گیربکس خورشیدی بدون لقی (Zero Backlash Planetary Gearbox) یک مکانیزم کاهش دنده بسیار دقیق است که برای به حداقل رساندن یا تقریباً حذف لقی (Backlash) طراحی شده است. لقی به حرکت آزاد یا "بازی" خفیفی اطلاق می‌شود که بین دندانه‌های چرخ‌دنده‌های درگیر هنگام معکوس شدن جهت چرخش یا تغییر بار وجود دارد.
ساختار و اجزای کلیدی
مانند هر گیربکس خورشیدی دیگری، این گیربکس از سه جزء اصلی تشکیل شده است:
چرخ‌دنده خورشیدی (Sun Gear): چرخ‌دنده مرکزی که محرک ورودی است (معمولاً توسط یک سروو موتور یا استپ موتور چرخانده می‌شود).
چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای (Planetary Gears): تعدادی چرخ‌دنده (معمولاً سه یا بیشتر) که به صورت متقارن دور چرخ‌دنده خورشیدی می‌چرخند و بر روی یک حامل (Carrier) نصب شده‌اند.
رینگ دنده (Ring Gear/Annulus): یک چرخ‌دنده داخلی بزرگ و ثابت که چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای درون آن می‌چرخند.
خروجی گیربکس معمولاً از طریق حامل سیاره‌ای (Planetary Carrier) گرفته می‌شود.
مفهوم "بدون لقی" (Zero Backlash)
در عمل، ساخت گیربکس با لقی دقیقاً صفر تقریباً غیرممکن است. اصطلاح "بدون لقی" در صنعت به گیربکس‌هایی اشاره دارد که لقی آنها تا حد چند دقیقه قوس (معمولاً کمتر از ۸ دقیقه قوس) کاهش یافته است که برای کاربردهای بسیار دقیق کافی است. این دقت بالا از طریق تکنیک‌های مهندسی زیر حاصل می‌شود:
ماشین‌کاری فوق دقیق: استفاده از دستگاه‌های CNC و روش‌های ماشین‌کاری با تلرانس‌های بسیار محدود برای اطمینان از هندسه و اندازه دقیق دندانه‌های چرخ‌دنده.
پیش‌بارگذاری دنده‌ها (Preloading): این رایج‌ترین روش برای کاهش لقی است. در این تکنیک، دندانه‌های سیاره‌ای به گونه‌ای طراحی یا تنظیم می‌شوند که همواره تحت یک نیروی جزئی و کنترل‌شده با دنده خورشیدی و رینگ دنده در تماس باشند. این فشار مستمر، حرکت آزاد (لقی) را از بین می‌برد.
استفاده از چرخ‌دنده‌های تقسیم شده (Split Pinion): در برخی طرح‌ها، از دو چرخ‌دنده خورشیدی که نسبت به هم کمی جابجا یا چرخانده شده‌اند، استفاده می‌شود تا دندانه‌های سیاره‌ای بین آنها تحت فشار قرار گیرند و لقی حذف شود.
کاربردها و مزایای اصلی
کاهش لقی، این گیربکس‌ها را برای کاربردهایی که نیاز به کنترل موقعیت بسیار دقیق دارند، ایده‌آل می‌سازد.
مزایای اصلی:
دقت موقعیت‌یابی بالا: امکان قرارگیری دقیق در نقطه مورد نظر را فراهم می‌کند، که برای روباتیک و دستگاه‌های اندازه‌گیری حیاتی است.
تکرارپذیری عالی: عملکرد سیستم در چرخه‌های کاری مختلف یکسان و قابل اعتماد باقی می‌ماند.
سفتی (Stiffness) بالا: طراحی دقیق و پیش‌بارگذاری باعث می‌شود گیربکس تحت بار، کمتر دچار تغییر شکل شود.
پاسخ سریعتر: به دلیل حذف لقی، پاسخ سیستم به سیگنال‌های ورودی موتور (به ویژه در تغییر جهت‌ها) سریعتر و دقیق‌تر است.
کاربردهای رایج:
بازوهای روباتیک صنعتی
ماشین‌آلات CNC و ابزارسازی دقیق
تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی
سیستم‌های ردیابی ماهواره‌ای و نجومی
