Maxon-producten worden gebruikt om de kleine robotarm van de Mars Rover aan te drijven

Andrew Gibson, sales engineer lucht- en ruimtevaart bij precisieaandrijvingen en motorspecialisten maxon UK, bespreekt de geheimen achter het succes van de Mars Rover-missie van maxon en onderzoekt wat er nodig is om motoren te maken die kunnen gedijen in de uitdagende omgeving op Mars.

Vanaf de eerste succesvolle Mars Rover-missie in 1997 zijn DC-motoren van maxon gebruikt in de meeste succesvolle robotmissies naar de Rode Planeet.

Er zijn inderdaad al meer dan 100 ritten van maxon op de Rode Planeet en er zullen er nog meer landen met de Perseverance Rover, met de helikopterdrone Ingenuity, die de eerste vluchten op Mars zal uitvoeren. maxon's precisiemotoren en tandwielkasten zullen worden gebruikt om de kleine robotarm in de rover aan te drijven die waardevolle monsters van station naar station verplaatst. Bovendien zal de vliegrichting van Ingenuity worden gecontroleerd door zes 10 mm micromotoren die worden gebruikt om de kanteling van de rotorbladen te regelen.

Als het gaat om missies naar Mars, moet elke beweging precies goed zijn en moet elke stap goed worden gedocumenteerd. Als een van de schijven uitvalt, loopt de hele missie gevaar. Daarom werken de ingenieurs van maxon nauw samen met specialisten van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) om de perfecte aandrijvingen voor de Mars-missies te ontwerpen en te leveren.

Uit eerder werk was bekend dat de commerciële motorontwerpen van maxon meestal enkele aanpassingen vereisen om een ​​betrouwbare werking in een Marsomgeving mogelijk te maken, met name het brede temperatuurbereik, verhoogde trillingen en blootstelling aan vacuüm. Commerciële ontwerpen werden geanalyseerd door een team met zowel JPL- als maxon-personeel met de bedoeling het ontwerp te optimaliseren voor gebruik in de ruwe omgeving van Mars.

Om een ​​standaard platte motor uit de maxon-catalogus aan de eisen van de Mars 2020-missie te laten voldoen, waren verschillende wijzigingen nodig. Het materiaal van de printplaat (PCB) is veranderd van een flexprint naar FR4, een materiaal dat vaak wordt gebruikt voor ruimtemissies omdat het niet significant uitgassen, robuust genoeg is om de Hall-sensoren te ondersteunen in een trillingsomgeving en voldoet aan IPC-A-600 Klasse 3 vereisten en testen vereist door JPL. De lagervoorspanningsarchitectuur werd aangepast zodat het hele systeem tot een harde stop werd geduwd, wat betekent dat afzonderlijke onderdelen niet zouden verschuiven bij impact of als gevolg van trillingen. Er is gekozen voor een robuustere veer met shim-uiteinden om de krachten beter te verdelen en te voorkomen dat de shim het lager doorbreekt.

De enige weg is naar boven

De unieke eisen en ontwerpuitdagingen van de lucht- en ruimtevaartindustrie hebben ook geleid tot de ontwikkeling van de planetaire tandwielkast uit de GPX UP-serie van maxon. De GPX UP-serie is ontwikkeld voor toepassingen die een extreem koppel en vermogen, een soepele terugrijdbaarheid en een hoog rendement in het kleinst mogelijke volume vereisen.

Aanvankelijk werden ontwerpconcepten voor de GPX UP-serie ontwikkeld voor het ESA's Mars-project, ExoMars en NASA's Mars 2020-project. Deze Rovers moesten zeer efficiënt zijn, met extreem koppel en vermogen, terwijl ze werden blootgesteld aan extreme omgevingsomstandigheden.

Een belangrijk voordeel van het nieuwe ontwerp van de versnellingsbak is de hoge efficiëntie in vergelijking met traditionele opties. Bij traditionele planetaire tandwielen draaien de planeetwielen/tandwielen op ingevette stalen of keramische pennen. In de UP-versnellingsbakconstructie wordt deze wrijvingsinterface echter vervangen door naaldlagers. Deze innovatie transformeert de tandwiel-naar-pin contactoppervlakken van de planeet van 'glijdende wrijving' naar superieure 'rollende wrijving'. Het resultaat zijn planeetwielen die draaien op soepel lopende lagers; verhoogt de efficiëntie, verlaagt de gegenereerde wrijvingswarmte-energie drastisch en verlengt de levensduur van het smeermiddel.

Het maximale rendement van de GPX UP-serie is ongeveer 90%, ongeveer 20% meer dan een standaard gebouwde overbrenging en een gelijkwaardige overbrengingsverhouding. De verhoogde efficiëntie resulteert in een assemblage die 30% meer koppel en vermogen kan produceren. Als gevolg van de verminderde behoefte aan ingangskoppel wordt de motor minder belast en versleten, wat resulteert in een langere levensduur van het systeem.

Samenvattend biedt de nieuwe planetaire versnellingsbak GPX UP een hoger vermogen en een hoog koppel, een onovertroffen efficiëntie en een ongeëvenaarde levensduur. Wanneer Ingenuity een vlucht neemt, zal maxon opnieuw deel uitmaken van een geweldige technische prestatie op Mars.

www.maxongroup.com

Mike Richardson

Mike Richardson

Gerelateerde artikelen

Meest recente artikelen

Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://www.aero-mag.com/gearboxes-that-are-out-of-this-world/