Интегрированный мотор шарнира робота с гармоническим /планетарным приводом

Привод шарнира робота является ключевым силовым компонентом роботов, специальных роботов и гуманоидных роботов. Он обеспечивает точное управление движением шарниров за счет интегрированных компонентов, включая гармонические передачи или планетарные редукторы, бескаркасные моментные двигатели, энкодеры и тормоза.Моторы шарниров роботов далее подразделяются на:гармонические шарнирные модули со встроенными приводами,планетарные шарнирные модули со встроенными приводами,поворотные приводы с внешними приводами.Для удобства клиентов, которым требуются индивидуальные шарнирные модули, мы также предлагаем ключевой силовой компонент — бескаркасные моментные двигатели — как отдельные продукты в этой категории.Помимо применения в робототехнике, шарнирные модули также используются в:полупроводниковом оборудовании,фотовольтаическом оборудовании,высокоточном медицинском оборудовании,оборудовании 3C,оптическом оборудовании

Бескаркасный мотор шарнира робота с гармоническим планетарным приводом

Гармоничный Совместный Двигатель

Моторы шарниров с гармоническим приводом HONPINE отличаются высокой точностью, высоким крутящим моментом и большим диаметром полого отверстия, часто предлагая решения для применения в ограниченном пространстве. Поддерживается кастомизация, и эти моторы часто используются в области специализированной робототехники.

Планетарный двигатель для соединений

Планетарный мотор шарнира также является ключевым компонентом силовых систем роботов. По сравнению с гармоническими шарнирными модулями он имеет меньшее передаточное отношение, более высокую выходную скорость и большую жесткость, хотя общая точность выходного сигнала немного ниже. Благодаря высокой степени интеграции компонентов, включая планетарные редукторы, бескаркасные моментные двигатели, тормоза, энкодеры и драйверы, его размеры и вес значительно оптимизированы, что позволяет точно управлять движением шарнира. Это обеспечивает более высокий крутящий момент, более компактные размеры и меньший вес. Планетарные моторы шарниров обычно поддерживают широкий диапазон напряжения, адаптируясь к низковольтному постоянному току 24V~48V. Мы также предлагаем индивидуальные решения в соответствии с конкретными требованиями заказчика.

Бескаркасный моментный двигатель

Бескаркасный моментный двигатель, специализированный тип синхронного двигателя с постоянными магнитами (PMSM), состоит из двух основных компонентов: ротора и статора, при этом исключаются традиционные конструкции двигателя, такие как корпус, подшипники и вал. Предназначенный для прямой интеграции в механическую систему заказчика, он требует от конечного пользователя предоставления опорных подшипников и корпуса. Такая философия конструкции обеспечивает более высокую гибкость, более компактные размеры и превосходные характеристики, что делает его идеальным для применений с жесткими требованиями к пространству, весу и динамическим возможностям. Он отлично подходит для сценариев с высокой точностью и высокой динамической реакцией, включая приводы шарниров гуманоидных роботов, прецизионные поворотные столы, медицинское оборудование и системы промышленной автоматизации.Бескаркасные моментные двигатели далее подразделяются на бескаркасные двигатели с внутренним ротором и бескаркасные двигатели с внешним ротором в зависимости от их конструктивной конфигурации.

Что такое мотор шарнира робота с harmonic drive?

Гармонический мотор шарнира обеспечивает высокоточное управление движением за счет интегрированных компонентов, включая harmonic drive, бескаркасный моментный двигатель, тормоз, энкодер и блок привода, с оптимизированными размерами и весом.Мотор гармонического шарнира HONPINE предлагает гибкие варианты конфигурации для удовлетворения различных потребностей применения, включая двойные энкодеры, STO (Safe Torque Off), удерживающие тормоза и интегрированные датчики крутящего момента.

 

приводной мотор шарнира робота с гармоническим приводом

Выбор привода шарнира робота с harmonic drive

Для удовлетворения разнообразных рыночных потребностей моторы шарниров роботов с harmonic drive HONPINE в настоящее время подразделяются на три основные серии: HPJM, TCHL и HAG.

Это руководство содержит первоначальный обзор, который поможет вам выбрать наиболее подходящий привод для вашего применения на основе таких факторов, как контроль затрат, срок поставки и базовые требования к производительности.

Для подробного подбора и технической поддержки, пожалуйста, свяжитесь с нами для дальнейшего обсуждения.

 

HPJM
TCHL
HAG

Ключевые особенности

Эта серия представлена на рынке более 5 лет и предлагает полностью разработанное и зрелое решение для шарниров гуманоидных роботов. Она интегрирует гармонический редуктор, драйвер, энкодер и бескаркасный моментный двигатель. Доступны опции двойных энкодеров и тормоза. Поддерживаются протоколы связи CAN (proprietary), CANopen и EtherCAT.

 

Ключевые преимущества

Очень компактная конструкция, обеспечивающая больше пространства для системной интеграции при эквивалентных требованиях к производительности

Опциональная низкотемпературная смазка, подходящая для суровых условий эксплуатации до -40°C

Средний срок поставки ≤ 4 weeks, что обеспечивает высокую производственную мощность

 

Области применения

Идеально подходит для проектов, требующих стабильной и надежной работы, быстрой серийной поставки или эксплуатации в низкотемпературных условиях.

Примечания

Изначально эта серия не разрабатывалась с датчиками крутящего момента или защитой от воды. При необходимости таких функций возможна кастомизация, однако следует ожидать дополнительных затрат и более длительного срока поставки.

Ключевые особенности
Эта новая серия, которая будет запущена в конце 2025, использует самостоятельно разработанный гармонический редуктор, что позволяет лучше контролировать затраты. В стандартной комплектации поставляется с двойными энкодерами (однооборотный абсолютный, разрешение 23-bit) и поддерживает протоколы связи CAN FD и EtherCAT. Дополнительные опции включают тормоз и датчик крутящего момента. Интегрированный жгут клемм поддерживает прокладку кабеля через полый вал и каскадирование модулей.

 

Ключевые преимущества
Значительное преимущество по стоимости
Поддержка переднего, бокового и заднего вариантов монтажа, обеспечивающая высокую конструктивную гибкость
Конструкция жгута облегчает системную интеграцию

 

Области применения
Идеально подходит для чувствительных к стоимости проектов с высокими требованиями к гибкости установки.

Примечания
В настоящее время доступно только передаточное отношение 101. Полный диапазон передаточных отношений, как ожидается, будет запущен в June 2026. Текущий срок поставки составляет примерно 6 weeks.

Ключевые особенности

Запущенная в 2026, эта новая серия оснащена функцией STO (Safe Torque Off) для соответствия конкретным требованиям безопасности. В ней используются гармонические редукторы ведущих отечественных брендов, что обеспечивает высокую надежность продукции. Поддерживаются протоколы связи CANopen и EtherCAT, опционально доступны тормоз и датчик крутящего момента.

 

Ключевые преимущества
Соответствует более высоким стандартам безопасности
Отличные характеристики и надежное качество основных компонентов редуктора

 

Области применения

Идеально подходит для проектов с четко определенными требованиями безопасности или для случаев, где надежность редуктора является главным приоритетом.

 

Примечания

Поскольку это новая серия, производственные мощности все еще наращиваются. Текущий срок поставки составляет примерно 8–10 weeks.

Решения и применение моторов шарниров роботов

На протяжении многих лет HONPINE применяет гармонические моторы шарниров роботов и планетарные моторы шарниров в различных областях, включая гуманоидных роботов, двухруких роботов, колесных роботов, дроны, сельскохозяйственную технику, ядерное оборудование, промышленных роботов и оборудование промышленной автоматизации, предоставляя решения для моторов шарниров и поддерживая кастомизацию для этих отраслей. Его серии моторов шарниров роботов HPJM, TCHL, HAG и другие разработаны на основе опыта, полученного в ходе практического обслуживания.

интегрированное решение роботизированной системы верхних конечностей

Каковы преимущества и недостаток гармонического мотора шарнира

Преимущества гармонических моторов шарниров

 

Сверхвысокая точность

Минимальный люфт передачи с точностью повторного позиционирования до ±0.01 mm, что делает его незаменимым для точных роботизированных операций.
 

Высокое передаточное отношение

Большое передаточное отношение одной ступени обеспечивает высокий выходной крутящий момент при компактных размерах, достигая эффективной производительности «low-speed, high-load».

мотор шарнира с гармоническим приводом

Чрезвычайно компактная конструкция

Простая структура, небольшие размеры и легкая конструкция делают его очень подходящим для частей робота с ограниченным пространством, таких как запястья и кисти.

Высокая степень интеграции

Часто продается как интегрированный модуль, объединяющий двигатели, энкодеры и другие компоненты, что обеспечивает удобный монтаж и обслуживание при поддержке модульной конструкции.

Недостатки гармонических моторов шарниров

 

Гармонический редуктор и датчик крутящего момента гармонического шарнирного двигателя разрабатываются по индивидуальному заказу, что затрудняет снижение цены. Однако в ближайшем будущем, когда спрос и производственные мощности достигнут определенного уровня, цена может быть снижена.

Модуль шарнира робота с harmonic drive - FAQ

Гармонические DC моторы шарниров HONPINE — это гармонические приводы, специально разработанные для embodied intelligence. hpjm был первым выпущенным гармоническим приводом и в настоящее время отличается наиболее стабильной производительностью и самым быстрым сроком поставки. Для удовлетворения потребностей клиентов мы недавно выпустили два новых гармонических DC мотора шарниров: TCHL и HAG. Свяжитесь с нами, чтобы получить последние брошюры по продуктам.

О:

Конструкция с полым валом позволяет силовым кабелям, проводам энкодера и коммуникационным кабелям проходить непосредственно через центр привода шарнира робота, а не выводить их наружу. Такая конструкция обеспечивает ряд важных преимуществ: исключает скручивание и запутывание кабелей; защищает кабели от износа и механических повреждений; поддерживает непрерывное вращение шарнира без помех со стороны кабелей; повышает надежность робота и упрощает техническое обслуживание; создает более аккуратную и компактную конструкцию робота. Для человекоподобных роботов, коллаборативных роботов и четвероногих роботов технология полого вала стала важной особенностью высокопроизводительных модулей гармонических приводов и усовершенствованных двигателей шарниров роботов.

О:

Модули гармонического привода HPJM используют другой подход к безопасности. Вместо STO мы применяем надежную встроенную электромагнитную тормозную систему, которая автоматически срабатывает для немедленной остановки вращения при отключении питания, обеспечивая безопасную работу.

Новый мотор гармонического привода для роботизированных соединений HONPINE HAG 2026 года оснащен функцией STO. Свяжитесь с нами, чтобы получить дополнительную информацию о серии HAG.

О:

Нет. Полый вал — это тщательно продуманная конструктивная особенность, а не компромисс в отношении прочности. Современные приводы шарниров роботов проектируются с использованием передового анализа методом конечных элементов (МКЭ) и оптимизированной структурной инженерии для поддержания высокой жесткости при обеспечении внутренней прокладки кабелей. Полая конструкция позволяет более аккуратно прокладывать проводку и обеспечивает большую гибкость установки без снижения номинального крутящего момента или грузоподъемности привода. В результате, современные высокопроизводительные гармонические приводы, гармонические двигатели и модули шарниров роботов сочетают в себе легкую конструкцию, превосходную жесткость и надежную механическую прочность, что делает их подходящими для человекоподобных роботов, промышленных роботов, коллаборативных роботов и других прецизионных роботизированных систем.

О:

С непрерывным расширением крупномасштабных производственных возможностей и постоянными технологическими инновациями HONPINE стремится не только поставлять продукцию, которая является надежной, пригодной для массового производства и экономически эффективной, но и ускорять индустриализацию гуманоидных роботов и роботов с воплощенным интеллектом.

О:

Шарнирные двигатели HONPINE с гармоническим приводом отличаются:
Высоким крутящим моментом
Высокой точностью
Высоким передаточным отношением
Компактной конструкцией
Низким уровнем шума
Низкой вибрацией
Они особенно подходят для шарниров роботизированных манипуляторов, где крайне важны исключительно высокие требования к точности, управлению усилием и облегченной конструкции.

О:

Для большинства моделей HONPINE может контролировать срок выполнения заказа в пределах одного месяца. Небольшая часть продукции может находиться в производственном планировании из-за резкого роста спроса на заказы. Мы постоянно расширяем масштабы производства, чтобы увеличить производственные мощности.

О:

При выборе привода роботизированного сустава следует учитывать несколько ключевых показателей производительности:
Плотность крутящего момента
Высококачественный мотор роботизированного сустава должен обеспечивать высокий выходной крутящий момент при компактной и лёгкой конструкции, максимизируя эффективность робота и грузоподъёмность.
Точность позиционирования
Низкий люфт и превосходная повторяемость имеют решающее значение для точных задач, таких как сборка, инспекция и медицинская робототехника. Премиальный гармонический привод обеспечивает плавное движение и высокоточную позицию.
Срок службы
Долгий срок эксплуатации и стабильная производительность необходимы для промышленных роботов, работающих непрерывно в требовательных условиях.
Тепловые характеристики
Эффективный модуль гармонического привода должен поддерживать стабильную рабочую температуру при непрерывной работе, помогая сохранять точность и продлевать срок службы компонентов.
Оценивая эти четыре фактора вместе, пользователи могут определить надёжный привод роботизированного сустава, подходящий для долгосрочных робототехнических применений.

О:

Да. В нем используется многооборотный абсолютный энкодер. Однако из-за редуктора на выходе для сохранения многооборотного счетчика положения требуется батарея энкодера. Поддерживается индивидуальная настройка, что позволяет выбрать двигатель с батареей энкодера или без нее.

О:

Привод сустава робота представляет собой интегрированный узел управления движением, объединяющий волновой редуктор, серводвигатель, энкодер, тормоз, контроллер и прецизионные подшипники в компактный модуль. Также известный как интегрированный привод с волновым редуктором, модуль приводного сустава робота, интегрированный сустав робота или модуль поворотного привода робота, он служит основной системой передачи мощности для современных роботов.

Благодаря модульной архитектуре несколько модулей суставов с волновой передачей можно объединять для создания роботизированных манипуляторов с несколькими степенями свободы, гуманоидных роботов, экзоскелетов, сервисных роботов и нестандартного автоматизированного оборудования.
Малые модели широко используются в:подвесах камер,БПЛА и дронах,инспекционных роботах,медицинских устройствах
Крупные модели идеально подходят для:промышленных роботизированных манипуляторов,гуманоидных роботов,коллаборативных роботов,мобильных роботов,логистических роботов
,роботов специального назначения,оборудования автоматизации с ЧПУ

О:

Быстрое развитие гуманоидных роботов стимулирует непрерывные инновации в области роботизированных шарниров с волновой передачей и приводов суставов роботов. Являясь ключевыми узлами движения для плеч, локтей, запястий, талии и ног роботов, современные системы гармонических приводов становятся легче, компактнее и мощнее. Передовые конструкции повышают плотность крутящего момента, точность позиционирования и характеристики движения, одновременно снижая вес и требуемое монтажное пространство. В то же время оптимизированные профили зубчатых передач, высокопрочные материалы, улучшенные смазка, уплотнение и управление тепловым режимом повышают долговечность, ударостойкость и срок службы. Эти достижения позволяют гуманоидным роботам выполнять более точные, надежные и человекоподобные движения в промышленных, сервисных и исследовательских приложениях.

О:

Высокая точность Многозубое зацепление распределяет ошибки передачи, обеспечивая превосходную точность позиционирования и чрезвычайно малый люфт.
Большое передаточное отношение Одноступенчатые передаточные отношения обычно находятся в диапазоне от 30:1 до 320:1, а в индивидуальных конструкциях превышают 1000:1.
Компактный размер По сравнению с традиционными редукторами компактный шарнирный модуль робота имеет значительно меньшие габариты при сохранении эквивалентного выходного крутящего момента.
Высокая интеграция Интегрированный шарнир с волновой передачей объединяет двигатель, редуктор, энкодер, тормоз и контроллер в одном компактном блоке, упрощая монтаж.
Плавное движение Низкая скорость скольжения зубьев минимизирует вибрацию и ударные нагрузки, сохраняя КПД передачи в диапазоне от 69% до 96%.

О:

Хотя приводы с волновой передачей обеспечивают исключительную точность, они также имеют определенные инженерные ограничения.
Ограниченная ударостойкость
Гибкое колесо постоянно подвергается упругой деформации, что делает волновые передачи менее подходящими для применений с частыми ударами, таких как прыжки, бег или падения роботов.
Более низкая крутильная жесткость
По сравнению с планетарными редукторами или редукторами RV, волновые передачи обычно демонстрируют более низкую крутильную жесткость.
Сложности теплового управления
Высокоинтегрированные конструкции приводов уменьшают доступное пространство для отвода тепла, что требует оптимизированных стратегий охлаждения.
Ограничения передаточного отношения
Волновые передачи обычно не рекомендуются для применений, требующих передаточных отношений ниже приблизительно 35:1.

О:

Хотя приводы с волновой передачей обеспечивают исключительную точность, они также имеют определенные инженерные ограничения.
Ограниченная ударостойкость
Гибкое колесо постоянно подвергается упругой деформации, что делает волновые передачи менее подходящими для применений с частыми ударами, таких как прыжки, бег или падения роботов.
Более низкая крутильная жесткость
По сравнению с планетарными редукторами или редукторами RV, волновые передачи обычно демонстрируют более низкую крутильную жесткость.
Сложности теплового управления
Высокоинтегрированные конструкции приводов уменьшают доступное пространство для отвода тепла, что требует оптимизированных стратегий охлаждения.
Ограничения передаточного отношения
Волновые передачи обычно не рекомендуются для применений, требующих передаточных отношений ниже приблизительно 35:1.

О:

Выбор модуля роботизированного привода с волновой передачей требует оценки ключевых эксплуатационных факторов, включая плотность крутящего момента, повторяемость, архитектуру управления, механическую конструкцию, коммуникационные возможности и надежность в условиях окружающей среды. Высокая плотность крутящего момента повышает грузоподъемность при одновременном снижении общей массы системы, а прецизионные применения обычно требуют уровня повторяемости до ≤15–20 угловых секунд. Передовые модули часто используют замкнутое управление с двумя абсолютными энкодерами для компенсации люфта и ошибок передачи, повышая точность движения. Конструкции с полым валом позволяют прокладывать кабели внутри, обеспечивая лучшую интеграцию и надежность. Промышленные протоколы связи, такие как EtherCAT и CAN FD, с высокочастотным сервоуправлением обеспечивают быстрое и стабильное функционирование. Кроме того, надежные системы приводов должны проходить строгие испытания на температурный диапазон, усталостный ресурс, перегрузку, удар, вибрацию и степень защиты IP, чтобы обеспечить долгосрочную промышленную стабильность.

О:

Новейшие технологии роботизированных волновых приводов сосредоточены на трех основных направлениях развития.
Легкие интегрированные конструкции
Используя магниевые сплавы, легкие корпуса и оптимизированные механические компоновки, производители продолжают снижать массу, одновременно уменьшая длину привода.
Более высокая точность и большая удельная мощность
Постоянные усовершенствования в конструкции двигателей, волновых редукторах, разрешении энкодеров и сервоприводных алгоритмах повышают плотность крутящего момента, точность позиционирования и динамический отклик.
Повышенная надежность
Достижения в области материалов гибкого колеса, оптимизации профиля зубьев, термообработки, технологий уплотнения и систем смазки значительно повышают долговечность в сложных промышленных условиях.

О:

Несмотря на растущую конкуренцию со стороны планетарных редукторов и редукторов RV, прецизионные приводные системы на базе волновых редукторов по-прежнему сложно заменить в применениях, требующих:

Нулевой или сверхмалый люфт
Высокая точность позиционирования
Компактная интегрированная конструкция
Легкие роботизированные шарниры

Поскольку гуманоидным роботам требуется более высокая ударостойкость для шарниров нижней части тела, планетарные редукторы все чаще применяются в тазобедренных узлах и ногах. Однако роботизированные модули с волновыми редукторами продолжают доминировать в приложениях, чувствительных к точности, таких как роботизированные руки, запястья, коллаборативные роботы, медицинские роботы и сервисные роботы.

Вместо того чтобы одна технология заменяла другую, отрасль движется к выбору приводной системы под конкретное применение, при котором волновые, планетарные и RV-решения сосуществуют для оптимизации производительности различных роботизированных систем.

О:

Модуль шарнира робота — это высокоинтегрированный блок управления движением, объединяющий двигатель шарнира робота, редуктор гармонического привода, сервопривод, двойные энкодеры, тормоз и датчики в компактную систему привода. Также известный как привод шарнира робота или гармонический привод, он напрямую определяет точность движения робота, крутящий момент, динамический отклик и общую надежность. Для человекоподобных роботов, коллаборативных роботов, четвероногих роботов и систем промышленной автоматизации качество модуля гармонического привода оказывает существенное влияние на общую производительность робота. Типичному человекоподобному роботу может потребоваться более 30 приводов шарниров, что делает модули шарниров одним из наиболее ценных и критически важных компонентов всего робота.

Планетарный мотор шарнира - FAQ

Планетарный мотор шарнира JRM — это продукт военного класса от HONPINE, обычно используемый в высокопроизводительных роботах-собаках. В настоящее время для бионики гуманоидных роботов скоро будет запущен гармонический мотор шарнира HPJM, отличающийся более компактной конструкцией и большей полой полостью.

О:

Выбор зависит от области применения вашего робота, а не от того, какая технология «лучше». Модули гармонических шарниров. Модуль гармонического шарнира использует редуктор с гармоническим приводом для достижения: практически нулевого люфта; чрезвычайно высокой точности позиционирования; плавного управления движением; компактной и легкой конструкции. Эти характеристики делают гармонические приводы идеальными для: человекоподобных роботизированных манипуляторов; коллаборативных роботов; медицинских роботов; точной автоматизации; приложений с управлением силой. Планетарные шарнирные модули. Планетарный привод шарнира робота обеспечивает: более высокую жесткость конструкции; лучшую ударопрочность; более высокий крутящий момент; отличное соотношение цены и качества. Планетарные приводы обычно используются для: роботизированных ног; шарниров в пояснице; тяжелой автоматизации; мобильных роботов; приложений с высокой ударной нагрузкой. Многие передовые роботы сочетают в себе обе технологии, используя модули гармонического привода там, где точность имеет решающее значение, и планетарные приводы там, где требуется более высокая жесткость и грузоподъемность.

О:

Внутренние шестерни мотор-редуктора HONPINE с планетарной передачей изготовлены из высокопрочной легированной стали, обработанной цементацией и закалкой, достигая поверхностной твердости HRC 58–62. В сочетании с пищевой смазкой срок службы превышает 10,000 часов при номинальных условиях эксплуатации, что эквивалентно приблизительно 14 месяцам непрерывной промышленной работы без замены основных компонентов.
Кроме того, двигатель оснащен модульной конструкцией уплотнения со степенью защиты IP65, эффективно противостоящей пыли и брызгам жидкости, что делает его подходящим для особых условий эксплуатации, таких как пищевая переработка и окраска автомобилей.
Стандартизированные интерфейсы и съемная конструкция торцевой крышки позволяют выполнять техническое обслуживание без разборки всего робота—модули можно заменять напрямую, что значительно сокращает время простоя и затраты на обслуживание.

О:

От промышленных применений, таких как сортировка роботом SCARA и загрузка и разгрузка шестиосевым роботизированным манипулятором, до медицинских применений, включая оборудование для реабилитационных тренировок и точное управление хирургическим роботом, и далее до потребительских рынков, таких как моделирование походки бионического робота и стабилизация подвеса БПЛА, модуль поддерживает несколько коммуникационных протоколов, включая CAN и RS485, обеспечивая быструю совместимость с системами управления различных брендов.
Что еще более важно, сочетание облегченной конструкции и высокой плотности крутящего момента обеспечивает широкую универсальность применения:
Модели малого размера могут быть встроены в подвесы БПЛА, обеспечивая плавное вращение на 360° без увеличения полезной нагрузки.
Более крупные модели могут быть интегрированы в приводные колеса AGV, поддерживая 24-hour непрерывную работу для удовлетворения требований бесперебойных складских и логистических операций.

О:

Чтобы соответствовать строгим требованиям к точности в промышленном производстве, модуль использует структуру планетарного редуктора с косозубыми шестернями. Благодаря оптимизированной конструкции поверхности зубьев, люфт шестерен контролируется в пределах 10 arcminutes (примерно 0.167°), достигая точности повторного позиционирования ±12 arcminutes.
В сочетании с высокочастотным управляющим сигналом 3 kHz и временем отклика ≤200 μs, система предотвращает потери продукции, вызванные задержкой или ошибками позиционирования, даже при операциях микронного уровня, таких как сборка прецизионных электронных компонентов и сварка выводов литиевых батарей.
Для применений с большими нагрузками модуль использует усиленные материалы шестерен и конструкции подшипников военного класса. Пиковый крутящий момент достигает 36 Nm, а момент при остановке превышает 24 Nm, что эквивалентно стабильному подъему груза 3.6 kg. Это обеспечивает мощную и надежную силу для передвижения с нагрузкой в четвероногих роботах и вспомогательной реабилитации в экзоскелетных роботах.

Гармонические приводы для человекоподобных роботов- FAQ

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных технических вопросов и вопросов по закупке, которые задают клиенты при оценке модулей суставов и приводных систем человекоподобных роботов. Темы включают выбор крутящего момента, передаточные числа редуктора, управление движением, протоколы связи, управление температурным режимом, характеристики динамической ходьбы и интеграцию с платформами человекоподобных роботов.

Это руководство предназначено для того, чтобы помочь инженерам, разработчикам робототехники и командам по закупкам лучше понять, как выбирать подходящие решения для суставов для различных размеров человекоподобных роботов, требований к полезной нагрузке и сценариев применения.
Для получения дополнительных решений для человекоподобных роботов свяжитесь с honpine

О:

Выбор зависит от области применения вашего робота, а не от того, какая технология «лучше». Модули гармонических шарниров. Модуль гармонического шарнира использует редуктор с гармоническим приводом для достижения: практически нулевого люфта; чрезвычайно высокой точности позиционирования; плавного управления движением; компактной и легкой конструкции. Эти характеристики делают гармонические приводы идеальными для: человекоподобных роботизированных манипуляторов; коллаборативных роботов; медицинских роботов; точной автоматизации; приложений с управлением силой. Планетарные шарнирные модули. Планетарный привод шарнира робота обеспечивает: более высокую жесткость конструкции; лучшую ударопрочность; более высокий крутящий момент; отличное соотношение цены и качества. Планетарные приводы обычно используются для: роботизированных ног; шарниров в пояснице; тяжелой автоматизации; мобильных роботов; приложений с высокой ударной нагрузкой. Многие передовые роботы сочетают в себе обе технологии, используя модули гармонического привода там, где точность имеет решающее значение, и планетарные приводы там, где требуется более высокая жесткость и грузоподъемность.

О:

Внутренние шестерни мотор-редуктора HONPINE с планетарной передачей изготовлены из высокопрочной легированной стали, обработанной цементацией и закалкой, достигая поверхностной твердости HRC 58–62. В сочетании с пищевой смазкой срок службы превышает 10,000 часов при номинальных условиях эксплуатации, что эквивалентно приблизительно 14 месяцам непрерывной промышленной работы без замены основных компонентов.
Кроме того, двигатель оснащен модульной конструкцией уплотнения со степенью защиты IP65, эффективно противостоящей пыли и брызгам жидкости, что делает его подходящим для особых условий эксплуатации, таких как пищевая переработка и окраска автомобилей.
Стандартизированные интерфейсы и съемная конструкция торцевой крышки позволяют выполнять техническое обслуживание без разборки всего робота—модули можно заменять напрямую, что значительно сокращает время простоя и затраты на обслуживание.

О:

От промышленных применений, таких как сортировка роботом SCARA и загрузка и разгрузка шестиосевым роботизированным манипулятором, до медицинских применений, включая оборудование для реабилитационных тренировок и точное управление хирургическим роботом, и далее до потребительских рынков, таких как моделирование походки бионического робота и стабилизация подвеса БПЛА, модуль поддерживает несколько коммуникационных протоколов, включая CAN и RS485, обеспечивая быструю совместимость с системами управления различных брендов.
Что еще более важно, сочетание облегченной конструкции и высокой плотности крутящего момента обеспечивает широкую универсальность применения:
Модели малого размера могут быть встроены в подвесы БПЛА, обеспечивая плавное вращение на 360° без увеличения полезной нагрузки.
Более крупные модели могут быть интегрированы в приводные колеса AGV, поддерживая 24-hour непрерывную работу для удовлетворения требований бесперебойных складских и логистических операций.

О:

Чтобы соответствовать строгим требованиям к точности в промышленном производстве, модуль использует структуру планетарного редуктора с косозубыми шестернями. Благодаря оптимизированной конструкции поверхности зубьев, люфт шестерен контролируется в пределах 10 arcminutes (примерно 0.167°), достигая точности повторного позиционирования ±12 arcminutes.
В сочетании с высокочастотным управляющим сигналом 3 kHz и временем отклика ≤200 μs, система предотвращает потери продукции, вызванные задержкой или ошибками позиционирования, даже при операциях микронного уровня, таких как сборка прецизионных электронных компонентов и сварка выводов литиевых батарей.
Для применений с большими нагрузками модуль использует усиленные материалы шестерен и конструкции подшипников военного класса. Пиковый крутящий момент достигает 36 Nm, а момент при остановке превышает 24 Nm, что эквивалентно стабильному подъему груза 3.6 kg. Это обеспечивает мощную и надежную силу для передвижения с нагрузкой в четвероногих роботах и вспомогательной реабилитации в экзоскелетных роботах.

О:

Это зависит от того, используется ли гармонический редуктор или планетарный редуктор.
Передаточные отношения гармонического привода обычно составляют: 30, 50, 80, 100, 121, 161.
Передаточные отношения планетарного редуктора, как правило, ниже 50.
Передаточное отношение следует выбирать вместе с общими размерами и конструктивным исполнением.

О:

Робот может перейти в состояние опоры на одну ногу, поэтому для наиболее удаленной полезной нагрузки верхней части корпуса необходимо предусмотреть достаточный запас прочности.
Динамическое моделирование обычно выполняется на основе расчетов центра масс и рычага.

О:

Да.
Такие параметры, как рост, вес, размах рук, грузоподъемность рук и условия максимальной нагрузки при полном вылете, все необходимы.

О:

Без четко определенной полезной нагрузки это невозможно точно рассчитать.
Вы можете использовать в качестве ориентира нашу существующую модель 170A.
Необходимо также учитывать рабочую полезную нагрузку верхней части тела.

О:

HONPINE обладает мощными инженерными возможностями системного уровня в нескольких областях, включая:
Технологии сенсорики
Энергетические системы
Движение и приводы
Промышленный дизайн
Такая междисциплинарная интеграция значительно сокращает цикл разработки для клиентов, создающих гуманоидных роботов, особенно от концепции (0) до первоначального внедрения (1).

О:

Это зависит от протокола связи.
Если протокол соответствует стандартной спецификации DS402, тогда поддерживается ROS2.
Частные протоколы, как правило, не поддерживаются.

О:

Задержка обычно находится на уровне микросекунд (µs).
Типичные циклы управления двигателем работают на уровне около 1 ms.

О:

Количество приводов роботизированных шарниров зависит от конструкции и области применения робота.
Для типичного человекоподобного робота:
Ноги: 12 модулей шарниров робота
Руки: 12 приводов шарниров робота
Талия: 2–3 привода
Шея: 2–3 привода
Кисти: дополнительные приводы ловких кистей — по необходимости
В общей сложности полноразмерному человекоподобному роботу обычно требуется 30–40 модулей шарниров робота.
Каждый шарнир имеет различные требования к крутящему моменту, скорости и точности. Например, плечевые и тазобедренные шарниры требуют высокомоментных гармонических приводов, тогда как запястья и шея делают упор на компактный размер, легкую конструкцию и высокую точность позиционирования. Выбор подходящего двигателя шарнира робота для каждого шарнира имеет важное значение для достижения оптимальной производительности робота.

О:

Интегрированные шарнирные модули HONPINE объединяют несколько ключевых технологий в одном компактном блоке, включая:
Сервоконтроль
Привод двигателя
Измерение крутящего момента
Система передачи
Тепловое управление
По сравнению с традиционными системами серводвигателей, решения HONPINE предлагают:
Более высокую степень интеграции и меньший вес
Более высокий пиковый крутящий момент
Более высокую точность и эффективность управления
HONPINE стремится снизить технические барьеры для клиентов, разрабатывающих роботов и системы автоматизации, обеспечивая более быструю разработку и внедрение.

О:

Не обязательно.
Версии со встроенными драйверами уже включают управление FOC внутри.

О:

16 kHz — это стандартная частота, обычно используемая для управления двигателями постоянного тока.

О:

Позиционное управление, как правило, подходит больше.
Поскольку существует упругая деформация, также можно использовать режим PT (синхронное управление положением + крутящим моментом).

О:

Заводские и технические команды HONPINE могут совместно предоставить поддержку по интеграции.

О:

Это зависит от того, используются ли гармонические приводы или планетарные редукторы.
Планетарные редукторы, как правило, теряют точность быстрее.
Гармонические редукторы также изнашиваются со временем, но даже после снижения точности они все еще могут сохранять точность на уровне угловых секунд.

О:

С помощью систем активного охлаждения и жидкостного охлаждения.

О:

Это разные параметры.
Непрерывный крутящий момент относится к длительному рабочему крутящему моменту.
Пиковый крутящий момент относится к мгновенному ударному крутящему моменту до возможного возникновения повреждения.

О:

Это зависит от размера человекоподобного робота, например 1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, or 2.4 m.
Также имеет значение полезная нагрузка верхней части тела. Требования к крутящему моменту следует рассчитывать на основе грузоподъемности.

О:

Не обязательно.
Это зависит от размера человекоподобного робота (1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, 2.4 m, etc.) и полезной нагрузки верхней части тела.Разные уровни крутящего момента следует выбирать в соответствии с требованиями к нагрузке.

О:

Бескорпусные двигатели обычно имеют большую осевую длину и больший общий объем, в то время как бескаркасные моментные двигатели более компактны по толщине.
Выбор зависит от места применения.

О:

Бескорпусные двигатели обычно имеют большую осевую длину и больший общий объем, в то время как безрамные моментные двигатели более компактны по толщине.
Выбор зависит от места применения.
Например:
Для ловких манипуляторов можно использовать бескорпусные двигатели.
Безрамные моментные двигатели, с меньшими осевыми размерами, больше подходят для рук и аналогичных конструкций.

О:

Это зависит от требуемой точности управления и условий применения.
Например, для промышленного перемещения и промышленной сборки требуются разные уровни точности.
Подходящий люфт следует выбирать на основе фактического сценария применения.

Меры предосторожности при использовании модулей суставов робота

Для получения дополнительной информации по вопросам предпродажного и послепродажного обслуживания, касающимся модулей суставов, свяжитесь с нами. HONPINE предоставит индивидуальную техническую поддержку.

● Безопасная эксплуатация:Не подключайте и не отключайте кабели при включенном питании. Перед отключением конденсаторов убедитесь, что они полностью разряжены.
● Установка оборудования: Убедитесь, что монтажная конструкция имеет достаточную механическую прочность, чтобы выдерживать вес интегрированного сустава, и обеспечивает надежное крепление.
● Затяжка винтов: При затяжке винтов между двигателем и конструкционными компонентами необходимо использовать фиксатор резьбы и динамометрический ключ. Строго соблюдайте характеристики крутящего момента, указанные в руководстве по двигателю.
● Стандарты проводки: Выполняйте подключение строго в соответствии с назначением контактов. Не полагайтесь на цвет кабелей для идентификации и обеспечьте правильное согласование сопротивления.
● Использование источника питания: Убедитесь, что напряжение источника питания соответствует номинальному напряжению интегрированного сустава. Когда пользователи подключают внешние литиевые батареи, если номинальное напряжение составляет 48V, напряжение полностью заряженной батареи при запуске может превышать 60V, что может повлиять на работу двигателя или даже повредить двигатель. Профилактические меры включают установку электролитических конденсаторов для сглаживания напряжения или последовательное подключение модуля регулирования напряжения к входу питания двигателя для стабилизации напряжения питания.
● Системы питания от батарей: В системах с питанием от батарей сама батарея может поглощать обратный ток и помогать предотвращать превышение напряжением номинального предела.
● Системы импульсного питания: В системах с импульсным источником питания интегрированный двигатель может генерировать рекуперативную энергию при быстром замедлении или под воздействием гравитационных нагрузок, вызывая повышение напряжения на шине постоянного тока и потенциально срабатывание сигнализации перенапряжения. Чтобы предотвратить это, рекомендуется установить параллельно электролитические конденсаторы большой емкости или добавить тормозные резисторы для снижения скачков напряжения.
● Избегайте поражения электрическим током и травм от сдавливания: Когда двигатель включен, работает или соединен с конструкционными компонентами, никогда не прикасайтесь к двигателю руками напрямую, чтобы избежать поражения электрическим током или травм от сдавливания, вызванных движущимися конструкциями.
 Разборка двигателя: Несанкционированная разборка двигателя запрещена. Разборка допускается только при особых обстоятельствах после консультации и под профессиональным руководством. Несанкционированная разборка аннулирует гарантию.
● Транспортировка после разборки: Если двигатель был разобран под руководством и его необходимо вернуть, перед отправкой убедитесь, что все оригинальные винты правильно установлены и надежно закреплены, чтобы предотвратить повреждение при транспортировке, вызванное вибрацией или ударом, включая винты редуктора, винты задней крышки и другие крепежные компоненты.

Тенденции отрасли

Тенденции отрасли