← Zpět na encyklopedii

Kvazi-přímý pohon (QDD)

Aktuátor s výkonným motorem a nízkým převodem — je zpětně hnatelný, pružný a rychlý, ideální pro dynamickou chůzi a běh.

Kvazi-přímý pohon (anglicky quasi-direct drive, QDD) je koncepce aktuátoru, která kombinuje výkonný BLDC motor s velmi nízkým převodovým poměrem — typicky jednostupňovou planetovou převodovkou s poměrem zhruba 6:1 až 10:1. Tím se liší od klasických kloubů s harmonic drive, které používají poměry v řádu stovek ku jedné. Cílem je získat kloub, který je zároveň silný i „čitelný” a poddajný.

Klíčovou vlastností QDD je zpětná hnatelnost (backdrivability): protože je převod nízký, kloub klade malý odpor, když na něj zatlačíme zvenčí. To má dvě obrovské výhody. Za prvé, robot dokáže odhadovat sílu přímo z proudu motoru — vztah mezi proudem a momentem je díky malému převodu jednoduchý a předvídatelný, takže není nutný extra silově-momentový senzor. Za druhé, kloub je přirozeně pružný a sám pohltí rázy, podobně jako sériově elastický aktuátor, ale bez přidané pružiny.

Princip proslavil výzkum nohatých robotů na MIT, zejména projekt Mini Cheetah, jehož motivace dat low cost a vysoké rychlosti se přenesly i do humanoidů. Nízká setrvačnost a rychlá odezva dělají z QDD ideální volbu pro dynamickou chůzi, běh a obratné pohyby. Roboti Unitree, jako G1 a H1, na QDD aktuátorech staví svou pověstnou hbitost a relativně nízkou cenu.

QDD má i kompromisy. Aby kloub bez vysokého převodu udržel velký moment, potřebuje silný a tedy větší motor, který spotřebuje víc energie při statickém držení zátěže. Pro úlohy, kde robot dlouho nese těžké břemeno bez pohybu, jsou proto vysoce převodované klouby úspornější. Mnoho humanoidů proto koncepce kombinuje: dynamické nohy na QDD, silové a precizní klouby paží na harmonic drive.

Související roboti

Související pojmy