนบอลสกรูและสกรูลูกกลิ้งโดยทั่วไปจะใช้เพื่อแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่แม่นยำเช่น บนศูนย์เครื่องจักรกล แร็คและพิเนียนโดยทั่วไปจะเพิ่มแรงบิดและลดความเร็วของการเคลื่อนที่แบบหมุน และยังสามารถใช้ร่วมกับกลไกที่แปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นได้อีกด้วย

ตัวกระตุ้นแบบหมุนประกอบด้วยตัวลด RV และตัวลดฮาร์มอนิกเป็นหลัก:

(1)ตัวลด RV: RV มักใช้กับไซคลอยด์ ใช้สำหรับข้อต่อหุ่นยนต์แรงบิดสูง โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักตั้งแต่ 20 กก. ถึงหลายร้อยกิโลกรัม ใช้แกน RV หนึ่ง สอง หรือสามแกน 

(2) ตัวลดฮาร์มอนิก: ฮาร์มอนิกเดิมทีมีรูปร่างฟันแบบอินโวลูทเป็นหลัก แต่ปัจจุบันผู้ผลิตบางรายใช้รูปร่างฟันแบบโค้งคู่ ฮาร์มอนิกสามารถรับแรงบิดได้ต่ำ มักใช้กับแขนหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักต่ำกว่า 20 กิโลกรัม หนึ่งในเฟืองหลักในฮาร์มอนิกมีความยืดหยุ่นและต้องการการเสียรูปด้วยความเร็วสูงซ้ำๆ ดังนั้นจึงเปราะบางกว่า มีน้ำหนักบรรทุกและอายุการใช้งานน้อยกว่า RV

โดยสรุปแล้ว แอคชูเอเตอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญของหุ่นยนต์และมีผลกระทบอย่างมากต่อภาระและความแม่นยำของหุ่นยนต์ รีดิวเซอร์ (Reducer) คือไดรฟ์แบบรีดิวเซอร์ที่สามารถเพิ่มแรงบิดได้โดยการลดความเร็วเพื่อส่งภาระที่มากขึ้น และแก้ไขข้อบกพร่องที่มอเตอร์เซอร์โวส่งแรงบิดที่น้อยลง