マクソン製品は、火星探査機の小さなロボット アームに電力を供給するために使用されています。
精密ドライブおよびモーターの専門家である maxon UK の航空宇宙セールス エンジニアである Andrew Gibson が、maxon の火星探査機ミッションの成功の秘密について議論し、火星の厳しい環境で成功するモーターを作るために何が必要かを探ります。
マクソンの DC モーターは、1997 年の最初の火星探査機ミッションの成功以来、レッド プラネットへの最も成功したロボット ミッションで使用されてきました。
実際、すでに 100 を超えるマクソンのドライブが赤い惑星にあり、さらに多くが火星での初飛行を行うヘリコプター ドローンの Ingenuity を搭載した Perseverance Rover で着陸する予定です。 マクソンの精密モーターとギアヘッドは、ステーション間で貴重なサンプルを移動するローバーの小さなロボット アームに電力を供給するために使用されます。 さらに、Ingenuity の飛行方向は、ローター ブレードの傾きを制御するために使用される 10 つの XNUMXmm マイクロモーターによって制御されます。
火星へのミッションに関しては、すべての動きが正しくなければならず、すべてのステップは十分に文書化されていなければなりません。 ドライブの XNUMX つが故障すると、ミッション全体が危険にさらされます。 そのため、マクソンのエンジニアはジェット推進研究所 (JPL) の専門家と緊密に協力して、火星ミッションに最適なドライブを設計および提供しています。
マクソンの商用モーターの設計は、火星の環境で信頼性の高い動作を可能にするために、特に広い温度範囲のサイクル、振動の増加、真空への暴露など、通常、いくつかの変更が必要であることが以前の研究からわかっていました。 商用設計は、厳しい火星の環境で使用するために設計を最適化することを意図して、JPL と maxon の両方の担当者を組み込んだチームによって分析されました。
標準のマクソン カタログ フラット モーターがマーズ 2020 ミッションの要件に耐えるには、いくつかの変更が必要でした。 プリント回路基板 (PCB) の材料は、フレックス プリントから FR4 に変更されました。FR600 は、大幅なアウトガスがなく、振動環境でホール センサーをサポートするのに十分頑丈であり、IPC-A-3 を満たすため、宇宙ミッションで一般的に使用される材料です。 JPL が要求するクラス XNUMX の要件とテスト。 ベアリングのプリロード アーキテクチャは、システム全体がハード ストップに押されるように変更されました。つまり、個々の部品が衝撃や振動の結果として移動しないことを意味します。 力の分散を改善し、シムがベアリングに侵入するのを防ぐために、シム エンドを備えたより堅牢なスプリングが選択されました。
唯一の方法はUPです
航空宇宙産業に関連する独自の要求と設計上の課題も、マクソンの GPX UP シリーズ遊星ギアボックスの開発につながりました。 GPX UP シリーズは、極限のトルクと出力、スムーズなバック ドライバビリティ、可能な限り最小のボリュームで高い効率を要求されるアプリケーション向けに開発されました。
当初、GPX UP シリーズの設計コンセプトは、ESA の火星プロジェクト、ExoMars、および NASA の火星 2020 プロジェクト用に開発されました。 これらのローバーは、極限の環境条件にさらされながらも、極限のトルクとパワーを備えた高効率である必要がありました。
新しいギアボックス設計の主な利点は、従来のオプションと比べて効率が高いことです。 従来の遊星歯車では、遊星歯車/歯車はグリースを塗布した鋼またはセラミックのピンで回転します。 ただし、UP ギアボックス構造では、この摩擦インターフェイスがニードル ベアリングに置き換えられます。 この革新により、遊星歯車とピンの接触面が「滑り摩擦」から優れた「回転摩擦」に移行します。 その結果、滑らかに動くベアリングで回転する遊星歯車ができあがります。 効率を高め、発生する摩擦熱エネルギーを劇的に減らし、潤滑油の寿命を延ばします。
GPX UP シリーズの最大効率は約 90% であり、標準構造のギアヘッドと同等のギア比よりも約 20% 向上しています。 効率の向上により、アセンブリのトルクと出力が 30% 増加します。 必要な入力トルクが減少した結果、モーターへの負荷と摩耗が軽減され、システムの寿命が長くなります。
要約すると、新しい GPX UP 遊星ギアボックスは、より高い出力と最大トルク出力、卓越した効率、および比類のない耐用年数を提供します。 Ingenuity が飛行するとき、マクソンは再び火星での素晴らしいエンジニアリングの成果の一部となるでしょう。
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出典: https://www.aero-mag.com/gearboxes-that-are-out-of-this-world/
