Posted in: Разное

Роботизированная коробка передач что это: что это такое, отличия от акпп, плюсы и минусы

Содержание

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

  • Войти
  • Регистрация
  • Забыли пароль?
  • user
  • Выход
Найти ДРАЙВ
  • Наши
    тест-драйвы
  • Наши
    видео
  • Цены и
    комплектации
  • Сообщество
    DRIVE2
  • Новости
  • Наши тест-драйвы
  • Наши видео
  • Поиск по сайту
  • Полная версия сайта
  • Войти
  • Выйти
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • Bilenkin Classic Cars
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ
  • Kunst!
  • Тесты шин
  • Шпионерия
  • Автомобизнес
  • Техника
  • Наши дороги
  • Гостиная
  • Автоспорт
  • Авторские колонки
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • BCC
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ

Автомат? Робот? Вариатор? — 5 плюсов и 5 минусов каждого — журнал За рулем

Автоматические трансмиссии разных типов отличаются не столько долговечностью, сколько особенностями работы.

Сегодня уже практически каждая модель на авторынке оснащается автоматической трансмиссией — классическим гидромеханическим автоматом, вариатором или роботизированной коробкой. Особенности каждого из агрегатов рассмотрели эксперты «За рулем».

Гидромеханический автомат

Материалы по теме

Гидромеханический автомат — самый распространенный ввиду своей универсальности тип автоматических коробок. Ресурс у АКП самый разный: от 120 тысяч до 250 тысяч километров.

Главной же особенностью автомата является его выносливость: он может не только передавать большой крутящий момент мощного двигателя на колеса, но и пригоден для езды по бездорожью. Сегодня для легковых автомобилей выпускаются не только 4-ступенчатые автоматы, но и 6-ступенчатые, и даже 10-ступенчатые. Чем больше ступеней, тем миниатюрнее механизм и тем меньше у него запас прочности.

Плюсы:

Минусы:

  • доведенная до совершенства конструкция
  • возможность переключения передач в ручном режиме
  • отсутствие боязни пробуксовок
  • большой срок службы у большинства агрегатов
  • умение адаптироваться под стиль езды водителя
  • невысокий КПД и потеря части мощности двигателя
  • повышенный расход топлива
  • зависания разной продолжительности при переключениях
  • большой вес агрегата
  • потеря запаса прочности при большем количестве ступеней

Вариатор

Вариатор отличается плавностью работы — передач здесь нет, а крутящий момент передается через ремень, скользящий по конусам и меняющий соотношение их оборотов. Ресурс вариаторов сопоставим с ресурсом гидромеханических автоматов. Но вариаторы не любят бездорожья и пробуксовок, перегреваются и быстрее выходят из строя. При этом в городе такая коробка незаменима именно благодаря плавности работы из-за отсутствия переключений.

Плюсы:

Минусы:

  • плавная работа
  • двигатель всегда находится на оптимальных оборотах
  • простота конструкции и ремонта
  • невысокая стоимость агрегата по сравнению с классическим автоматом
  • большой ресурс ремня (у некоторых вариаторов до 500 тысяч километров)
  • шумность при разгонах (двигатель сразу выводится на максимальные обороты)
  • скучное ускорение
  • боязнь пробуксовок, бездорожья и долгих поездок на высоких скоростях
  • частые замены масла
  • высокая стоимость ремонта

Роботизированная коробка передач

Роботы бывают двух типов — с одним сцеплением и с двумя. По сути, это механические коробки, сцеплением и переключениями в которых управляют автоматика и электроника. Робот с одним сцеплением медлителен, а при переключениях автомобиль с ним «клюет носом», если водитель не успевает приотпустить в этот момент педаль газа. Вопреки ожиданиям, некоторые роботы с одним сцеплением не очень надежны. Зато дешевы.

Плюсы:

Минусы:

  • достаточно надежный агрегат
  • ремонтировать и обслуживать так же просто, как и механические коробки
  • в теории ресурс сцепления на 40% больше (в зависимости от условий эксплуатации)
  • небольшое количество заливаемого масла
  • низкая стоимость самой коробки и, в случае необходимости, ее замены
  • автомобиль, стоя на подъеме, может откатываться — не рекомендуется убирать ногу с педали тормоза, если не собираешься сразу нажимать на педаль газа
  • замедленные реакции подойдут только неторопливому водителю
  • клевки при переключениях
  • возможно размыкание сцепления в случае перегрева и переход коробки в аварийный режим

Робот с двумя сцеплениями гораздо расторопнее — он всегда держит следующую передачу наготове, из-за чего переключения происходят моментально и незаметно. Есть варианты с мокрым или менее надежным сухим сцеплением. Главная особенность всех роботов — они не любят езду по городу с частыми остановками в пробках и на светофорах.

Плюсы:

Минусы:

  • молниеносные незаметные переключения
  • отсутствие потерь мощности
  • экономия топлива
  • малый вес агрегата и компактные размеры
  • распространенность трансмиссии
  • высокая стоимость коробки и ее обслуживания
  • спорная надежность из-за сложности агрегата
  • дерганое поведение в пробках
  • малый ресурс сухого сцепления
  • откат автомобиля на наклонной поверхности

Подробности детального сравнения с указанием степени надежности различных коробок, устанавливаемых на популярные в России автомобили Hyundai/Kia, Renault, Nissan, Subaru и Аudi, а также Volkswagen и Lada, — в июньском выпуске журнала «За рулем» (уже в продаже).

  • О заблуждениях относительно ва

Роботизированная коробка передач плюсы и минусы

Что означает роботизированная коробка передач

Многим сейчас известно, что много иностранных современных автомобилей выпускаются с автоматической КПП. Однако те водители, которые ездили на автомате, прекрасно чувствуют разницу, как такая коробка уступает «механике» в скорости разгона автомашины, и еще, что немаловажно, в экономичности горючего. Поскольку автоматическая коробка передач непосредственно в момент переключения несколько секунд «думает», и происходит повышенный топливный расход. Расходуется больше горючего и во набора скорости при разгоне.

Что означает роботизированная коробка передач

Исходя из анализа обеих популярных КПП, специалистами была разработана так называемая роботизированная коробка передач, получившая в простонародье название довольно простое «робот». А многие ли знают, что это такое? Все не так-то и сложно, обозначенное устройство собой представляет классическую МКПП, однако она по понятным причинам относится к классу АКПП. Большое отличие от «механики» заключается в следующем: она отпускает сцепление, практически моментально включает передачу, а роботизированная современная трансмиссия обладает сцеплением, только уже в автоматическом режиме. Предлагаем вам изучить далее материал, дабы выяснить, что означает РКПП, как устроена, а еще какие имеет особенности.

Как устроена роботизированная коробка передач

Даже те, кто прекрасно знают и понимают, что это такое плюс что представляет собой набирающая стремительно популярность роботизированная коробка передач, до конца не понятно как все устроено, и чем она отличается от «автомата». Ранее вкратце было сказано, что данное устройство самостоятельно отпускает сцепление, точно также, как бы это было при механике, но только выжимает его в таком случае водитель, и моментом включает передачу, осуществляется это посредством специального блока питания, отправляющего соответствующие команды 2-ум современным сервоприводам. Сам водитель и его манера езды для устройства автомобильной РКПП своими действиями формируют соответствующую информацию, на основе которой роботизированная КПП будет работать. Полностью управление роботом берет на себя специализированный электронный блок, работающий по определенному, заложенному специалистами алгоритму. Устройство имеет плюсы и минусы, но самый главный плюс робота в следующем: он в себе объединил такие вещи, как удобство и даже простоту эксплуатации «автомата» и ощутимая экономичность и проверенная надежность «механики», что значит: такая КПП непременно должна завоевать сердца автомобилистов.

Бывают такие моменты в эксплуатации автомобиля что вам нужен не один мастер а скажем сразу и электрик и ходовик, вам на помощь придет автосервис Сенатор полного цикла ремонта авто, вам там помогут отремонтировать сразу все возможные поломки в авто.

Специалисты уверяют, РКПП принадлежит к серии «автомат», по той причине, что когда хотя бы 1 из процессов в коробке автоматизировано, то он соответственно и относится к этой категории. Основой для робота послужила классическая механическая коробка, оснащенная электронным блоком, но по конструкции они в любом случае имеют свои отличия и специфику.

Продолжаем выяснять, что это такое «робот». Любая автоматическая трансмиссия имеет фрикционное сцепление. Как правило, установлен дисковое сцепление, или же целый пакет фрикционных дисков. На РКПП в более современном исполнении установлено 2 таких диска сцепления, и это как раз позволяет без какой-либо потери мощности своевременно и точно передачи переключать.

Самое главное, чем отличаются современные «роботы» — по отпуску сцепления, плюс по приводу переключения скоростей. Дополнительно важно отметить, что привод бывает исключительно электрическим и во 2-ом случае гидравлическим, других нет и быть не может. Каждый из указанных приводов имеет свои плюсы и минусы, которые очевидны каждому водителю индивидуально. Электрический мотор так сказать выполняет всю задачу в специальном электрическом приводе, а уже в гидравлическом, поставленную основную задачу выполняют гидравлические специальные цилиндры, выполняющие свою работу по поступающему к ним сигналу встроенных в систему электромагнитных клапанов.

В системе электрический привод имеет следующий плюс: он мало потребляет энергии, в то время как плюс гидравлического привода в системе – это высокая скорость при переключении скоростей.

Важно выяснить и какие недостатки встречаются у каждой из систем? Электрическая – слишком низкая скорость переключения, далее гидравлическая — это весьма высокая потребность в энергии, следовательно такие роботизированные коробки часто ставят на дорогостоящие автомобили, с блоком электрическим оснащают авто бюджетной категории.

Когда получает соответствующий сигнал системный электронный блок от датчиков, то создается некий стиль переключения скоростей, и отправляет сразу же его системам, так сказать подчиняющимся ему, а они начинают работать по этой самой системе. Следует добавить, что электронный блок всегда и совместно работает с силовым агрегатом и системой ABS. Продолжим выяснять, что значит РКПП и какими качествами обладает.

Все о недостатках и качествах роботизированной коробки передач

Мы почти выяснили, что означает РКПП, осталось узнать больше о ней, предлагаем ознакомиться с плюсами рассматриваемой нами сейчас коробки:

  • Роботизированная коробка передач, внимание! В отличие от любой другой КПП потребляет меньше всего масла. Экономичный расход масла и топлива в целом.
  • Коробка в обращении довольно простая, и надежная.
  • Одним из положительных качеств можно назвать возможность вручную переключать скорости.

Какие недостатки у «робота»:

  • На бюджетных автомобилях стоит «робот» без двойного сцепления, это сильно влияет на резкое переключении скоростей.
  • Недостаток который ощущается при эксплуатации автомобиля в городских условиях. Во время постоянных простоях в пробках коробка быстро изнашивается, но всегда есть возможность перейти на ручное управление.
  • Если присутствует лишь 1 диск сцепления, то переключаются передачи не так быстро, как хотелось бы. Более современные версии с 2-мя дисками ставят даже на спортивных авто, и не происходит вообще ни малейшей потери мощности при переключении скоростей.

В чем отличия РКПП от остальных коробок передач

Что означает, какие недостатки и видимые преимущества имеет «робот» более менее ясно. Предлагаем больше узнать, чем отличается роботизированная коробка передач от других КПП.

Самое главное сравнение рассматриваемой нами КПП должно быть непосредственно с «механикой», поскольку наш «робот» произошел именно от нее. Самое главное отличие в том, что теперь водителю нет надобности управлять сцеплением. Все за него делает электронный блок, специально разработанный для этой цели. Ранее было сказано, что этот самый блок подает сигнальные команды 2-ум сервоприводам, что означает, что 1-ый привод «выжимает» сцепление, а 2-ой – включает 1-ую передачу. Так называемый сервопривод, «выжимающий» сцепление, как только переключилась скорость, отпускает его и авто трогается. Точно по такому же нехитрому принципу происходят и все остальные скоростные переключения. С классической механической коробкой, если вдуматься, различия небольшие, а это означает, что такие виды обладают 4-6-скоростными трансмиссиями.

Что означает роботизированная коробка передач

 

 

Трансмиссия автоматическая по существу в разы проигрывает «роботу», только который оснащен 2-мя сцеплениями. АКПП на смену «механике» пришла в далеких 1950-годах и покорила всех своей простотой. Основным недостатком автоматической коробки является ее чрезмерно большой вес. Также «автомат» не дергается и плавно переключает скорости, чем это происходит у «робота» с 1-м диском сцепления. А у механической КПП АКПП выигрывает лишь простой эксплуатации.

Как известно, автоматические трансмиссии бывают с разным количеством ступеней, самое большое – 7-8-ступенчатая КПП.
А есть еще и вариатор, что это такое? От механической и автоматической КПП вариатор отличается тем, что у него отсутствуют в принципе передачи. 2 шкива лежат у него в основе, 1 из которых соединен непосредственно с трансмиссией, а в 2-ой силовым агрегатом автомобиля. Движение в таком случае передается ремнем, или же цепью. У вариатора имеется один большой недостаток – из-за гидравлической муфты пониженный коэффициент работы.

Подведем итоги

Разобравшись с тем, что это такое и какие плюсы/минусы и основные отличая, имеет роботизированная коробка передач можно выделить для себя то, что предпочтительнее будет именно для вас.

Каждый водитель, новичок или более опытный обязательно выбирает трансмиссию под свои предпочтения, привычки и даже под стиль управления транспортным средством. Тут самое главное, что следует понять, что роботизированная коробка передач, является классической механической КПП, но с добавленным к ней полностью автоматическим переключением скоростей и, конечно же, сцеплением.

Роботизированная коробка передач (робот) что это? Как работает: плюсы, минусы

Роботизированная коробка передач

 

 

Коробка робот: преимущества, недостатки

 

Еще совсем недавно рядовой автолюбитель не имел свободы выбора трансмиссии с покупкой автомобиля. Технологический прогресс последних лет подарил несколько интересных систем – это и вариатор, и роботизированная коробка. Техническая реализация коробки-робота велась еще в 20 лет назад, однако внедрение этой трансмиссии в массы произошло сравнительно недавно. Первую версию агрегата немецкие инженеры выпустили в 2002 году. С тех пор было придумано немалое количество его разных вариаций и модификаций.

 

Конструкция и принцип работы роботизированной коробки

В конструктивном плане коробка-робот идентична с обычной «механикой». Вся разница заключается в том, что подбор и переключение передач в ней это полностью автоматизированный процесс. Фактически это значит, что есть некий «мозг», который и отвечает за включение нужной скорости. Причем процесс смыкания/размыкания сцепления практически не заметен и не ощутим. Поэтому водители авто с роботом отмечают высокий уровень комфорта, простоту использования и динамичность.

 

принцип работы роботизированной коробки передач

 

Особенность робота заключается и в том, что эта коробка может совмещать как одно, так и сразу два сцепления. Внедрив в конструкцию дополнительный механизм разъединения трансмиссии от двигателя, инженеры попытались снизить негативный эффект провалов тяги. Двойное сцепление реализовано в коробках по типу DSG или Powershift. Такие коробки еще называют преселективными или «предварительно выбирающими». Они позволяют при включенной скорости выбрать следующую передачу без перерыва в работе КПП. На авто с такими коробками передача крутящего момента происходит без потерь, так как нет разрыва потока мощности.

 

Стоит ли приобретать автомобиль с преселективной коробкой?

 

Как и в случае с автоматической коробкой, функционирование робота невозможно без наличия электронной системы. Датчики следят за определенными рабочими характеристиками коробки, передают информацию блоку управления, где формируются команды исполнительным механизмам с учетом прописанных алгоритмов. Предусмотрен и ручной режим работы (как Типтроник на АКПП), благодаря которому водитель имеет возможность переключать передачи за счет органов управления – селектор или переключатели, расположенные под рулем.

 

Разновидности роботизированных коробок

Нередко робот является агрегатом, сконструированным на базе готового решения. Часто за основу узла инженеры берут гидромеханический автомат и внедряют фрикционное многодисковое сцепление. Также возможен вариант, когда классическая «механика» получает привод гидравлического или механического типа.

 

Коробка робот с электрическим приводом считается более простым и дешевым решением. Его основной недостаток – низкая скорость работы (0.3-0.5 с) с одновременным небольшим энергопотреблением. В такой коробке исполнительными механизмами выступают сервоприводы и механическая передача. В гидравлике задействованы специальные гидроцилиндры, которыми управляют электромагнитные клапаны.

 

Коробка с гидравликой работает шустрее, однако её функционирование подразумевает наличие в системе жидкости под давлением. Поддержка постоянного давления требует серьёзных энергетических затрат. Тем не менее, робот с гидравлическим приводом нашел свое применение на многих спортивных автомобилях, таких как Lamborghini Aventador, Ferrari 599GTO. Также его ставят на машины из среднего и премиум сегмента. Робот с электрическим приводом не составит труда обнаружить на недорогой современной машине. Рассмотрим детально распространенные модификации РКПП с двойным сцеплением.

 

DSG

Роботизированная коробка DSG считается наиболее «продвинутой» версией автомата. Её легко встретить на автомобилях концерна VAG. Пожалуй, это самая распространенная модификация РКПП с двойным сцеплением. То есть, это преселективная трансмиссия, переключающая передачи крайне быстро (буквально за доли секунд). Эффективность работы DSG значительно выше обычной АКПП. В ней первое сцепление отвечает за нечетные передачи, а второе за четные. В свою очередь коробки DSG принято делить на два вида – «мокрые» и «сухие». Первый вид – «мокрый» – появился первым и характеризуется наличием шести передач. Сцепление в такой DSG находится в масляной ванне, отсюда и название. Спустя время Volkswagen презентовали DSG-7. Это РКПП с «сухим» сцеплением. На практике считается более проблематичным вариантом.

 

Познакомиться подробнее с DSG (нажмите, чтобы прочитать статью)

 

Интересное видео на тему того, как работает роботизированная коробка ДСГ

 

Проблемы

 

Powershift

Роботизированная трансмиссия Powershift является разработкой компании Ford, поэтому и устанавливается на автомобили североамериканского концерна. Это преселективная КПП с двумя сцеплениями. В качестве исполнительных механизмов выступают сервоприводы, которыми управляет электронный блок, закрепленный на корпусе коробки. Если верить многочисленным отзывам, то Powershift более надежна конкурентной DSG. Однако это не делает её лидером рынка, так как получила те же недостатки, что и роботизированная КПП от Volkswagen.

 

Познакомиться подробнее с PowerShift (нажмите, чтобы прочитать статью)

 

S-tronic

Компания Audi входит в состав концерна VAG, но это не мешает ей разрабатывать собственные автомобильные трансмиссии. Так инженеры Audi создали преселективную коробку S-tronic, которая сильно напоминает DSG. Но есть некоторые существенные отличия. Сегодня S-tronic ставят преимущественно на автомобили с передним и полным приводом. В ней также два сцепления, что позволяет роботу работать беспрерывно в одном потоке и без потери мощности. Еще есть R-tronic – другая модификация РКПП от компании Audi. Отличается от S-tronic наличием гидропривода. Такая коробка переключает передачи примерно за 0.8 мс, а это серьёзный показатель динамичности.

 

Познакомиться с S-Tronic (нажмите, чтобы прочитать статью)

 

DCT M Drivelogic

Впервые роботом DCT M Drivelogic баварские инженеры оснастили BMW M3. Коробка может работать как в полностью автоматическом, так и в ручном режиме. В обоих случаях передачи переключаются с недостижимой механике и автомату скоростью. Водителю не нужно пользоваться селектором коробки передач. Достаточно переключить лепестковый элемент управления под рулем в нужное положение. Особенность DCT M заключается в наличии функции Drivelogic, которая позволяет водителю самостоятельно переключать передачи и переходить от спокойного стиля вождения к динамичному. Всего предусмотрено 11 программ – 5 для автоматического режима и 6 для ручного.

 

PDK

Роботизированная КПП от компании Porsche конструктивно является узлов, в корпусе которого помещены две механически коробки. Также конструкцией предусмотрено два сцепления, поэтому PDK относится к сегменту трансмиссий с двойным сцеплением. Функционирует робот за счет гидравлического привода и электронного блока управления. Всего предусмотрено семь передач, последняя с большим передаточным отношением снижает показатель расхода топлива. Пик динамики наблюдается с активной шестой скоростью. Коробка работает в двух режимах – автоматическом и ручном (полуавтоматическом). Сегодня PDK ставят на автомобили с мощными моторами – Porsche Panamera Turbo, Porsche 911 Turbo, Porsche Cayman.

 

Speedshift DCT

7-ступенчатая роботизированная КПП была разработана специально для мощных автомобилей концерна Mercedes Benz и подразделения AMG. Коробка отличается наличием четырех программ и функции старта Rage AMG Speedshift. Вместо привычного гидротрансформатора в Speedshift DCT задействована компактная муфта сцепления, работающая в масляной ванне – так называемое «мокрое» сцепление. От Других модификаций РКПП этот робот отличается небольшим весом – всего 80 кг. Сделать узел легким удалось за счет применение в его изготовлении его картера легкого магниевого сплава.

 

 

TCT

Компания Alfa Romeo недавно презентовала свою версию роботизированной коробки передач – Twin Clutch Transmission. В первую очередь её поставили на модель Giulietta, где она превосходно сочетается с бензиновым и дизельным мотором (разгон до «сотни» всего за 7.7 и 7.9 сек соответственно). Коробка TCT оснащена гидронасосом электрического типа, который обеспечивает работоспособность привода сцепления и механизма переключения передач. Проектировался узел при помощи специалистов компании LuK, имеющих огромный опыт в разработке и производстве автомобильных сцеплений. Некоторые конструктивные элементы TCT также выполнены из легких материалов, что делает коробку на 10 кг легче, чем классическая механика или вариатор.

 

Twin Clutch SST

Робот с двойным сцеплением Twin Clutch SST ставят на автомобили Mitsubishi, например, на Lancer Evolution и Outlander XL. Это спортивная коробка, в которой вместо гидротрансформатора исправно служат два механизма сцепления, помещенные в один корпус. Отличается тремя режимами работы, которые позволяют адаптироваться автомобилю под разные условия эксплуатации. Для городской езды подходит режим Normal Mode: переключение передач происходит плавнее и мягче, расход топлива минимальный. В режиме Sport Mode переход на высшие скорости происходит на высоких оборотах, что несколько увеличивает расход. Третий режим Super Sport Mode переключает скорости на максимально высоких оборотах. Его целесообразно использовать, когда требуется полностью реализовать динамический потенциал автомобиля.

 

Плюсы и минусы робота

плюсы и минусы коробки робот

 

Сегодня можно найти довольно большое число автовладельцев, положительно отзывающихся о роботизированной коробке. Особенно нравится автоматизированная трансмиссия начинающим водителям. Это и понятно, ведь для управления автомобилем достаточно нажимать педаль тормоза и газа, а электронная система самостоятельно включит нужную передачу. Отсюда вытекают главные преимущества КПП:

 

  • высокий комфорт;
  • удобство;
  • простота использования;
  • высокая скорость переключения передач;
  • экономия топлива в городском цикле;
  • конструктивная схожесть с механикой, что придает агрегату дополнительную надежность, если сравнивать с тем же вариатором;
  • возможность переключения ступеней в ручном режиме.

 

Как показывает практика, расход бензина автомобилем коробкой-роботом при одинаковых условиях в городском цикле на 20% меньше, чем у транспортного средства с привычным автоматом. Однако такое устройство далеко неидеальное. Также в процессе эксплуатации авто можно ощутить некоторые недостатки узла:

 

  1. высокая стоимость обслуживания и ремонта;
  2. непродолжительные задержки в переключении передач;
  3. дешевые модели не позволяют провести адаптацию под конкретный стиль вождения.

 

Специалисты прогнозируют, что по мере увеличения автомобилей с роботом, развитием технологий ремонта и обслуживания этой коробки со временем станет более доступным и дешевым ремонт агрегата. Тот самый электронно-гидравлический блок, или просто «мехатроник», является самой дорогостоящей деталью в DSG. Еще несколько лет назад в случае его даже не самой критичной поломки дилеры, не думая, ставили вердикт – замена устройства. Сейчас хватает специализированных сервисов, выполняющих простые и сложные ремонты «мехатроника».

 

Основные отличия от автоматической коробки

Автоматическая коробка не утратила актуальности ни с появлением вариатора, ни с появлением роботизированной трансмиссии. Это по-прежнему довольно надежный, а главное хорошо изученный агрегат. Сходство в том, что и автомат, и робот обеспечивают плавный переход с одной передачи на другую. На этом всё. Гораздо больше отличий. Главная разница между этими двумя коробками заключается в следующем:

 

  1. В АКПП не предусмотрено жесткое сцепление с двигателем;
  2. Робот ощутимей снижает нагрузку на мотор за счет максимально коротких переключений передач;
  3. С автоматической КПП автомобиль уступает в плане динамики;
  4. Новые РКПП еще недостаточно хорошо изучены, окончательно неизвестен ресурс этих агрегатов, чего нельзя сказать об АКПП.

 

Возможно, автомат даже накладней обслуживать, а вот что касается ремонта, то здесь и говорить нечего. Автоматическую коробку перебирают на каждом шагу, хватает и грамотных специалистов, способных в кратчайшие сроки восстановить агрегат после серьёзной поломки. В случае с РКПП ситуация ровно обратная.

 

Заключение

Мы выяснили, что такое коробка робот. Очевидно, что будущее за конструктивно и функционально совершенными автомобильными системами. Но процесс окончательного усовершенствования робота еще не начался. Перед покупкой автомобиля нужно четко уяснить для себя, каким требованиям он должен отвечать. Сказать точно, что лучше – робот или автомат – крайне сложно. И, наверное, никто не возьмется за это. Поэтому каждый автомобилист должен на основании всех плюсов и минусов определить для себя, какой тип трансмиссии удовлетворит все запросы и потребности.

Плюсы и минусы роботизированной коробки передач

Дата публикации: .
Категория: Автотехника.

С 2015 года ВАЗ заявил, что автомобили серии Priora будут оснащаться роботизированными коробками передач, так же как и многие иномарки. Хоть подобное решение и по сей день не настолько популярно среди отечественных автовладельцев, многие уже оценили преимущества подобных систем. Вес такого «робота» составляет порядка 35 кг, а сам агрегат позволит эксплуатировать машину в более агрессивных условиях с меньшими проблемами. Например, РКПП позволяет запустить мотор при температуре порядка -40 градусов, тогда как автоматическая система (АКПП) справляется с этой задачей только до -25 градусов.

Коробка робот

Однако не только эти преимущества требуют внимания. Сегодня производители предлагают намного больше вариантов более оптимальных технических решений. Тем не менее многие приверженцы коробок «автомат» и «механики» отмечают и негативные стороны роботизированных систем. Поэтому стоит подробнее разобраться в принципе работы таких РКПП, их плюсах и минусах.

Что такое РКПП

По сути «робот» представляет собой стандартную механическую коробку передач, в которой отсутствует рычаг КПП и сцепление. Вместо этого в ней установлены сервоприводы (также их называют актуаторами). Благодаря им информация о движении авто (скорости и прочих показателях) преобразуется в цифровой формат, который активирует движение шестерней и валов. Один сервопривод отвечает за включение и отключение сцепления, а другой перемещает шестеренки в самой КПП. Таким образом, отпадает необходимость использования педали сцепления и ручного переключения передач, что значительно облегчает вождение авто.

Актуаторы

Однако есть несколько разновидностей таких конструкций. РКПП может быть оснащена:

  • Электроприводом. Такие коробки передач стоят дешевле и могут устанавливаться даже на самые бюджетные авто. В этом случае управление осуществляется за счет электромотора, редуктора и исполнительного механизма. Это приводит к более низкому быстродействию подобных систем.
  • Гидравлической системой. В таких устройствах за переключение передач отвечают цилиндры, которые подталкиваются за счет силы электромагнитных клапанов. Гидравлические «роботы» больше похожи на классический «автомат». Передачи переключаются быстрее, чем в случае с обычным электроприводом. Кроме этого машина едет более плавно, без рывков. РКПП с гидравликой устанавливаются преимущественно на дорогие автомобили.

Принцип работы РКПП

Так как, роботизированные КПП по своему принципу работы схожи с «коробками автоматами», у многих водителей возникает дилемма касательно того, какое устройство лучше выбрать. В этом вопросе многое зависит от условий эксплуатации и других факторов.

Преимущества и недостатки «автомата»

Если говорить о плюсах автоматических систем, то к ним можно отнести:

  • Более легкое и простое управление.
  • Пониженные нагрузки на двигатель (данное преимущество становится более явным, если сравнивать с МКПП, где для переключения скорости требуется большее количество оборотов мотора).
  • Пониженные нагрузки на ходовую часть авто.

К минусам стоит отнести:

  • Более высокий расход топлива.
  • Плохую динамику разгона (если сравнивать с МКПП).
  • Уменьшенное КПД.
  • Больший расход масла.
  • Медленное переключение передач.
  • Риск скатывания авто, если машина находится на склоне.

Таким образом, «автомат» во многом лучше «механики», однако на пятки АКПП активно наступает роботизированная система.

Преимущества и недостатки «роботов»

Если говорить о плюсах более современных решений, то стоит выделить:

  • Высокую экономичность (в этом плане РКПП не уступает «механике»).
  • Низкое потребление масла и меньшие затраты на обслуживание и ремонт.
  • Быстрое переключение передач.
  • Меньший вес.
  • Повышенную динамику.
  • Большую надежность (так как современная РКПП изготовлена на основе проверенной временем МКПП, такие агрегаты служат дольше «автоматов»).
  • Меньшее пространство, которое система занимает под капотом.
  • Более низкую стоимость производства и ремонта.
  • Меньший расход топлива.

РКПП в авто

РКПП в авто

К недостаткам стоит отнести:

  • Слишком резкое переключение передач (водитель каждый раз ощущает небольшой рывок).
  • Задержка при переключении передач во время движения задним ходом.
  • Необходимость установки рычага в нейтральное положение при каждой остановке.
  • Значительное понижение ресурса работы КПП каждый раз, когда происходит пробуксовка.

Данные минусы во многом зависят от модели «робота». Например, в некоторых дешевых моделях задержка между переключением передач может доходить до 2 секунд. Как правило, такие проблемы наблюдаются в устройствах, оснащенных электрическими переключателями. Кроме этого, от системы с электроприводом не приходится ждать адаптивной подстройки в зависимости от стиля вождения авто.

Если же установлена гидравлическая система, то скорость переключения ступеней увеличивается. Однако такие агрегаты не только стоят дороже, но и требуют постоянного удержания тормозной жидкости под давлением. Это приводит к общему понижению мощности самого двигателя. Поэтому рациональнее устанавливать такие системы в машинах «Премиум» класса или более мощных ТС.

Современная система

Современная система

Также скорость переключения КПП этого типа во многом зависит от ее разновидности в зависимости от того, сколько сцеплений установлено в «роботе». Например, первые роботы были оборудованы только одним сцеплением. Такие системы, как раз, и создают эффект кивающей головы водителя и пассажиров, из-за того, что машина начинает дергаться при переключении КПП. Однако, если речь идет о более современных преселективных моделях, в которых присутствует два сцепления, то в этом случае провалов тяги удается избежать.

Такие коробки называются DCT (Dual Clutch Transmission). Более современные версии называются DSG (Direct Schalt Getrieb). Они представляют собой шестиступенчатые КПП, разработанные Volkswagen. Благодаря наличию двух валов (один внутри другого) удается значительно сэкономить время переключения передач (не более 8 миллисекунд на реакцию системы) и избежать рывков. Сегодня такие системы встречаются во многих иномарках.

Таблица марок с роботом

Таблица марок с роботом

Однако и тут не обошлось без негативных нюансов. Дело в том, что даже если водитель приобретает преселективную модель, то в этом случае управление КПП осуществляется исключительно за счет электрики. Поэтому при езде в сложных условиях (когда ТС часто замедляется и разгоняется) появляется риск перегрева дисков сцепления. Кроме этого, преселективные системы пока что слишком дорогие в ремонте. Хоть механическая основа и отличается высокой надежностью, в случае проблем с прошивкой блока управления может произойти серьезный сбой.

Тем не менее РКПП постоянно совершенствуются. Например, те, кто предпочитает более агрессивную езду, могут приобрести «робот мокрого типа». В этом случае вероятность перегрева сцепления снижается.

В заключении

Исходя из всего вышесказанного становится очевидно, что роботизированные системы являются очень перспективным развитием. Такие КПП обладают большим количеством плюсов и помогают значительно сэкономить на эксплуатации авто. Однако все зависит от условий езды и мощности силового агрегата. Поэтому выбирать такие системы нужно очень внимательно.

Роботизированная коробка передач (РКПП): устройство, принцип работы, виды

На что только не идут люди, лишь бы не выжимать сцепление! Пожалуй, апогеем сложности стала коробка-автомат, после которой конструкторы поняли, что создали монстра и надо бы что-то попроще. И правда, более простую конструкцию имеет вариатор и даже, как ни странно, роботизированная коробка переключения передач, она же РКПП, РКП, DCT, DSG или «робот».

Как и все автомобильные новинки, первые модели РКПП были не самыми удачными и удобными в работе. Но со временем их конструкция совершенствовалась, так что сегодняшние модификации могут похвастаться и скоростью реакции, и надежностью.

Что же такое роботизированная коробка переключения передач?

Роботизированная коробка переключения передач

Основной принцип действия «коробки-робота» мало чем отличается от классической «механики» (за что ее, кстати, ценят автолюбители). Есть первичный вал, на который идет крутящий момент от двигателя, и вторичный, который передает вращение на главную передачу. И есть сцепление, необходимое для размыкания коробки и двигателя для переключения передач.

Главное отличие состоит в том, что управляет всем этим не водитель, а электроника. Система датчиков и электронный блок управления (ЭБУ) определяет, когда нужно разомкнуть сцепление, какую передачу включить, затем задействует сервомеханизмы (актуаторы) и умная техника срабатывает без участия человека. А значит, педаль сцепления больше не нужна. Ура!

Сервоприводов в коробке два:

  • задача одного размыкать сцепление;
  • второго – перемещать синхронизаторы для включения нужной передачи.

Управляться они могут в ручном режиме (когда водитель управляет сцеплением с помощью селектора РКП или подрулевыми лепестками) или автоматикой, когда вся информация поступает с многочисленных датчиков на ЭБУ, обрабатывается, и в виде команд поступает на блок управления коробкой.

Управление сервоприводами может осуществляться двумя способами:

  1. электромотором;
  2. гидравликой.

Первый однозначно дешевле, проще и надежней, но слегка «тупит» и потому не подходит для крутых спорткаров. Гидравлическая система работает быстрей и четче, но и цена ее выше.

Виды РКПП

В своем развитии «робот» прошел путь от «почти механики» до «автомата», соответственно росла надежность и скорость работы. Первые РКПП практически дублировали конструкцию механической коробки, с поправкой на другой принцип привода механизмов. На смену им пришли роботизированные коробки с двумя сцеплениями, и вот они произвели настоящий переворот во взглядах на этот вид трансмиссии.

РКПП с одним сцеплением

Роботизированная коробка передач с одним сцеплением

Первый опыт, первые ласточки, первые ошибки. Робот с одним сцеплением по своему принципу дублирует механическую коробку передач. Точно так же с помощью сцепления ведущий вал соединяется в коленвалом двигателя, а от него момент вращения передается на ведомый вал через шестерни-синхронизаторы.

Электроника разъединяет сцепление, переключает передачу, и затем плавно включает сцепление. В принципе, всё то же самое, что делает сам водитель. Вот только электроника немного подтормаживает с включением сцепления, из-за чего при разгоне получаются провалы скорости. Не самое приятное ощущение.

Этот вид коробок сегодня устанавливается на бюджетные модификации автомобилей. Он больше подходит для плавного «семейного» вождения и совершенно не годится для любителей рвануть с места на «соточку».

РКПП с двумя сцеплениями

Роботизированная коробка передач с двумя сцеплением

А вот это уже более интересная конструкция, в которой проведена качественная работа над ошибками.
Как сделать так, чтобы не было бесящих секундных провалов? Конструкторы решили эту проблему, установив сразу два первичных вала (то есть оба они связаны с двигателем).

Один вал пустотелый, и в него вставлен второй. Каждый из них управляется отдельным механизмом сцепления. Когда автомобиль трогается с места, включается первая передача на первом валу, при этом второй еще неподвижен, но к нему уже подключена вторая передача. Как только она понадобится, второй вал включается в работу сразу, без задержек. И вторая передача уже на нём включена.

Эта конструкция сегодня пользуется огромным успехом у автоинженеров. Преселективные РКП оказались удобными, надежными и комфортными. Конечно, за такое удовольствие приходится платить, но оно того стоит.

Устройство и принцип работы РКПП с одним сцеплением

Рассматривая устройство простой РКПП, можно всё время повторять фразу «как на механике». Основные конструктивные элементы этой коробки:

  1. Сцепление. Это стандартное, привычное нам механическое сцепление, никакого гидротрансформатора, как у АКПП, никакой жидкости ATF в нём нет;
  2. Первичный (ведущий) вал. На нём жестко закреплены шестерни, которые постоянно вращаются вместе с ним. Сам вал соединен с механизмом сцепления;
  3. Вторичный (ведомый) вал. На нём тоже насажены шестерни (по количеству столько же, сколько на первичном валу), но они не зафиксированы жестко, а могут свободно проворачиваться. Вторичный вал подключен к главной передаче и передает вращение на колёса автомобиля;
  4. Диски синхронизаторов. Их задача – блокировать на ведомом валу нужную шестерню и тем самым включать нужную передачу;
  5. Актуаторы. Это механизмы, отвечающие за включение/отключение сцепления и подключение нужных синхронизаторов. Вот их в механической коробке нет.
Устройство роботизированной коробки передач с одним сцеплением

Принцип работы роботизированной коробки с однодисковым сцеплением тоже не сильно отличается от порядка работы МКПП:

  1. Когда водитель включает передачу, сервопривод отключает сцепление. Первичный вал размыкается с двигателем, чтобы могла включиться передача;
  2. После этого второй сервопривод (актуатор) подключает синхронизатор к нужной шестерне на ведомом валу. Вместо того, чтобы свободно вращаться на валу, шестерня блокируется синхронизатором;
  3. Затем автоматика включает сцепление, шестерня на ведомом валу начинает двигаться синхронно с парной шестерней первичного вала. Зубчатая пара передает момент вращения на ведомый вал.
Работа роботизированной коробки передач с одним сцеплением

Как же приводятся в действие актуаторы? Для этого используется электрический или гидравлический привод.

Электропривод – это обычно шаговый электродвигатель с передаточным механизмом, который включается в нужный момент и на нужное время.

Гидравлический привод приводится в действие электромагнитными клапанами-толкателями, которые через жидкость действуют на сервомеханизмы. За счет того, что используется не только гидравлика, но и электрокомпоненты, второе его название – электрогидравлический привод.

Блок управления получает не только команды от водителя, но и данные с датчиков ABS, ESP, оборотов двигателя и т.д. Однако, какой бы качественной ни была система управления однодисковым сцеплением, провалы при переключении передач всё равно чувствуются. Это не спортивная коробка.

Устройство и принцип работы РКПП с двумя сцеплениями

Устройство роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями

Преселективный робот – так называют этот тип РКП. И хоть многое в нём сохранилось от «механики», большая часть компоновки сделана по новому принципу. Основные конструктивные элементы:

  1. Первичный вал (внешний) четных передач. Это пустотелый вал, на котором жестко закреплены шестерни № 2, 4 и 6;
  2. Первичный вал (внутренний) нечетных передач. Он вставлен во внутреннюю полость внешнего вала и несет на себе шестерни № 1, 3, 5, 7 (если есть) и заднего хода;
  3. Два механизма сцепления, каждое для отдельного ведущего вала. Каждое из них управляется отдельно и в любой момент может быть включено или отключено;
  4. Два ведомых (вторичных) вала. На каждом из них установлены шестерни передач, синхронизаторы и по одной шестерне главной передачи;
  5. Гидроблок;
  6. Актуаторы сцепления и переключения передач.

То, как работает коробка с двумя сцеплениями, сильно отличается от первых моделей РКПП:

  1. При включении передачи приводится в действие сцепление: тот ведущий вал, который работал, отключается от двигателя, другой, наоборот, подключается. Если это старт, то включается сцепление вала нечетных передач;
  2. К тому валу, который в данный момент отключен от двигателя, подключается следующая передача ведомого вала. Пока она не задействована, поскольку ведущий вал не вращается, но зацепление уже готово;
  3. При переключении передачи работавший до этого вал выключается от двигателя и подключается сцепление второго. И на нём уже включена нужная передача.

Таким образом, коробка сама готовит ту передачу, которая может понадобиться в следующий момент. Чтобы не было паузы, сцепление срабатывает быстро и четко. Нет паузы на включение-отключение сцепления, нет провалов мощности. Наглядно видно на принцип работы на видео, ниже.

Этот тип коробки назвали преселективным, то есть предварительно выбирающем следующий ход.
В качестве привода используется в основном гидравлика: нет смысла делать такую быструю коробку, и полностью терять от нее эффект на задержки в работе электромотора.

Преселективные коробки бывают с «сухим» и «мокрым» сцеплением. Первый вариант – стандартная конструкция, второй – когда внутри корпуса коробки передач находится трансмиссионная жидкость. «Мокрое» сцепление отлично себя показывает на спортивных состязаниях, поскольку лучше охлаждает и защищает механизм.

Плюсы и минусы роботизированной коробки

Нет, как ни крути, а идеального ничего не бывает. Каждая конструкция имеет свои преимущества и недостатки.

Плюсы РКПП:

  1. В основе лежит проверенная десятилетиями, старая добрая «механика», ресурс которой измеряется десятками тысяч километров. Любимая многими автомобилистами, надежная, живучая, сравнительно недорогая в обслуживании.
  2. Еще про обслуживание. Ремонт РКП с одним сцеплением, в случае поломки, будет на порядок дешевле, чем АКПП или вариатора. Учитывая, что сломаться может абсолютно всё, это серьезный аргумент «за».
  3. Компактные размеры и сравнительно небольшой вес. Это особенно актуально сейчас, когда нужно под капот уместить побольше, а расходных материалов потратить поменьше. Обслуживание «робота» не выльется в большие деньги.
  4. И при компактных размерах – отличные показатели производительности и экономии топлива. Здесь «робот» намного превосходит даже проверенные временем классические коробки автомат.

Есть и минусы:

  1. В старых моделях РКПП, с одним сцеплением, довольно длинные паузы при переключении передач, в некоторых моделях до 2 секунд (!) Ездить на такой и оставаться психически адекватным человеком крайне сложно.
  2. Гидравлический привод всё еще дорого стоит, хоть и убирает проблему «задумчивости» коробки. Для нагнетания давления в приводе используется насос, который приводится в движение от коленвала, что значит потери мощности двигателя на работу насоса.
  3. Коробки с двойным сцеплением, хоть и достаточно надежны, при ремонте влетают в копеечку. Та же замена сцепления обойдется недешево, а ведь могут выйти из строя актуаторы, это еще дороже. И всевозможные проблемы с электроникой не только отберут деньги на ремонт, но и могут потянуть за собой проблемы неадекватной работы и раннего износа коробки.

Заключение

Однако, несмотря на возможные недостатки, у роботизированных коробок передач есть свои поклонники. И надо отметить, с каждым годом использование РКПП растет, ведь для современных людей важна простота использования, комфорт, а для передовых стран – еще и экологичность транспорта. То, что «робот» помогает экономить топливо, может стать решающим аргументом за размещение ее в новых моделях автомобилей с ДВС.

в чем разница и отличие, что лучше

Автоматические коробки передач постепенно вытесняют механические. А начинающие автовладельцы не знают, в чем разница между коробками автомат и робот. Ведь они одинаково самостоятельно переключают передачи на транспортном средстве без воздействия водителя. 

Автомат и робот

На самом деле автоматическая трансмиссия – это общее название. Она содержит три типа устройств переключения скоростей:

  • классический автомат;
  • вариатор;
  • робот.

Между этими трансмиссиями есть много общего и различного.

Как отличить автомат от робота визуально

Опытные автовладельцы и механики хорошо знают, как отличить коробку автомат от робота визуально. 

Эксперты говорят, что определить внешне какой тип КПП у автомобиля поможет рычаг селектора. Если взглянуть на автоматическую коробку, то можно увидеть следующие положения кулисы:

Селектор АКПП

  • «P» — парковка;
  • «N» — нейтральная;
  • «R» — задняя;
  • «D» — движение вперед.

Наличие остальных положений зависит от модели автомата.

Если же взглянуть на роботизированную трансмиссию, то автовладелец увидит:

Селектор РКПП

  • «N» — нейтральная;
  • «R» — задняя;
  • «D» — движение вперед.

Положения «Парковка» может отсутствовать в роботе. Но роботизированная коробка не похожа на автомат не только по внешним признакам. 

Чем отличается робот от АКПП более подробно в следующих блоках.

Обычный автомат

При выборе транспортного средства с одним из видов автоматической трансмиссии необходимо знать, что такое автомат и робот и из чего состоит каждая из них.

Внимание! АКПП впервые была выпущена в свет в 30 года двадцатого столетия. Но массово ее стали производить только в шестидесятые годы того же столетия.

Транспортные средства с автоматом считаются более надежными нежели с CVT или роботом.

Конструкция АКПП

Коробка автомат состоит из гидротрансформатора, планетарной коробки передач, гидроблока.

Элемент автомата За что отвечает
Гидротрансформатор состоит из турбинного и реакторного колеса, центробежного насоса, обгонной и блокировочной муфты Отвечает за плавное переключение передач, выполняет функцию сцепления
Планетарная коробка состоит из редукторов и фрикционных дисков, тормозной ленты Передает усилие посредством системы различных вариантов зацепления шестерней, переключает скорости

Строение АКПП, как видно из таблицы, более простое, чем у робота. Еще одно отличие от роботизированной заключается в большом количестве ступеней передаточного числа. Благодаря им, снижается потребление топлива транспортным средством.

Разница между роботом и коробкой автомат заключается в принципе работы АКПП. Переключение скоростей происходит без разрывов, когда мотор достигает максимального числа оборотов на одной из передач и в масляной системе нагнетается давление для смены скорости.

Принцип следующий:

  1. Гидротрансформатором меняется крутящий момент.
  2. Смазывающее средство попадает из насоса к турбинному колесу.
  3. Колесо передает его на реактор.
  4. Поток масла становится все больше и увеличиваются обороты насосного колеса.
  5. Задействуется обгонная муфта, благодаря которой происходит вращение реактора.
  6. Муфта переключает передачи между планетарными редукторами.

А гидроцилиндры, которые обеспечивают работу вышеописанных процессов, управляются электронным блоком.

Как уже было описано, коробку автомат можно отличить от робота по следующим положениям ручки на селекторе:

  • P — «Парковка»;
  • R — «Задний ход»;
  • N — «Нейтральная»;
  • D — «Движение вперед»;
  • L — «Принудительно понижающая передача».

Положительные стороны и отрицательные

Как и все устройства, автомат имеет свои положительные стороны и отрицательные черты. К плюсам автоматической коробки передач относятся:

  • надежность;
  • простое управление;
  • отсутствие периодической замены сцепления;
  • экономное расходование горючего;
  • не скатывается назад, если поставить на склоне.

Автомат имеет и отрицательные черты, которые складываются из следующих парметров:

  • высокая стоимость при замене автомата;
  • высокая цена капитального ремонта;
  • транспортное средство с автоматом нельзя заводить с толкача;
  • малый КПД из-за гидротрансформатора. На последний уходит почти половина мощности аппарата;
  • срок жизни устройства маленький.

Роботизированная коробка передач

Начинающие автовладельцы часто не понимают, что это такое – робот и чем отличается от обычного автомата. Дело в том, что РКПП это по сути механическая КПП, которой управляет электронный блок.

Роботизированная коробка передач в отличие от автомата делится еще на два подвида:

  1. Механическая коробка переключения скоростей с электронным блоком или простой робот. Этот тип был разработан первым, поэтому имел множество отрицательных сторон. Доходило в плоть до больших временных промежутках между переключением передач в АКПП автомобиля. Водитель чувствовал эти провалы, как вечные подергивания и толчки во время разгона. 
  2. Та же коробка только с двумя системами сцепления или преселективная. Это более усовершенствованный первый тип РКПП. Устанавливается на гоночные транспортные средства. Два вала сцепления позволяют переключать скорости в момент работы еще предыдущей передачи.

Внимание! В самом начале робот стали производить, как замену автомату, для снижения затрат автовладельцев на ремонт. И бюджетные авто имеют электрические сервоприводы, а дорогие и спортивные машины гидравлические.

Бюджетные варианты роботов со вторым типом не очень удачны. Например, на Опель или Форд с РКПП, производители заменили гидронасосы на шаговые двигатели. В итоге, водитель постоянно чувствует рывки и задержки в переключении. Хотя, экспертами отмечено, что на той же Тойота Королла установлен аналогичный робот, а эти минусы отсутствуют.

Конструкция РКПП

По конструкции отличие робота от автомата заключается в следующем:

  • два механических вала, которые находятся друг в друге. Каждый из них имеет собственное сцепление;
  • актуатор или сервопривод: электрический или гидравлический. При использовании первого все исполнительные команды выполняют сервомеханизмы. Если присутствует гидромеханический блок, то он выполняет роль сцепления. В случае если установлен гидравлический привод, то он управляется посредством гидроцилиндров, которыми, в свою очередь, управляют клапаны электромагнита;
  • электронный блок. Эта система контролирует механизмы исполнения и следит за датчиками КПП робота. Он совмещается с бортовым компьютером.

В отличие от автоматической КПП передачи переключаются быстрее на роботе. Например, на DSG от Фольксвагена смена скоростей происходит за одну сотую секунду.

Отличить робот от автомата можно и по преимуществам, которые дает его использование и отрицательным сторонам.

Преимущества и недостатки

Роботы, установленные в машинах, имеют следующие плюсы:

  • простые в обслуживании;
  • экономичное потребление смазывающей жидкости из-за отсутствия гидротрансорфматора;
  • мгновенное переключение скоростей;
  • низкий расход топлива;
  • высокая динамика.

Есть и недостатки у роботизированной системы:

  • некачественное плавное переключение передач;
  • водитель чувствует задержки при смене скоростей;
  • непредсказуемость в поведении при тяжелых дорожных условиях;
  • переход в нейтральное положение при каждой остановке;
  • ресурс робота уменьшается при каждой пробуксовке.

Эксперты отмечают, что постоянное движение с пробуксовкой приводит к износу не только робота, но и двигателя. Поэтому РКПП больше всего предназначены для городского типа движения.

Сравнение двух КПП: чем отличается робот от автомата

В этом блоке подведены сравнительные итоги темы: «Какая коробка все же лучше автомат или робот?». 

Таблица ниже показывает различия между коробками робот и автомат.

Тип отличий Робот Автомат
Конструктивный Механическая коробка с электронным блоком управления Гидротрансформатор, планетарная коробка, гидроблок
Функциональный Наличие функции ручного переключения Ручное переключение
Ценовой Дорогая в ТО Низкое по стоимости сервисное обслуживание
Потребительский Низкое потребление горюче-смазочных материалов Большие объемы расхода масла и горючего

Теперь начинающему автовладельцу будет легче выбирать между этими двумя видами автоматической трансмиссии. В следующем блоке приведены некоторые советы от опытных автовладельцев и механиков по выбору того или иного устройства, если автолюбитель уже сделал шаг в сторону одного из типов.

Какую коробку выбрать

Эксперты подсказывают автолюбителям, что при выборе коробок: робот или автомат, следует исходить из трех китов, на которых строится система вождения:

  • комфорт при поездке;
  • надежность трансмиссии;
  • цена коробки передач.

Если исходить из того, что лучше для водителя – это комфорт, то рекомендуется автомат. Если при выборе трансмиссии, автовладелец больше склоняется к экономичности, то следует отдать предпочтение роботу.

Принцип работы РКППРКПП

Внимание! По надежности эти трансмиссии не уступают друг другу. Автомат и робот менее надежны в одинаковой степени, чем простая механическая коробка передач. Несмотря на это, эксперты отдают предпочтение все же коробке автомат. Так как она считается более предсказуемой нежели роботизированная коробка переключения скоростей.

РКПП не созданы для поездок вне города без ровных асфальтированных трасс. Однако, для тех, кто обожает быструю езду, различные маневры следует выбрать преселективную трансмиссию.

И еще одна важная вещь, которую не следует обходит стороной начинающим автолюбителям, особенно молодым. Правильная эксплуатация АКПП и ежемесячный уход за ней, позволят любой трансмиссии прослужить не только положенный срок, но и больше его.

Схема АКППАКПП

Если вовремя доливать и менять масло, не допускать стартов «на холодную» и длительных пробуксовок, то и автомат, и робот позволят водителю снизить затраты на капитальный ремонт.

Заключение

Чтобы понять, какая из двух коробок нужна будущему водителю, эксперты рекомендуют определить насколько значимым является один из вышеперечисленных принципов для автолюбителя. Для многих автолюбителей, например, отсутствие педали сцепления уже означает автомат.

Что такое коробка передач?

Когда дело доходит до компонентов зубчатой ​​передачи, все может быстро запутаться. Производители шестерен, а также инженеры и дизайнеры используют множество терминов, чтобы говорить о том, что иногда по сути является одним и тем же. Термин «коробка передач» — один из тех терминов, которые часто используются взаимозаменяемо с редуктором или зубчатым редуктором… хотя иногда они относятся к немного различающимся физическим расположениям шестерен.

Самое основное определение коробки передач состоит в том, что это замкнутая зубчатая передача, или механический блок или компонент, состоящий из ряда интегрированных шестерен внутри корпуса.Собственно, само название определяет, что это такое — коробка с шестернями. В самом общем смысле коробка передач функционирует как любая система передач; он изменяет крутящий момент и скорость между приводным устройством, таким как двигатель, и нагрузкой.

gearbox

Типичный редуктор, показанный здесь, представляет собой угловой редуктор с фланцевым креплением от Neugart USA.

Шестерни внутри коробки передач могут быть любого из нескольких типов, от конических зубчатых колес и спирально-конических зубчатых колес до червячных передач и других, например планетарных передач. Шестерни установлены на валах, которые поддерживаются подшипниками качения и вращаются через них.Коробка передач — это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости.

Редукторы

используются во многих приложениях, включая станки, промышленное оборудование, конвейеры и практически любое приложение для передачи мощности вращательного движения, которое требует изменения требований к крутящему моменту и скорости.

Итак, ясно — редуктор — это всегда полностью интегрированный механический компонент, состоящий из ряда сопряженных шестерен, содержащихся в корпусе с валами и подшипниками (для поддержки и компенсации нагрузок), и во многих случаях фланца для крепления двигателя.Большая часть индустрии движения не делает различий между терминами «редуктор» и «редуктор». Но в некоторых случаях термин коробка передач конкретно относится к закрытой передаче, как описано выше, в то время как более общий термин редуктор относится к узлам, иначе открытым зубчатым колесам, которые устанавливаются внутри некоторой существующей рамы машины. Последние предназначены для компактных мобильных устройств или мобильных устройств с батарейным питанием, что требует особенно тесной интеграции и отказа от дополнительных компонентов. Здесь ряд параллельных пластин может поддерживать валы зубчатой ​​передачи (и их подшипники) и позволять привинчивать их к поверхности двигателя.

Хотя это и выходит за рамки этого FAQ, другие открытые зубчатые передачи просто устанавливаются на выходе электродвигателя и работают в условиях окружающей среды. Некоторые такие открытые зубчатые передачи являются самосмазывающимися — изготовлены из полиамидов со стабильными размерами или аналогичных материалов, разработанных с учетом строгих требований к чистоте, вибрации, весу и стоимости.

Прочтите эти статьи для получения дополнительной информации по этой теме.

Как определить размер и выбрать коробку передач: руководство инженера по движению

Что такое шестерни силовой передачи?

.

Что такое коробка передач и для чего она нужна?

Шестерни используются для передачи мощности от одной части машины к другой. В велосипеде, например, именно шестерни передают мощность от педалей к заднему колесу. Точно так же в автомобиле шестерни передают мощность от коленчатого вала (вращающаяся ось, которая получает мощность от двигателя) на ведущий вал, проходящий под автомобилем, который в конечном итоге приводит в движение колеса. Вы можете соединить вместе любое количество шестеренок, они могут быть разных форм и размеров.Каждый раз, когда вы передаете мощность от одной шестерни к другой, вы можете делать одно из двух:

Велосипедные шестерни Увеличивать скорость : если вы соединяете две шестерни вместе, и у первой шестерни больше зубьев, чем у второй, у второй чтобы не отставать, приходится поворачиваться намного быстрее. Таким образом, такое расположение означает, что второе колесо вращается быстрее, чем первое, но с меньшей силой.

Изменить направление : Когда две шестерни входят в зацепление, вторая всегда вращается в противоположном направлении.Итак, если первый вращается по часовой стрелке, второй должен вращаться против часовой стрелки. Вы также можете использовать шестерни особой формы, чтобы заставить машину поворачиваться на угол. В автомобиле, например, дифференциал (коробка передач в середине задней оси автомобиля с задним приводом) использует коническую шестерню конической формы для поворота мощности приводного вала на 90 градусов и поворота задних колес.

Если быть очень точным, Коробка передач — это механическое устройство, используемое для увеличения / уменьшения крутящего момента посредством уменьшения / увеличения скорости.Он состоит из двух или более шестерен, одна из которых приводится в движение двигателем. Выходная скорость коробки передач будет обратно пропорциональна передаточному отношению. Коробки передач обычно предпочтительны в приложениях с постоянной скоростью, таких как конвейеры и краны, где они могут обеспечить увеличение крутящего момента.

Коробка передач состоит из ведущей шестерни определенного диаметра, соединенной с приводным механизмом (электродвигатель, ветряная турбина, дизельный двигатель и т. Д.), Связанной с другой шестерней меньшего размера (если ведомый механизм будет иметь более высокую скорость, чем ведущий единица) или большего диаметра (если скорость ведомого механизма должна быть меньше, чем у ведущего) в сочетании с ведомой механической нагрузкой.Это просто механизм увеличения / уменьшения скорости / крутящего момента или наоборот. Это механическое приспособление для двигателя, вызывающее:

  1. Преобразует высокую скорость двигателя и низкий крутящий момент в высокий крутящий момент на низкой скорости (ничего бесплатно даже во время Рождества).
  2. От низкой скорости / высокого крутящего момента до высокой скорости / низкого крутящего момента.
  3. Иногда «зубчатая головка» движется на зубчатом ремне или цепи с передаточным числом 1: 1 и используется для уменьшения передачи колебаний двигателя на нагрузку.
  4. Часто упускают из виду — зубчатая головка уменьшает инерцию нагрузки, видимую двигателем, в квадрате передаточного числа.Например. если установить редуктор с передаточным числом 4: 1, 2000 об / мин будут согласованы с 500 об / мин, но инерция нагрузки будет уменьшена в 16 раз.
  5. Если вы используете червячную передачу, она добавляет в систему самоблокирующийся механизм (вы не можете перемещать груз, пока двигатель не вращается).

Есть пара других с собственными особенностями (например, шариковый винт, который также является головкой редуктора, но мы обычно не называем их головками редуктора). Также обратите внимание, что шестерни не работают бесплатно, что означает, что вы теряете выходную мощность, что означает, что шестерня имеет определенную эффективность.Есть различные типы зубчатых головок: прямозубые, планетарные, одноступенчатые, многоступенчатые, гармонические, прямозубо-эпициклические, (циклоидальные), червячные и т. Д., А также их комбинация, но это целая отдельная наука.

.

Что такое коробка передач? (с иллюстрациями)

Коробка передач — это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости. Крутящий момент — это сила, возникающая при изгибе или скручивании твердого материала. Этот термин часто используется как синоним трансмиссии.

Gearbox. Коробка передач.

Коробка передач, расположенная в точке соединения приводного вала, часто используется для изменения направления под прямым углом, как это наблюдается в роторной косилке или вертолете. Каждый блок сделан с определенной целью, а используемое передаточное число рассчитано на обеспечение требуемого уровня силы. Это соотношение является фиксированным и не может быть изменено после создания коробки. Единственная возможная модификация постфактум — это регулировка, которая позволяет увеличить скорость вала с соответствующим уменьшением крутящего момента.

Gears from a transmission without the housing. Шестерни от коробки передач без корпуса.

В ситуации, когда требуется несколько скоростей, можно использовать коробку передач с несколькими передачами для увеличения крутящего момента при уменьшении выходной скорости.Эта конструкция обычно используется в автомобильных трансмиссиях. Тот же принцип можно использовать для создания повышающей передачи, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.

A woman shifting gears with a manual transmission. Женщина переключает передачи с механической коробкой передач.

Ветряная турбина — это пример очень большой коробки передач. Турбина движется с медленной скоростью вращения с большим крутящим моментом. Трансмиссия преобразует эту мощность в более высокую, но с меньшим крутящим моментом скорость вращения электрогенератора. Из-за огромных размеров и количества энергии, которое они могут генерировать, ветровые турбины имеют несколько ступеней и шестерен. Эта особенность требуется для того, чтобы генератор электроэнергии мог обеспечивать стабильную мощность даже при колебаниях частоты вращения турбины.

Cars have three types of transmissions. У автомобилей есть три типа трансмиссий.

В автомобиле существует три типа трансмиссии: автоматическая, ручная или бесступенчатая. Автомобиль с механической коробкой передач представляет собой лучший пример простой коробки передач.Как в автоматической, так и в бесступенчатой ​​трансмиссии коробки передач представляют собой замкнутые системы, требующие минимального вмешательства человека.

Механическая трансмиссия доступна в двух различных системах: скользящая и постоянная. В системе скользящей сетки используются прямозубые цилиндрические шестерни. Шестерни вращаются свободно и требуют манипуляций водителя для синхронизации перехода с одной скорости на другую.Водитель отвечает за согласование оборотов двигателя с требуемой скоростью движения. Если переключение между шестернями не рассчитано правильно, они сталкиваются, создавая громкий скрежет при столкновении зубьев шестерни.

Система постоянного зацепления имеет косозубые косозубые или двойные косозубые зубчатые передачи, которые постоянно зацеплены друг с другом.К зубчатым колесам добавлены конусы трения или синхронизированные кольца, чтобы обеспечить более плавный переход при переключении передач. Этот тип трансмиссии обычно используется в гоночных автомобилях и сельскохозяйственной технике.

A wind turbine is a huge type of gearbox. Ветряная турбина — это огромный тип редуктора. .

Что такое робототехника — компоненты роботов

Робототехника — это наука и технология роботов, их проектирование, производство и применение. [1] Робототехника требует практических знаний в области электроники, механики и программного обеспечения и обычно сопровождается обширными практическими знаниями по многим предметам [2]. Человек, работающий в поле, — робототехник.

Хотя внешний вид и возможности роботов сильно различаются, все роботы имеют общие черты механической подвижной конструкции при некоторой форме автономного управления.Структура робота обычно в основном механическая и может быть названа кинематической цепью (ее функциональность аналогична скелету человеческого тела). Цепь состоит из звеньев (ее костей), приводов (мышц) и суставов, которые могут обеспечивать одну или несколько степеней свободы. Большинство современных роботов используют открытые последовательные цепочки, в которых каждое звено соединяет предыдущее с последующим. Эти роботы называются серийными роботами и часто напоминают человеческую руку. Некоторые роботы, такие как платформа Стюарта, используют замкнутые параллельные кинематические цепи.Другие структуры, например те, которые имитируют механическую структуру человека, различных животных и насекомых, сравнительно редки. Однако разработка и использование таких структур в роботах — активная область исследований (например, биомеханика). У роботов, используемых в качестве манипуляторов, на последнем звене установлен концевой эффектор. Этот концевой эффектор может быть чем угодно, от сварочного устройства до механической руки, используемой для управления окружающей средой.

Этимология

Согласно Оксфордскому словарю английского языка, слово «робототехника» было впервые использовано в печати Исааком Азимовым в его научно-фантастическом рассказе «Лжец!», Опубликованном в мае 1941 года в журнале «Astounding Science Fiction».Робототехника основана на слове «робот», придуманном автором-фантастом и лауреатом Нобелевской премии Карелом Дняпеком в его театральной пьесе 1920 г. R.U.R. (Универсальные роботы Россум, на чешском языке Rossumovi univerzálnà roboti). Слово «робот» происходит от слова «робот», означающего «самостоятельный труд», и, образно говоря, «тяжелая работа» или «тяжелая работа» на чешском и словацком языках. Происхождение слова — старославянская работа «рабство» («работа» в современном русском языке). Азимов не знал, что он придумал термин для новой области — поскольку конструкция электрических устройств называется электроникой, поэтому конструкция роботов может быть уместно названа робототехникой.[3] Однако до появления этого термина существовал интерес к идеям, подобным робототехнике (а именно, автоматам и андроидам), относящимся к 8 или 7 веку до нашей эры. В «Илиаде» бог Гефест делал говорящих служанок из золота [4]. Архиту из Тарента приписывают создание механического голубя в 400 г. до н. Э. [5] Роботы используются в промышленных, военных, исследовательских, домашних, академических и исследовательских целях. [6]

Компоненты роботов

Привод

Нога робота, приводимая в движение воздушными мышцами.

Исполнительные механизмы — это «мускулы» робота; части, которые преобразуют накопленную энергию в движение. Безусловно, самыми популярными исполнительными механизмами являются электродвигатели, но существует множество других, некоторые из которых работают от электричества, а другие используют химические вещества или сжатый воздух.

Двигатели: В подавляющем большинстве роботов используются электродвигатели, которых существует несколько видов. Электродвигатели постоянного тока, которые знакомы многим людям, быстро вращаются, когда через них проходит электрический ток.Они будут вращаться в обратном направлении, если ток будет течь в другом направлении.
Шаговые двигатели: Как следует из названия, шаговые двигатели не вращаются свободно, как двигатели постоянного тока, они вращаются с шагом в несколько градусов за раз под управлением контроллера. Это упрощает управление ими, так как контроллер точно знает, на сколько они повернуты, без необходимости использования датчика. Поэтому они используются на многих роботах и ​​обрабатывающих центрах с ЧПУ.
Пьезодвигатели: Недавней альтернативой двигателям постоянного тока являются пьезодвигатели, также известные как ультразвуковые двигатели.Они работают по принципиально иному принципу, в соответствии с которым крошечные пьезокерамические ножки, вибрируя тысячи раз в секунду, перемещают двигатель по кругу или прямой линии. [7] Преимущества этих двигателей — невероятное нанометровое разрешение, скорость и доступная сила для их размера. [8] Эти двигатели уже коммерчески доступны и используются на некоторых роботах. [9] [10]
Воздушные мышцы: Воздушные мышцы — это простое, но мощное устройство для создания тягового усилия. При надувании сжатым воздухом он сжимается до 40% от своей первоначальной длины.Ключом к его поведению является видимая снаружи оплетка, которая заставляет мышцу быть либо длинной и тонкой, либо короткой и толстой. Поскольку он ведет себя очень похоже на биологическую мышцу, его можно использовать для создания роботов с такой же системой мышц и скелетов, как и у животных. [11] Например, рука робота Shadow задействует 40 воздушных мышц для питания 24 суставов.
Электроактивные полимеры: Электроактивные полимеры — это класс пластмасс, которые меняют форму в ответ на электрическую стимуляцию.[12] Их можно сконструировать так, чтобы они гнулись, растягивались или сжимались, но до сих пор нет EAP, подходящих для коммерческих роботов, поскольку они, как правило, имеют низкую эффективность или ненадежны. [13] Действительно, все участники недавнего конкурса на создание роботов для армрестлинга с питанием от EAP были избиты 17-летней девушкой. [14] Однако ожидается, что в будущем они будут улучшены, где они могут быть полезны для микророботов. [15]
Упругие нанотрубки: Это многообещающая экспериментальная технология на ранней стадии.Отсутствие дефектов в нанотрубках позволяет этим филаментам упруго деформироваться на несколько процентов, при этом уровень накопления энергии для металлических нанотрубок составляет примерно 10 Дж на кубический см. Человеческий бицепс можно заменить проволокой из этого материала диаметром 8 мм. Такая компактная «мускулатура» может позволить будущим роботам опережать и опережать людей. [16]

Манипуляции

Роботам, которые должны работать в реальном мире, требуется некоторый способ манипулировать объектами; подбирать, изменять, уничтожать или иным образом оказывать влияние.Таким образом, «руки» робота часто называют концевыми эффекторами [17], в то время как руку называют манипулятором [18]. У большинства манипуляторов есть сменные исполнительные элементы, каждый из которых позволяет им выполнять небольшой круг задач. У некоторых есть фиксированный манипулятор, который нельзя заменить, в то время как у некоторых есть один манипулятор очень общего назначения, например рука гуманоида.

Захваты: Распространенным эффектором является захват. В простейшем проявлении он состоит всего из двух пальцев, которые могут открываться и закрываться, чтобы брать и отпускать ряд мелких предметов.См. Концевые эффекторы [1].
Вакуумные захваты: Роботы для захвата и установки электронных компонентов и крупных объектов, таких как лобовые стекла автомобилей, часто используют очень простые вакуумные захваты. Это очень простые вяжущие приспособления, но они могут выдерживать очень большие нагрузки при условии, что поверхность сцепления достаточно гладкая для обеспечения всасывания.
Эффекторы общего назначения: Некоторые продвинутые роботы начинают использовать полностью гуманоидные руки, такие как Рука Тени и рука Шунка. [19] Управлять этими очень ловкими манипуляторами с 20 степенями свободы и сотнями тактильных датчиков [20] может быть сложно.Компьютер должен учитывать большой объем информации и выбирать лучший способ манипулировать объектом из множества возможных.

Полное руководство по всем формам эндеффекторов роботов, их конструкции и использованию см. В книге «Захваты роботов» [21].

Передвижение

Роботы-качалки

Segway в музее роботов в Нагое.

Для простоты большинство мобильных роботов имеют четыре колеса. Однако некоторые исследователи пытались создать более сложных колесных роботов с одним или двумя колесами.

Двухколесная балансировка: Хотя Segway обычно не считается роботом, его можно рассматривать как компонент робота. Несколько реальных роботов действительно используют подобный алгоритм динамической балансировки, и Робонавт НАСА был установлен на сегвее. [22]
Ballbot: Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разработали новый тип мобильного робота, который балансирует на шаре, а не на ногах или колесах. «Ballbot» — это автономный всенаправленный робот с батарейным питанием, который динамически балансирует на единственной металлической сфере с уретановым покрытием.Он весит 95 фунтов и является приблизительным ростом и шириной человека. Из-за своей длинной, тонкой формы и способности маневрировать в ограниченном пространстве он может работать лучше, чем современные роботы, в среде с людьми. [23]
Гусеничный робот: Другой тип катящегося робота — это тот, у которого есть гусеницы, как, например, городской робот НАСА, Урби. [24]

Шагающие роботы

Ходьба — сложная и динамичная задача. Было создано несколько роботов, которые могут надежно ходить на двух ногах, однако еще не создано ни одного такого робота, который был бы таким же крепким, как человек.Как правило, эти роботы могут хорошо ходить по плоскому полу и иногда подниматься по лестнице. Никто не может ходить по каменистой неровной местности. Вот некоторые из опробованных методов:
Метод ZMP: Точка нулевого момента (ZMP) — это алгоритм, используемый такими роботами, как ASIMO компании Honda. Бортовой компьютер робота пытается удержать суммарные силы инерции (сочетание силы тяжести Земли и ускорения и замедления ходьбы), которым точно противодействует сила реакции пола (сила, отталкивающая ногу робота от пола).Таким образом, две силы уравновешиваются, не оставляя момента (силы, заставляющей робота вращаться и падать). [25] Однако это не совсем то, как человек ходит, и разница очевидна для наблюдателей-людей, некоторые из которых отметили, что ASIMO ходит так, как будто ему нужен туалет. [26] [27] [28] Алгоритм ходьбы ASIMO не является статическим, и используется некоторая динамическая балансировка (см. Ниже). Однако для ходьбы требуется гладкая поверхность.
Прыжки: Несколько роботов, построенных в 1980-х Марком Райбертом в лаборатории ног Массачусетского технологического института, успешно продемонстрировали очень динамичную ходьбу.Изначально робот с одной ногой и очень маленькой ступней мог оставаться в вертикальном положении, просто подпрыгивая. Движение такое же, как у человека на пого-палке. Когда робот падает в сторону, он немного подпрыгивает в этом направлении, чтобы поймать себя. [29] Вскоре алгоритм был обобщен на два и четыре этапа. Был продемонстрирован двуногий робот, который бегает и даже выполняет сальто. [30] Было также продемонстрировано четвероногое животное, которое могло двигаться рысью, бегать, темп и скакать. [31] Полный список этих роботов см. На странице MIT Leg Lab Robots.
Динамическая балансировка: Более продвинутый способ передвижения робота — это использование алгоритма динамической балансировки, который потенциально более надежен, чем метод нулевой точки момента, поскольку он постоянно отслеживает движение робота и размещает ступни, чтобы основная стабильность. [32] Эту технику недавно продемонстрировал робот Dexter Robot компании Anybots [33], который настолько стабилен, что может даже прыгать. [34]
Пассивная динамика: Возможно, наиболее многообещающий подход использует пассивную динамику, в которой для большей эффективности используется импульс качающихся конечностей.Было показано, что полностью лишенные питания гуманоидные механизмы могут спускаться по пологому склону, используя только силу тяжести для движения. Используя эту технику, роботу нужно лишь немного двигать, чтобы идти по плоской поверхности, или немного больше, чтобы подняться на холм. Этот метод обещает сделать шагающих роботов как минимум в десять раз более эффективными, чем ходунки ZMP, такие как ASIMO. [35] [36]

Взаимодействие с людьми

Роботы

f должны эффективно работать в домах и других непромышленных средах, решающее значение будет иметь то, как они будут выполнять свою работу, и особенно то, как им будет приказано остановиться.Люди, которые с ними взаимодействуют, могут иметь мало или совсем не обучаться робототехнике, поэтому любой интерфейс должен быть чрезвычайно интуитивно понятным. Авторы научной фантастики также обычно предполагают, что роботы в конечном итоге будут общаться с людьми с помощью разговоров, жестов и мимики, а не через интерфейс командной строки. Хотя речь была бы наиболее естественным способом общения для человека, для робота это совершенно неестественно. Пройдет немало времени, прежде чем роботы будут взаимодействовать так же естественно, как вымышленный C3P0.

Распознавание речи: Интерпретация непрерывного потока звуков, исходящих от человека (распознавание речи), в реальном времени — сложная задача для компьютера, в основном из-за большой изменчивости речи. Одно и то же слово, произнесенное одним и тем же человеком, может звучать по-разному в зависимости от местной акустики, громкости, предыдущего слова, простужен ли говорящий и т. Д. Это становится еще труднее, если у говорящего другой акцент. [47] Тем не менее, в этой области были достигнуты большие успехи с тех пор, как Дэвис, Биддульф и Балашек разработали первую «систему голосового ввода», которая распознавала «десять цифр, произносимых одним пользователем со 100% точностью» в 1952 году.[48] ​​В настоящее время лучшие системы могут распознавать непрерывную естественную речь со скоростью до 160 слов в минуту с точностью 95%. [49]
Жесты: В будущем можно представить, как вы будете объяснять роботу-повару, как приготовить выпечку, или спрашивать дорогу у робота-полицейского. В обоих случаях жесты рук помогли бы вербальному описанию. В первом случае робот будет распознавать жесты, сделанные человеком, и, возможно, повторять их для подтверждения. Во втором случае робот-полицейский жестом указывал «по дороге, а затем повернуть направо».Вполне вероятно, что жесты станут частью взаимодействия между людьми и роботами. [50] Было разработано очень много систем для распознавания жестов человеческих рук [51].
Выражение лица: Выражение лица может обеспечить быструю обратную связь о ходе диалога между двумя людьми, и вскоре оно может сделать то же самое для людей и роботов. Робот должен знать, как подойти к человеку, судя по его выражению лица и языку тела. Независимо от того, счастлив ли человек, напуган или выглядит сумасшедшим, зависит тип взаимодействия, ожидаемого от робота.Аналогичным образом, такой робот, как Kismet, может воспроизводить различные выражения лица, что позволяет ему вести значимый социальный обмен с людьми. [52]
Личность: Многие из роботов из научной фантастики обладают индивидуальностью, и это то, что может быть, а может и не быть желательным в коммерческих роботах будущего. [53] Тем не менее, исследователи пытаются создать роботов, которые кажутся индивидуальными [54] [55]: то есть они используют звуки, выражения лица и язык тела, чтобы попытаться передать внутреннее состояние, которое может быть радостью, грустью или страхом.Одним из коммерческих примеров является Плео, игрушечный робот-динозавр, который может проявлять несколько очевидных эмоций. [56]

Контроль

Для выполнения задач необходимо управлять механической структурой робота. Управление роботом включает три отдельных этапа — восприятие, обработку и действие (робототехнические парадигмы). Датчики предоставляют информацию об окружающей среде или самом роботе (например, положение его суставов или его конечный эффектор). Затем эта информация обрабатывается для расчета соответствующих сигналов исполнительным механизмам (двигателям), которые перемещают механическую конструкцию.

Этап обработки может варьироваться по сложности. На реактивном уровне он может преобразовывать необработанную информацию датчика непосредственно в команды исполнительного механизма. Объединение датчиков можно сначала использовать для оценки интересующих параметров (например, положения захвата робота) на основе зашумленных данных датчика. Из этих оценок следует немедленная задача (например, перемещение захвата в определенном направлении). Методы теории управления преобразуют задачу в команды, которые приводят в действие исполнительные механизмы.

При более длительных временных масштабах или при выполнении более сложных задач роботу может потребоваться построить и рассуждать с помощью «когнитивной» модели.Когнитивные модели пытаются представить робота, мир и то, как они взаимодействуют. Распознавание образов и компьютерное зрение можно использовать для отслеживания объектов. Картографические методы можно использовать для построения карт мира. Наконец, можно использовать планирование движения и другие методы искусственного интеллекта, чтобы понять, как действовать. Например, планировщик может выяснить, как выполнить задачу, не столкнувшись с препятствиями, не упав и т. Д.

Системы управления также могут иметь разные уровни автономии.Прямое взаимодействие используется для тактильных или телеуправляемых устройств, и человек почти полностью контролирует движение робота. В режимах помощи оператору оператор управляет задачами среднего и высокого уровня, а робот автоматически определяет, как их выполнять. Автономный робот может длительное время обходиться без вмешательства человека. Более высокий уровень автономии не обязательно требует более сложных когнитивных способностей. Например, роботы на сборочных заводах полностью автономны, но работают по фиксированной схеме.

Динамика и кинематика

Исследование движения можно разделить на кинематику и динамику. Под прямой кинематикой понимается расчет положения, ориентации, скорости и ускорения рабочего органа, когда известны соответствующие значения шарниров. Обратная кинематика относится к противоположному случаю, в котором требуемые значения шарниров рассчитываются для заданных значений рабочего органа, как это делается при планировании траектории. Некоторые особые аспекты кинематики включают обработку избыточности (различные возможности выполнения одного и того же движения), предотвращение столкновений и предотвращение сингулярностей.После того, как все соответствующие положения, скорости и ускорения были рассчитаны с использованием кинематики, методы из области динамики используются для изучения влияния сил на эти движения. Под прямой динамикой понимается расчет ускорений робота после того, как известны приложенные силы. Прямая динамика используется в компьютерном моделировании робота. Обратной динамикой называется расчет сил привода, необходимых для создания заданного ускорения конечного эффектора. Эта информация может быть использована для улучшения алгоритмов управления роботом.

В каждой области, упомянутой выше, исследователи стремятся разработать новые концепции и стратегии, улучшить существующие и улучшить взаимодействие между этими областями. Для этого необходимо разработать и внедрить критерии «оптимальной» производительности и способы оптимизации конструкции, структуры и управления роботами.

Образование

Робототехника как предмет бакалавриата довольно распространена. В США университеты, специализирующиеся на робототехнике, включают Университет Карнеги-Меллона, Массачусетский технологический институт и Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе.В Австралии есть степень бакалавра инженерных наук в Университете Дикина, Университете Флиндерса, Технологическом университете Суинберна и Университете Западного Сиднея. Другие предлагают ученые степени в области мехатроники. В Великобритании степени по робототехнике предлагают ряд учреждений, включая Университет Эссекса, Университет Хериот-Ватт, Ливерпульский университет, Университет Рединга, Университет Шеффилда Халлама, Университет Стаффордшира, Университет Сассекса, Университет Роберта Гордона и Университет. Тунку Абдул Рахман.

Список литературы

1- Определение робототехники — онлайн-словарь Merriam-Webster.
2-Обзор отрасли: робототехника от компании Monster Career Advice.
3- Азимов, Исаак (2003). Золото. Эос.
4- Дебора Левин Гера. Древнегреческие идеи о речи, языке и цивилизации.
5- BBC NEWS — Хронология Real Robots
6-Robotics: О выставке.
7- Piezo LEGS® — Технология. Пьезомотор.
8- Squiggle Motors: Обзор — SQUIGGLE микромоторная технология, запатентованный пьезоэлектрический мотор с небольшим размером, высокой силой и скоростью
9- Nishibori et al.(2003). «Рука робота с пальцами, использующая ультразвуковые двигатели вибрационного типа (рабочие характеристики)». Журнал робототехники и мехатроники.
10-Template: Робототехника Cite — очень интересная область работы. paper
11-Shadow Robo.t Компания: Air Muscles.
12- Электроактивные полимеры — EAP. Azom.com Материалы от А до Я. Re
13-Йосеф Бар-Коэн (2002). «Электроактивные полимеры: современные возможности и проблемы» (PDF). Материалы симпозиума SPIE по интеллектуальным конструкциям и материалам.
14 — Грэм-Роу, Дункан (2008-03-08). «Роботы-армрестлеры избиты девочкой-подростком». Новый ученый.
15-Otake et al. (2001). «Формы гелевых роботов из электроактивного полимерного геля» (PDF).
16- Джон Д. Мэдден, 2007 г., Мобильные роботы: двигательные проблемы и решения с использованием материалов, Наука 16 ноября 2007 г .: Vol. 318. нет. 5853, pp. 1094-1097, DOI: 10.1126 / science.1146351
17- Что такое роботизированный конечный эффектор ?. ATI Industrial Automation (2007).
18- Crane, Carl D .; Джозеф Даффи (1998-03).Кинематический анализ роботов-манипуляторов. Издательство Кембриджского университета.
19- Оллкок, Эндрю (2006-09). Антропоморфная рука почти человеческая. Машины.
20- Технические характеристики Shadow Dextrous Hand
21 — G.J. Монкман, С. Гессе, Р. Штайнманн и Х. Шунк — Захваты для роботов — Wiley, Berlin 2007
22- Отчет о деятельности ROBONAUT. НАСА (2004-02).
23- Карнеги-Меллон. «Исследователи Карнеги-Меллона разработали новый тип мобильного робота, который балансирует и движется на мяче, а не на ногах или колесах».Пресс-релиз.
24-JPL Робототехника: Система: Коммерческие вездеходы
25-Достижение стабильной ходьбы. Honda в мире.
26- Веселая прогулка. Путер Гик (2004-12-28).
27-ASIMO’s Pimp Shuffle. Popular Science (9 января 2007 г.).
28-Vtec Forum: Пьяный робот? резьба
29-3D One-Leg Hopper (1983-1984). MIT Leg Laboratory
30-3D Biped (1989–1995). Лаборатория ног Массачусетского технологического института.
31 Четвероногий (1984-1987). Лаборатория ног Массачусетского технологического института.
32-Про роботов. Anybots.
33- Домашняя страница. Anybots.
34 — Декстер прыгает видео.YouTube (2007-03).
35-Коллинз, Стив; Wisse, Martijn; Руина, Энди; Тедрейк, Русс (2005-02-11). «Эффективные двуногие роботы на основе пассивно-динамических ходунков» (PDF). Science (307): 1082-1085.
36-Коллинз, Стив; Руина, Энди. «Двуногий шагающий робот с эффективной походкой, похожей на человеческую». Proc. Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации ..
37- Испытание пределов стр. 29. Boeing.
38- Миллер, Гэвин. Введение. snakerobots.com.
39- ACM-R5
40- Плавающий робот-змея (комментарий на японском языке)
41- Коммерческий шагающий четвероногий автомобиль «ТИТАН VII».Лаборатория робототехники Хиросе Фукусима.
42- Плен, робот, который скользит по вашему столу. SCI FI Tech (23 января 2007 г.).
43-Sfakiotakis, et al. (1999-04). «Обзор способов плавания рыб для водного передвижения» (PDF). IEEE Journal of Oceanic Engineering.
44- Ричард Мейсон. Какой рынок у рыб-роботов ?.
45- Роботизированная рыба на базе Gumstix PC и PIC. Группа робототехники, ориентированной на человека в Университете Эссекса.
46- Витун Джуварахавонг. Робот-рыба. Институт полевой робототехники.
47- Обзор современного состояния технологий человеческого языка: 1.2: Распознавание речи
48 — Фурнье, Рэндольф Скотт и Б. Джун. Шмидт. «Технология голосового ввода: стиль обучения и отношение к его использованию». Журнал Delta Pi Epsilon 37 (1995): 1_12.
49- История программного обеспечения для распознавания речи, голоса и транскрипции. Естественно говорящий дракон.
50- Waldherr, Romero & Thrun (2000). «Интерфейс на основе жестов для взаимодействия человека и робота» (PDF). Kluwer Academic Publishers.
51- Маркус Колер. Системы распознавания жестов рук на основе зрения.Дортмундский университет.
52 — Кисмет: робот в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института взаимодействует с людьми. Сэм Огден.
53- (Парк и др., 2005) Синтетическая личность в роботах и ​​ее влияние на отношения между человеком и роботом
54-Национальное общественное радио: Робот-регистратор дает указания и отношение
55- Новый ученый: хороший робот имеет индивидуальность, но не выглядит
56-Угобе: Представляем Плео

.
0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments