← Powrót do encyklopedii

Napęd quasi-bezpośredni (QDD)

Aktuator z wydajnym silnikiem i niskim przełożeniem — jest sterowalny wstecznie, sprężysty i szybki, idealny do dynamicznego chodzenia i biegu.

Napęd quasi-bezpośredni (ang. quasi-direct drive, QDD) to koncepcja aktuatora, która łączy wydajny silnik BLDC z bardzo niskim przełożeniem — zazwyczaj jednostopniową przekładnią planetarną o przełożeniu około 6:1 do 10:1. Tym różni się od klasycznych stawów z harmonic drive, które stosują przełożenia rzędu setek do jednego. Celem jest uzyskanie stawu jednocześnie mocnego i „czytelnego” oraz podatnego.

Kluczową własnością QDD jest sterowanie wsteczne (backdrivability): ponieważ przełożenie jest niskie, staw stawia niewielki opór przy naciskaniu z zewnątrz. Daje to dwie ogromne zalety. Po pierwsze, robot może szacować siłę bezpośrednio z prądu silnika — zależność między prądem a momentem jest dzięki niskiemu przełożeniu prosta i przewidywalna, nie jest więc potrzebny dodatkowy czujnik siły i momentu. Po drugie, staw jest naturalnie sprężysty i sam pochłania udary, podobnie jak szeregowy aktuator sprężysty, ale bez dodatkowej sprężyny.

Zasadę tę spopularyzowały badania nad robotami krocznymi na MIT, zwłaszcza projekt Mini Cheetah, którego motywacja — niska cena i duże prędkości — przeniosła się również na humanoidy. Niska bezwładność i szybka reakcja sprawiają, że QDD to idealne rozwiązanie do dynamicznego chodzenia, biegu i zwinnych ruchów. Roboty Unitree, takie jak G1 i H1, zawdzięczają swoją słynną zwinność i stosunkowo niską cenę właśnie aktuatorom QDD.

QDD ma też kompromisy. Aby staw bez wysokiego przełożenia utrzymał duży moment, potrzebuje mocnego, a więc większego silnika, który zużywa więcej energii przy statycznym trzymaniu obciążenia. Dla zadań, w których robot długo nosi ciężki ładunek bez ruchu, stawy o wysokim przełożeniu są oszczędniejsze. Wiele humanoidów łączy dlatego obie koncepcje: dynamiczne nogi na QDD, stawy siłowe i precyzyjne ramion na harmonic drive.

Powiązane roboty

Powiązane pojęcia