GPX UP齿轮头建立在maxon经验从苛刻的应用程序

本周最热门的科技新闻之一是“火星2020”任务的成功发射。地球上的机器人应用已经受益于进步，如maxon精密电机宣布其新的齿轮行星x系列超性能，或GPX UP，产品家族。该公司表示，可选择的行星齿轮类型可配置的x -驱动器组件将补充其现有的齿轮头产品。

从毅力火星探测器对于赛车，马克森称赞航空航天和汽车工业提出了苛刻的设计挑战，推动其开发可行的解决方案。结果是GPX UP行星变速箱，该公司说，这是美国单位的maxon电动机ag)．它概述了这个系列:

• GPX A（金属行星销 - 标准）
• GPX C(陶瓷行星销-增加扭矩和寿命)
• GPX LN(降噪)
• GPX LZ(减反隙)
• GPX HP(高功率-增加扭矩能力)
• GPX UP(超性能-平滑的后置驾驶和最高效率)

火星使命，一级方程式1激发了极端齿轮箱设计

最初，maxon为欧洲航天局的ExoMars项目和本周发射的NASA火星2020任务开发了UP设计。这些漫游者需要极高的扭矩和动力，以及暴露在极端环境条件下的使用寿命中可能的最高效率。

此外，GPX UP融入了f1赛车的技术进步，这也对变速箱的设计提出了极端的应用要求。根据马克森的说法，新的变速箱设计的一个优点是它的高效率，或输出功率/输入功率的比例。该公司表示，大大降低任何机械系统的摩擦，自然会优化整体驱动系统。

在传统的行星齿轮中，行星轮/齿轮在涂了油脂的钢或陶瓷销上旋转——一个简单的滑动轴承。然而，在UP变速箱结构中，这种摩擦界面被滚针轴承取代。maxon说，这一创新将行星齿轮与销的接触面从“滑动摩擦”转变为更好的“滚动摩擦”。结果是行星轮在平稳运行的轴承上旋转，提高了效率，极大地降低了产生的摩擦热能，延长了润滑剂的寿命。

maxon说，与标准齿轮头和等效齿轮传动比相比，GPX UP的最大效率约为90%，它有三个阶段的结构。这提供了约20%的效率增益。

如果将相同的电机和控制器安装在UP变速箱上，变速箱总成的输出扭矩和功率比传统的行星变速箱多出30%。马克森说，同样的输出功率将需要23%的输入功率从驱动器。maxon声称，由于减少了输入扭矩的需要，有刷电机更少的负荷和磨损，这相当于一个更持久的刷系统和电机的总体寿命。

此外，这可以允许电动机该公司表示，为了在效率与扭矩曲线的更有效区域进行操作，或者可以使用更小/更轻的电机和相关的控制电子设备。这对重量和成本都有好处。改进的变速箱和电机效率，整个组装允许更长的电池运行时间

GPX UP设计寿命更长

maxon表示，由于行星轮内径与轴之间的摩擦大大减少，使用UP可以显著延长齿轮头寿命。

与此同时，由于产生和释放的热摩擦更少，操作齿轮产生的热显著减少。该公司表示，GPX UP特别适用于温度不超过某一阈值的应用场合，如医用手工艺品。

润滑剂的使用寿命对齿轮头的机械部件的磨损起着重要的作用。热应力越大，润滑性能损失越快。这是机械系统中的磨料行为。磨损的金属颗粒导致润滑剂的凝集，可能导致其润滑能力的崩溃。在GPX UP，摩擦界面被轴承取代，最大限度地减少产生的热量。

反过来，润滑剂保持健康，变速箱的寿命被测试为11倍于同类竞争车型。

maxon表示，GPX UP不仅可以改善传统行星设计的输出规格，还可以为触觉或力反馈应用提供可行的解决方案。该公司表示，在设计中加入滚针轴承可以提供高效率，平滑车削行星齿轮是要求平稳和可重复的后驱动性能或从变速箱的输出侧转向轴的应用的理想选择。

扭矩反馈提供通过GPX向上到电机在齿轮的输入侧是一致比例的负载和可量化的。传统制造的行星齿轮头不能保证平稳的后驱动性能或通过齿轮箱一致的负载解释，因为效率波动，改变齿轮箱内部(变速箱与变速箱)的公差叠加，并可能倾斜行星齿轮。maxon表示，UP解决了所有这些问题。

电机使触觉反馈

在电子飞行控制或“通过电线飞行”中，飞行员的转向运动不会被传送到传统的机械或液压致动器，但是以电子方式传输。基本的变化反馈或“感觉”由操纵杆的控制塔中的电动机组件提供。这触觉发电电机组件必须包含一个变速箱，既能平滑的后驾驶能力和同时产生扭矩/力基于操纵杆的位置。

尖端科技公司也采用了类似的方法手术机器人进行微创、微型和远程手术。在这里，当机器人在一定距离外执行手术时，外科医生动态地感受到瞬间等效的力是至关重要的。

对于外科医生和手术机器人控制台来说，电机组件内平滑的后驱动变速箱的重要性再怎么强调也不过分。GPX UP提供了这种功能，即使齿轮比需要2或3个行星级。

传统的齿轮在后驾驶性能不均匀或“粘滞”的情况下无法使用，并会给机械系统带来噪音。UP是一个优化的触觉变速箱，无论是从变速箱的输入侧还是输出侧，扭矩都能清晰地通过变速箱，从而带来卓越的触觉体验、机械系统和整体手术机器人，maxon说。

GPX UP齿轮头现在可用

超性能GPX齿轮头已经可用从马克森的22 32和42毫米直径。像该公司所有的“x系列”产品一样，它们可以在网上定制和订购。目前，maxon-Sexau正致力于推出8毫米和10毫米直径的齿轮。Maxon表示，计划将该产品系列扩展到直径8至58毫米的全系列。

“总而言之，新的GPX UP行星齿轮箱在更高的功率和连续/峰值扭矩输出、无与伦比的效率、无与伦比的使用寿命、更少的热量产生或更冷的运行，以及真正平滑的后驾驶性能方面提供了突破性的改进——即使在多级齿轮箱中，”maxon说。