מפעילים – "סוללת הכוח" של רובוטים אנושיים

רובוט מורכב בדרך כלל מארבעה חלקים:מַפעִיל, מערכת הנעה, מערכת בקרה ומערכת חישה. המפעיל של הרובוט הוא הישות שעליה הרובוט מסתמך כדי לבצע את משימתו, והוא מורכב בדרך כלל מסדרה של חוליות, מפרקים או צורות תנועה אחרות. רובוטים תעשייתיים מחולקים לארבעה סוגים של תנועות זרוע: זרועות קואורדינטות בזווית ישרה יכולות לנוע לאורך שלוש קואורדינטות בזווית ישרה; זרועות קואורדינטות גליליות יכולות להרים, להסתובב ולסובב; זרועות קואורדינטות כדוריות יכולות להסתובב, לזנק ולסובב; וזרועות מפרקיות בעלות מפרקים מסתובבים מרובים. כל התנועות הללו דורשות מפעילים.

מניפולטור מפותח עצמית של KGG

ניתן לחלק את המפעילים לשתי קטגוריות על סמך תנועה: מפעילים סיבוביים ומפעילים ליניאריים.

1) מפעילים סיבוביים יסובבו משהו בזווית מסוימת, שיכולה להיות סופית או אינסופית. דוגמה אופיינית למפעיל סיבובי היא מנוע חשמלי, שהוא מפעיל שממיר אות חשמלי לתנועה סיבובית של הציר שלו, ומסובב את המנוע כאשר מופעל זרם על המנוע הבסיסי. חיבור המנוע ישירות לעומס יוצר מפעיל סיבובי בעל הנעה ישירה, ומפעילים סיבוביים רבים משולבים עם מנגנון המשמש כמנוף מכני (יתרון) כדי להפחית את מהירות הסיבוב ולהגדיל את המומנט, אם התוצאה הסופית היא סיבוב, הפלט של המכלול הוא עדיין מפעיל סיבובי. 

דיוק KGGמפעיל ציר ZR

בורג רולר פלנטרי 

2) מפעילים סיבוביים מחוברים גם למנגנון שממיר תנועה סיבובית לתנועה קדימה ואחורה, הנקרא מפעיל ליניארי. מפעילים ליניאריים למעשה מזיזים את האובייקט בקו ישר, בדרך כלל קדימה ואחורה. מנגנונים אלה כוללים: ברגים כדוריים/גלילים, רצועות וגלגלות, מתלה וגלגלת.ברגי כדורוברגי רולרמשמשים בדרך כלל להמרת תנועה סיבובית לתנועה ליניארית מדויקת, כמו במרכזי עיבוד שבבי. מתלים וגלגלי שיניים בדרך כלל מגבירים את המומנט ומפחיתים את מהירות התנועה הסיבובית, וניתן להשתמש בהם גם בשילוב עם מנגנונים הממירים תנועה סיבובית לתנועה לינארית.

מפעילים סיבוביים כוללים בעיקר מפחיתים RV ומפחיתים הרמוניים:

(1)מפחית RV: RV משמש בדרך כלל עם ציקלואיד, משמש למפרקי רובוט בעלי מומנט גבוה, בעיקר לעומס רובוטי של 20 ק"ג עד כמה מאות קילוגרמים, משתמשים ב-RV עם צירים אחד, שניים או שלושה. 

(2) מפחית הרמוניות: בעבר הרמוניות היו בעיקר בצורת שיניים אבולבוליות, אך כיום חלק מהיצרנים משתמשים בשן בצורת קשת כפולה. ניתן לטעון הרמוניות במומנט קטן, המשמש בדרך כלל לזרועות רובוטיות מתחת ל-20 ק"ג. אחד גלגלי השיניים המרכזיים בהרמוניות הוא גמיש ודורש עיוות חוזר במהירות גבוהה, ולכן הוא שביר יותר ובעל קיבולת עומס ואורך חיים נמוכים יותר מאשר RV.

לסיכום, המפעיל הוא מרכיב מפתח ברובוט ויש לו השפעה משמעותית על העומס והדיוק של הרובוט. מפחית זהו מנוע מפחית שיכול להגדיל את המומנט על ידי הפחתת המהירות כדי להעביר עומס גדול יותר ולהתגבר על הפגם שבו מנוע הסרוו מפיק מומנט קטן יותר.