尼得科的技术实力

牵引驱动器的静音化技术

为了实现一种对静音性有所要求的自动搬运装置。

随着少子老龄化现象的加剧,劳动力人口不断减少,在物流系统的现场,代替人力来搬运物品的自动搬运装置正在普及。即使无需沿着磁带等导引装置也可移动的无导引化技术正在不断发展。除了工厂、仓库以外,无导引化自动搬运装置在其他行业的应用也备受关注。但是,如果将其用于酒店客人的行李搬运、办公室资料、器材的搬运、图书馆藏书的搬运等,出于对该类设施的客人及用户的考虑,对无导引化自动搬运装置的静音化提出了更高要求。因此,所有的焦点都聚集在了具有卓越静音性能的牵引驱动器上。

在高压状态下使润滑油固化并传递动力

只有当油膜通过辊的接触点时,才会在高压下固化。

牵引驱动器是一种使用经由润滑油膜相互按压并滚动的辊,将动力从一个辊传递给另一个辊的技术。辊的接触部将产生非常高的压力。液体分子在常压下可自由移动,但在高压下会规则地排列成固体结晶。牵引驱动器利用这一特性将动力从一个辊传递给另一个辊。 与齿轮传动装置不同,由于齿轮的啮合不会产生冲击噪音,因此静音性较好,而且即使不旋转,辊之间也始终保持接触,可以保持较小的齿隙。
也不会出现由于齿轮的齿距误差(加工精度)引起的高频速度变化,并且可以非常平稳地传递动力。
日本电产新宝自1952年开始批量生产装有牵引驱动器的工业用变速器,迄今为止在许多工业设备中得到了广泛应用。

齿轮变速机构与牵引驱动器的比较。除了传递扭矩之外,牵引驱动器具有优势

通过重重改良实现小型化

牵引驱动器的缺点是,可通过特定尺寸实现的传递扭矩低于齿轮减速器,因此不得不增大体积。以往,为了获得相同的扭矩,根据规格,有时还要将尺寸增大到原来的4~5倍。
牵引驱动器的缺点是,可通过特定尺寸实现的传递扭矩低于齿轮减速器,因此不得不增大体积。以往,为了获得相同的扭矩,根据规格,有时还要将尺寸增大到原来的4~5倍。 日本电产新宝一直致力于牵引驱动器的小型化。原理上,在辊之间施加的按压力越大,传递扭矩就越大。但是,如果用很大的力来按压辊,则接触面的压力将变得过高,部件本身的寿命将缩短,因此,必须要确保一定的尺寸。
因此,通过在辊的形状上下功夫,将辊之间的接触面积从点扩展到线,从而来分散按压力,通过这样的设计,使辊能承受更大的按压力。此外,通过利用FEM(Finite Element Method)解析进行计算机模拟验算,使结构得到优化,从而实现了可承受高压的部件强度。如今,已成功实现了与齿轮减速器近乎相同的尺寸。

与齿轮减速器相比成功地实现了13dB的静音化

日本电产新宝于2016年领先于行业其他公司率先开发了可随意设置行驶路线的无人搬运台车——“S-CART”。尽管该款搬运台车采用齿轮减速器进行动力传递,但该款车有多款应用,可满足100kg/200kg/500kg/1t的装载需求,因此广受好评。最近,日本电产新宝还为酒店开发设计了专用的无人台车,该款无人台车搭载了追踪功能,可以在搬运行李的同时跟随酒店员工和入住客人,从而有效地辅助酒店的行李搬运业务。该款酒店S-CART采用了牵引驱动器,并计划在酒店行业进行推广,扩大销量。

为展会演示用制作而成的酒店用S-CART。这是一款名为AMR(Autonomous Mobile Robot)的自主移动式机器人,最近已成为热门话题。该款机器人可代替行李搬运工搬运行李,还具有跟随酒店工作人员和客人并返回到特定位置的功能等。

在使用同一壳体中分别装有齿轮减速器和牵引驱动器的无人搬运台车进行的噪音比较实验中,牵引驱动器的噪音较低为13dB。即使在图书馆中行驶,发出的噪音也几乎不会被察觉,因此具有良好的适销性。

在无负载、行驶距离为6m、最高速度为3.6km/h的设定条件下测量噪音。可以看出,齿轮变速机构测得的噪音为65.7 dB,牵引驱动器测得的噪音为55.4 dB,存在较大差异。

该款产品于2020年通过了公司内部的耐久试验,目前处于最终调试阶段,以准备进入量产阶段。另外,考虑到产品的小型化、静音化是无穷尽的挑战,因此,将来的目标是实现一种比齿轮减速器更小且比马达的静音性更好的牵引驱动器。

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