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传动新方式
日期: 2001年07月24日 00:00       来源:科技部
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    宇宙飞船或卫星上的太阳能帆板,要时刻正对着太阳,那么它转动的速度是比较缓慢的,有可能几个小时,或者是几十个小时转一圈。

 

 

而带动它旋转的也是电机,但电机每分钟就要转几千转。可见二者之间的转速有巨大的差异。

 

 

由每分钟几千转的速度,降为几小时转一圈,实现这种大比例的减速,实际上是一个难题。

 

 

世界上一些发达国家的科研人员,针对这一难题,各自展开了多年的攻关研究,首先是美国、日本、俄罗斯等国,在这方面取得了较大突破,研制出了谐波传动装置。

 

 

谐波传动,是一种新型传动方式,这种装置,看起来也很简单,其核心部分,是由三个轮组成,但这三个轮是比较特殊的,最里圈轮为椭圆型的叫波发生器。中间的为柔轮,它可以变型,最外圈的是不可变型的钢轮。

 

 

这三个构件组合在一起,电机带动最里圈的椭圆型轮转动。椭圆型轮又驱驶柔性轮不断变型和旋转,柔性轮的齿与外圈圆型轮时而啮合,时而不啮合,这样的旋转,到了最外圈的轮已大大低于最里圈轮的速度。如果把太阳帆板就固定在最外圈的轮上,它可以保持较慢的转速,甚至是与太阳同步 。

 

 

谐波传动装置,正象我们所说的看起来简单,但它在实现减速方面,是一种非常巧妙的构思。

 

 

中国对谐波传动技术的研究,也进行了多年,并于1999年被列入“863”计划,而且成立了国家级研究推广中心。

 

 

这个中心集中了一批科研人员,他们通过联合攻关,在分析消化吸收国外经验基础上,进行自主开发,针对轮齿型状、材料性能、数学模型建立等关键性问题,在设计和研制方面不断创新和提出新方案,并取得了阶段性的成果,使我国成为了世界上能够掌握此项技术的少数国家之一。

 

 

谐波传动,是随着航天及空间科学的发展而出现的一种具有突破性的新型传动技术,它与一般的传动如皮带、链条和两个齿轮之间直接啮合相比,达到同样的减速要求,其装置体积小、重量轻,而且传动精度高。

 

 

中国已送上太空的“神舟号”试验飞船,我们可以看到上面伸出的四个“翅膀”,那就是将太阳能转换成电能的帆板,而驱动它跟踪太阳转动的就用的是谐波传动装置。

 

 

如果不使用谐波传动装置,要想让帆板保持跟踪太阳旋转速度,其传动部分的设备重量就会大大增加和占用更大的空间。而减轻无效载荷,节省出空间,这对于飞船来说是非常重要的。

 

 

谐波传动,在减速等方面有突出优势,所以能够进入众多领域。

 

 

一台机器人,要做到自如行走也是由电机带动的,但从电机每分钟几千转的速度,到机器人一个缓慢合理及精确的动作,也离不开谐波传动装置。谐波传动还广泛应用于仿生科学,地面卫星站,医疗器械等方面。

 

 

中国谐波传动技术研究,在国家“863”计划支持下,有了较大进展,使我国已接近或达到国际先进水平。以后,随着这项技术进一步完善,它将会满足更多方面的要求。

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