Diseño y construcción de un banco de pruebas para medir velocidad y torque en sistemas reductores Harmonic Drive de tipo flexible y por engranajes planetarios

Abstract

El proyecto se enfoca en el diseño y construcción de un banco de pruebas para medir la velocidad y el torque de salida utilizando mecanismos Harmonic Drive de engranaje flexible y reductores planetarios. Se decidió emplear la impresión 3D FFF para fabricar estos mecanismos debido a su versatilidad, bajo costo y tiempo de manufactura reducido en comparación con otras técnicas. Los reductores Harmonic Drive y los reductores planetarios tienen una alta relación de transmisión, lo que les proporciona una capacidad de torque significativa. Esto ofrece la ventaja de reducir el espacio ocupado y permite realizar movimientos más precisos, lo cual es esencial en proyectos relacionados con robótica o mecanismos donde el espacio es un factor limitante para su implementación. Para el control de los mecanismos, se ha desarrollado un algoritmo adecuado que permite obtener lecturas de torque y velocidad, y presentarlas en una interfaz de usuario. A través de la HMI, se pueden asignar valores para las velocidades de entrada de los mecanismos y, al finalizar la prueba, se muestran en pantalla las lecturas de velocidad y torque de salida para cada sistema. El banco de pruebas construido alcanza torques de salida superiores a 6 [Nm] en el caso del reductor planetario y de 9 [Nm] para el reductor Harmonic Drive, con un torque de entrada inferior a 0.110 [Nm]. Esto demuestra el rendimiento de los mecanismos construidos para el banco de pruebas. La modularidad alcanzada en los reductores permite un mantenimiento práctico y la posibilidad de reemplazar elementos si es necesario, lo que facilita futuras mejoras del equipo y/o los mecanismos reductores.