Balance Drive: Innovative Getriebe Intralogistik benötigt effiziente Antriebe

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Für mobile Robotik, FTS, AMR, Exoskelette, Animal Robots und Humanoide, verwirklicht der Schweizer Getriebespezialist Balance Drive auf die jeweilige Anwendung hin optimierte Antriebe. Sie erweisen sich als effizient, kompakt und zuverlässig.

Mobile Roboter erlangen weltweit an Bedeutung. Sie bewegen sich autonom oder halbautonom. Sie übernehmen vermehrt zentrale Aufgaben unter anderem in Industrie, Logistik und Gesundheitswesen. Jede Ausführung Roboter stellt dabei andere Forderungen an die Getriebetechnik. Die Experten beim Schweizer Getriebespezialist kennen die jeweiligen Auslegungskriterien und entwickeln auf Anwendungen optimierte Antriebskonzepte, die Innovation und Fortschritt beschleunigen.

Effizienz im Fokus

Bei radangetriebenen Fahrzeugen, wie AMR (Autonome Mobile Roboter) und AGV/FTS (Autonomous Guided Vehicle / Fahrerlose Transportsysteme) bestimmt der Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs Reichweite, Batteriedimensionierung und thermische Reserve. Hocheffiziente Antriebe sind daher ein Muss. Zudem muss der Antrieb möglichst kompakt ausfallen, damit es zu keinen Bauraumkollisionen mit der Batterie kommt. In vielen Anwendungen werden noch immer Schneckenstufen als Winkelgetriebe eingesetzt. Deren bauartbedingt niedriger Wirkungsgrad verursacht jedoch erhebliche Verluste – die Reichweite sinkt, Motoren müssen grösser ausgelegt werden. Hinzu kommen eine begrenzte Lebensdauer und – insbesondere bei hohen Übersetzungen – eine häufig unerwünschte Selbsthemmung.

Balance Drive setzt hier auf Getriebe mit Kronenrädern als Winkelstufe und kombiniert diese mit kleinen, hochdrehenden BLDC-Motoren. Selbst mit vorgeschalteter Planetenstufe bleibt der Gesamtwirkungsgrad hoch. Die Antriebseinheit integriert Motor, redundanten Encoder, Bremse und Getriebe in einem kompakten Modul, das sich beliebig skalieren und an die jeweiligen Anschlussbedingungen des Fahrgestells anpassen lässt. Das Rad wird direkt auf der Abtriebswelle befestigt. In Summe punktet die Lösung des Schweizer Getriebeherstellers mit hoher Effizienz, kompakter Bauweise, robuster Ausführung und maximaler Flexibilität in der Fahrzeugintegration.

Rückdrehmoment entscheidend

Bei beinartigen und humanoiden Robotern stehen andere Kriterien im Vordergrund. Entscheidend sind vor allem Nachgiebigkeit und Sicherheit im Kontakt mit der Umgebung. Gefordert sind Antriebe mit niedrigem Rückdrehmoment, damit sich Gelenke im Servicefall von Hand bewegen lassen und Stosslasten nicht direkt auf Motor und Getriebe wirken. Bevorzugt werden dabei möglichst flache, koaxial aufgebaute Einheiten aus Motor und Getriebe. Ein grösserer Durchmesser ist unkritisch, da der Aktuator im Gelenk – etwa an Hüfte oder Knie eines Animal Robots – sitzt. Im Outdoor-Betrieb muss der Roboter zudem widerstandsfähig gegenüber Staub, Wasser und anderen Verunreinigungen sein. Die erforderliche Übersetzung liegt über der einer einstufigen Planetenstufe, jedoch deutlich unter der klassischer Wellgetriebe.

In der Praxis kommen häufig zweistufige Koppel-Planetengetriebe zum Einsatz. Diese bieten ein günstiges Rückdrehverhalten, sind jedoch konstruktiv komplex und axial nicht kompakt genug. Wellgetriebe werden wegen der vergleichsweise langen Bauform und des hohen Rückdrehmoments meist vermieden. Balance Drive löst diesen Zielkonflikt mit einer eigens entwickelten, extrem flachen koaxialen Getriebestufe, die niedrige Rückdrehmomente mit sehr kurzer axialer Bauweise vereint. Das Ergebnis sind kompakte, leichte und servicefreundliche Einheiten.

(kmu)

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