Moteur de joint robot sans cadre planétaire harmonique
Les moteurs de joint à transmission harmonique HONPINE se caractérisent par une haute précision, un couple élevé et un grand diamètre de noyau creux, offrant souvent des solutions pour des applications dans des espaces confinés. La personnalisation est prise en charge, et ces moteurs sont fréquemment utilisés dans le domaine de la robotique spécialisée.
Le moteur de joint planétaire est également un composant central des systèmes de puissance robotiques. Par rapport aux modules de joint harmonique, il présente un rapport de réduction plus faible, une vitesse de sortie plus élevée et une plus grande rigidité, bien qu'avec une précision de sortie globale légèrement inférieure. Grâce à des composants hautement intégrés comprenant des réducteurs planétaires, des moteurs couple sans cadre, des freins, des encodeurs et des variateurs, sa taille et son poids sont considérablement optimisés, permettant un contrôle précis du mouvement des articulations. Il en résulte un couple plus élevé, des dimensions plus compactes et un poids plus léger. Les moteurs de joint planétaire prennent généralement en charge une large plage de tension, s'adaptant à une basse tension DC 24V~48V. Nous proposons également des solutions personnalisées en fonction des exigences individuelles des clients.
Le moteur couple sans cadre, un type spécialisé de moteur synchrone à aimants permanents (PMSM), se compose de deux composants centraux: le rotor et le stator, tout en éliminant les structures de moteur traditionnelles telles que les carters, les roulements et les arbres. Conçu pour une intégration directe dans le système mécanique du client, il exige que l'utilisateur final fournisse les roulements de support et les enveloppes. Cette philosophie de conception offre une flexibilité plus élevée, des dimensions plus compactes et des performances supérieures, ce qui le rend idéal pour les applications ayant des exigences strictes en matière d'espace, de poids et de capacités dynamiques. Il excelle dans les scénarios de haute précision et de réponse dynamique élevée, notamment l'actionnement des articulations de robots humanoïdes, les plateaux rotatifs de précision, les équipements médicaux et les systèmes d'automatisation industrielle.Les moteurs couple sans cadre sont en outre classés en moteurs sans cadre à rotor interne et moteurs sans cadre à rotor externe, selon leur configuration structurelle.
Qu'est-ce qu'un moteur de joint robot à transmission harmonique?
Le moteur de joint harmonique permet un contrôle de mouvement de haute précision grâce à des composants intégrés comprenant une transmission harmonique, un moteur couple sans cadre, un frein, un encodeur et une unité d'entraînement, avec une taille et un poids optimisés.Le moteur de joint harmonique HONPINE offre des options de configuration flexibles pour répondre à divers besoins d'application, notamment des doubles encodeurs, le STO (Safe Torque Off), des freins de maintien et des capteurs de couple intégrés.
Sélection d'actionneur de joint robot à transmission harmonique
Afin de répondre aux diverses demandes du marché, les moteurs de joint robot à transmission harmonique HONPINE sont actuellement divisés en trois séries principales: HPJM, TCHL et HAG.
Ce guide fournit un aperçu initial pour vous aider à sélectionner l'actionneur le plus adapté à votre application en fonction de facteurs tels que le contrôle des coûts, le délai de livraison et les exigences de performance de base.
Pour une sélection détaillée et une assistance technique, n'hésitez pas à nous contacter pour en discuter davantage.
Caractéristiques clés
Cette série est sur le marché depuis plus de 5 ans, offrant une solution de joint de robot humanoïde pleinement développée et mature. Elle intègre un réducteur harmonique, un variateur, un encodeur et un moteur couple sans cadre. Des options de doubles encodeurs et de frein sont disponibles. Prend en charge les protocoles de communication CAN (propriétaire), CANopen et EtherCAT.
Avantages clés
Conception hautement compacte, permettant plus d'espace pour l'intégration du système à exigences de performance équivalentes
Graisse basse température en option, adaptée aux environnements sévères jusqu'à -40°C
Délai moyen ≤ 4 semaines, garantissant une forte capacité de production
Applications
Idéal pour les projets nécessitant des performances stables et fiables, une livraison rapide en lots ou un fonctionnement dans des environnements à basse température.
Remarques
Cette série n'a pas été initialement conçue avec des capteurs de couple ni une étanchéité. Une personnalisation est disponible si de telles fonctions sont requises, mais un coût supplémentaire et un délai plus long sont à prévoir.
Caractéristiques clés
Cette nouvelle série, qui sera lancée à la fin de 2025, adopte un réducteur harmonique développé en interne, permettant un meilleur contrôle des coûts. Elle est livrée en standard avec des doubles encodeurs (absolus monotour, résolution de 23-bit) et prend en charge les protocoles de communication CAN FD et EtherCAT. Les fonctions optionnelles comprennent un frein et un capteur de couple. Le faisceau de bornes intégré prend en charge le passage des câbles dans l'arbre creux et la mise en cascade des modules.
Avantages clés
Avantage significatif en termes de coût
Prend en charge des configurations de montage avant, latéral et arrière, offrant une grande flexibilité structurelle
La conception du faisceau facilite l'intégration du système
Applications
Idéal pour les projets sensibles aux coûts avec des exigences élevées en matière de flexibilité d'installation.
Remarques
Actuellement, seul un rapport de transmission de 101 est disponible. La gamme complète des rapports de transmission devrait être lancée en June 2026. Le délai actuel est d'environ 6 semaines.
Caractéristiques clés
Lancée en 2026, cette nouvelle série est équipée de la fonction STO (Safe Torque Off) pour répondre à des exigences de sécurité spécifiques. Elle adopte des réducteurs harmoniques de grandes marques nationales, garantissant une haute fiabilité du produit. Prend en charge les protocoles de communication CANopen et EtherCAT, avec frein et capteur de couple en option.
Avantages clés
Répond à des normes de sécurité plus élevées
Excellentes performances et qualité fiable des composants centraux du réducteur
Applications
Idéal pour les projets avec des exigences de sécurité claires ou lorsque la fiabilité du réducteur est une priorité absolue.
Remarques
En tant que série nouvellement lancée, la capacité de production est encore en cours de montée en puissance. Le délai actuel est d'environ 8–10 semaines.
Solutions et applications de moteurs de joint robot
Pendant de nombreuses années, HONPINE a appliqué les moteurs de joint robot harmonique et les moteurs de joint planétaire à divers domaines, notamment les robots humanoïdes, les robots à deux bras, les robots à roues, les drones, les machines agricoles, les équipements nucléaires, les robots industriels et les équipements d'automatisation industrielle, en fournissant des solutions de moteurs de joint et en prenant en charge la personnalisation pour ces secteurs. Ses séries HPJM, TCHL, HAG et autres de moteurs de joint robot sont développées sur la base de l'expérience acquise dans le cadre de services pratiques.
Quels sont les avantages et les inconvénients du moteur de joint harmonique
Avantages des moteurs de joint harmonique
Précision ultra-élevée
Jeu de transmission minimal avec une précision de positionnement répétée allant jusqu'à ±0.01 mm, ce qui le rend essentiel pour les opérations robotiques de précision.
Rapport de réduction élevé
Un grand rapport de réduction à un seul étage permet une sortie de couple élevée à partir d'une taille compacte, atteignant efficacement des performances de “basse vitesse, forte charge”.
Conception extrêmement compacte
Structure simple, petite taille et construction légère, ce qui le rend très adapté aux pièces robotiques à espace contraint telles que les poignets et les mains.
Capacité d'intégration élevée
Souvent vendu sous forme de modules intégrés combinant moteurs, encodeurs et autres composants, permettant une installation et une maintenance pratiques tout en prenant en charge une conception modulaire.
Inconvénients des moteurs de joint harmonique
Le réducteur harmonique et le capteur de couple du moteur d'articulation harmonique sont développés sur mesure, ce qui rend la réduction du prix difficile. Cependant, dans un avenir proche, lorsque la demande et la capacité de production atteindront un certain niveau, le prix pourra être réduit.
Module de joint robot à transmission harmonique - FAQ
Les moteurs de joint DC harmoniques HONPINE sont des actionneurs harmoniques spécialement conçus pour l'intelligence incarnée. hpjm a été le premier actionneur harmonique à être lancé, et affiche actuellement les performances les plus stables et le délai de livraison le plus rapide. Afin de répondre aux besoins des clients, nous avons récemment lancé deux nouveaux moteurs de joint DC harmoniques: TCHL et HAG. Contactez-nous pour obtenir les dernières brochures produits.
Nos modules d'entraînement harmonique sont dotés d'un encodeur haute précision de 16 bits, offrant une résolution de 65 536 positions discrètes par tour. Cela signifie que la rotation complète de 360° est divisée en incréments extrêmement fins pour une précision positionnelle exceptionnelle à l'extrémité du moteur.
Bien que les modules standard de joint de robot HONPINE ne comprennent pas de mesure de couple intégrée, nous pouvons répondre aux exigences de détection de couple en intégrant un capteur de couple externe. Veuillez contacter notre équipe technique pour des solutions personnalisées.
En raison de la conception très compacte de notre système d'entraînement intégré, les modules d'articulation de robot actuels de HONPINE n'incluent pas de broches d'E/S à usage général. Cette conception rationalisée permet une optimisation de l'espace dans les applications robotiques.
Les spécifications mécaniques complètes, y compris la masse et le volume pour toutes les variantes de modules, sont disponibles dans notre brochure de sélection de modèles. Téléchargez la brochure dans notre section ressources ou contactez notre équipe commerciale pour des exigences dimensionnelles spécifiques.
Le moteur articulé HONPINE utilise un encodeur magnétique avec une résolution de 65 536 unités par tour.
Oui. Il utilise un codeur absolu multi-tours. Cependant, en raison d'un réducteur à la sortie, une batterie de codeur est nécessaire pour conserver le comptage de position multi-tours. La personnalisation est prise en charge, ce qui permet d'avoir le moteur avec ou sans la batterie de codeur.
Sur la base du protocole CAN, un seul moteur nécessite 0,5 ms pour chaque transmission et réception. Pour plusieurs moteurs, ce temps s'accumule en conséquence.
En substance, un contrôleur principal peut gérer quatre modules. Bien que le cycle de communication normal soit de 0,5 ms par transmission, il ne maintient pas systématiquement cet intervalle—par exemple, un échantillonnage à haute fréquence n'est pas nécessaire pendant les états d'alarme ou des conditions similaires.
Un module d'articulation harmonique permet un contrôle précis de la position et du couple pour les articulations de robot grâce au rapport de réduction élevé (généralement 50–160:1) et au faible jeu (moins de 1 minute d'arc) du réducteur harmonique.
De plus, le module intègre des codeurs et des capteurs de couple, permettant un ajustement en temps réel du couple avec une précision de ±0,1 N·m, ce qui le rend parfaitement adapté aux tâches d'assemblage flexibles et conformes.
Un module d'articulation harmonique prend en charge le mouvement de rotation des articulations robotiques et atteint une précision de répétition de positionnement allant jusqu'à ±0,001°.
Il offre une densité de couple élevée (>100 N·m/kg) dans un espace compact, ce qui le rend idéal pour des applications telles que :
Articulations de robots humanoïdes
Robots de soudage et de manutention
Machines médicales
Équipements d'automatisation industrielle
Systèmes d'entraînement électrique
Robots de service et autres systèmes robotiques
La conception à arbre creux permet aux câbles, lignes pneumatiques ou fils de signal de passer par le centre, réduisant le diamètre du joint et rendant le routage des câbles plus simple et plus fiable. Cela réduit considérablement la complexité du câblage et améliore l'intégration globale du système dans les applications robotiques.
Les moteurs d'articulation harmonique HONPINE se caractérisent par :
Couple de sortie élevé
Haute précision
Rapport de réduction élevé
Structure compacte
Faible bruit
Faibles vibrations
Ils sont particulièrement adaptés aux articulations de bras de robot, où des exigences extrêmement élevées en matière de précision, de contrôle de force et de conception légère sont essentielles.
Avec l'expansion continue des capacités de fabrication à grande échelle et l'innovation technologique constante, HONPINE vise non seulement à fournir des produits fiables, fabriquables en série et économiques, mais aussi à accélérer l'industrialisation des robots humanoïdes et des robots à intelligence incarnée.
Paramètres clés
Résolution 16 bits : 65 536 impulsions par tour de moteur.
Rapport de réduction : par exemple, 101:1 signifie que la sortie effectue un tour pour chaque 101 tours du moteur.
Vitesse de sortie
Vitesse de sortie = vitesse du moteur ÷ rapport de réduction.
Exemple : moteur à 1 tour/sec (65 536 impulsions/sec) avec un rapport 101:1 → la sortie effectue 1 tour en 101 secondes.
Conversion d'unités
Conversions rad/s :
1 rad/s ≈ 57,3 °/s
1 rad/s ≈ 9,55 tr/min
Impulsions/sec ↔ tr/min (encodeur 16 bits) :
1 tr/min ≈ 1092,27 impulsions/sec
1 impulsion/sec ≈ 1/1092,27 tr/min
Remarque : Les calculs sont basés sur des relations physiques. Par exemple, 1 rad/s = 60/(2π) tr/min.
Moteur de joint planétaire - FAQ
Le moteur de joint planétaire JRM est un produit de qualité militaire de HONPINE, couramment utilisé dans les chiens robots haute performance. Actuellement, pour la bionique des robots humanoïdes, le moteur de joint harmonique HPJM est sur le point d'être lancé, avec une conception plus compacte et une cavité creuse plus grande.
Pour répondre aux exigences de précision strictes de la fabrication industrielle, le module adopte une structure de réduction planétaire à engrenage hélicoïdal. Grâce à une conception optimisée de la surface des dents, le jeu des engrenages est contrôlé à moins de 10 minutes d'arc (environ 0,167°), atteignant une précision de positionnement répétée de ±12 minutes d'arc.
Combiné à un signal de contrôle haute fréquence de 3 kHz et un temps de réponse ≤200 μs, le système évite les pertes de produit causées par des retards ou des erreurs de positionnement, même dans des opérations de niveau micron comme l'assemblage de composants électroniques de précision et le soudage des languettes de batteries lithium.
Pour les applications à charge lourde, le module utilise des matériaux d'engrenage renforcés de qualité militaire et des structures de roulement. Le couple de pointe atteint jusqu'à 36 Nm, tandis que le couple de blocage dépasse 24 Nm, équivalent à soulever de manière stable une charge de 3,6 kg. Cela fournit une puissance robuste et fiable pour la locomotion portante dans les robots quadrupèdes et l'assistance à la rééducation dans les robots exosquelettes.
Des applications industrielles telles que le tri par robot SCARA et le chargement/déchargement par bras robotique à six axes, aux applications médicales incluant les équipements de rééducation et le contrôle de précision des robots chirurgicaux, et jusqu'aux marchés grand public comme la simulation de démarche robotique biomimétique et la stabilisation de cardan pour drones, le module prend en charge plusieurs protocoles de communication, y compris CAN et RS485, permettant une compatibilité rapide avec les systèmes de contrôle de différentes marques.
Plus important encore, la combinaison d'une conception légère et d'une densité de couple élevée offre une grande polyvalence d'application :
Les modèles de petite taille peuvent être intégrés dans les cardans de drones, assurant une rotation fluide à 360° sans augmenter la charge utile.
Les modèles plus grands peuvent être intégrés dans les roues motrices des AGV, supportant un fonctionnement continu 24 heures sur 24 pour répondre aux exigences des opérations d'entrepôt et de logistique ininterrompues.
Les engrenages internes du moteur à engrenages planétaires HONPINE sont fabriqués en acier allié haute résistance, traités par cémentation et trempe, atteignant une dureté superficielle de HRC 58-62. Combinés à une graisse lubrifiante de qualité alimentaire, la durée de vie dépasse 10 000 heures dans des conditions de fonctionnement nominales, ce qui équivaut à environ 14 mois de fonctionnement industriel continu sans remplacer les composants principaux.
De plus, le moteur dispose d'une conception d'étanchéité modulaire avec un indice de protection IP65, résistant efficacement à la poussière et aux éclaboussures de liquide, le rendant adapté à des environnements spéciaux tels que la transformation des aliments et la peinture automobile.
Les interfaces standardisées et la conception de capot amovible permettent une maintenance sans démonter l'ensemble du robot—les modules peuvent être remplacés directement, réduisant considérablement les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.
Avec les avantages inhérents aux réducteurs à engrenages planétaires, les moteurs réducteurs planétaires HONPINE sont largement utilisés dans divers domaines robotiques.
Dans les robots quadrupèdes, ils répondent aux exigences de 12 degrés de liberté, fournissant une propulsion stable et puissante pour les déplacements sur des terrains complexes.
Dans les bras robotiques, le réducteur planétaire de haute précision assure un positionnement précis, permettant d'effectuer des tâches complexes telles que le soudage et la découpe.
Dans les robots humanoïdes, les réducteurs planétaires aident à réaliser des mouvements plus naturels et fluides, améliorant considérablement la coordination et la stabilité dans des actions telles que la marche, le levage des bras et les transitions de posture.
Actionneurs Harmonic Drive pour robots humanoïdes- FAQ
Voici quelques-unes des questions techniques et d'achat les plus courantes que les clients posent lors de l'évaluation des modules d'articulation de robots humanoïdes et des systèmes d'actionnement. Les sujets incluent la sélection du couple, les rapports de réduction, le contrôle du mouvement, les protocoles de communication, la gestion thermique, les performances de marche dynamique et l'intégration avec les plateformes de robots humanoïdes.
Ce guide est destiné à aider les ingénieurs, les développeurs en robotique et les équipes d'approvisionnement à mieux comprendre comment sélectionner des solutions d'articulation adaptées à différentes tailles de robots humanoïdes, exigences de charge utile et scénarios d'application.
Pour plus de solutions de robots humanoïdes, veuillez contacter honpine
Pour répondre aux exigences de précision strictes de la fabrication industrielle, le module adopte une structure de réduction planétaire à engrenage hélicoïdal. Grâce à une conception optimisée de la surface des dents, le jeu des engrenages est contrôlé à moins de 10 minutes d'arc (environ 0,167°), atteignant une précision de positionnement répétée de ±12 minutes d'arc.
Combiné à un signal de contrôle haute fréquence de 3 kHz et un temps de réponse ≤200 μs, le système évite les pertes de produit causées par des retards ou des erreurs de positionnement, même dans des opérations de niveau micron comme l'assemblage de composants électroniques de précision et le soudage des languettes de batteries lithium.
Pour les applications à charge lourde, le module utilise des matériaux d'engrenage renforcés de qualité militaire et des structures de roulement. Le couple de pointe atteint jusqu'à 36 Nm, tandis que le couple de blocage dépasse 24 Nm, équivalent à soulever de manière stable une charge de 3,6 kg. Cela fournit une puissance robuste et fiable pour la locomotion portante dans les robots quadrupèdes et l'assistance à la rééducation dans les robots exosquelettes.
Des applications industrielles telles que le tri par robot SCARA et le chargement/déchargement par bras robotique à six axes, aux applications médicales incluant les équipements de rééducation et le contrôle de précision des robots chirurgicaux, et jusqu'aux marchés grand public comme la simulation de démarche robotique biomimétique et la stabilisation de cardan pour drones, le module prend en charge plusieurs protocoles de communication, y compris CAN et RS485, permettant une compatibilité rapide avec les systèmes de contrôle de différentes marques.
Plus important encore, la combinaison d'une conception légère et d'une densité de couple élevée offre une grande polyvalence d'application :
Les modèles de petite taille peuvent être intégrés dans les cardans de drones, assurant une rotation fluide à 360° sans augmenter la charge utile.
Les modèles plus grands peuvent être intégrés dans les roues motrices des AGV, supportant un fonctionnement continu 24 heures sur 24 pour répondre aux exigences des opérations d'entrepôt et de logistique ininterrompues.
Les engrenages internes du moteur à engrenages planétaires HONPINE sont fabriqués en acier allié haute résistance, traités par cémentation et trempe, atteignant une dureté superficielle de HRC 58-62. Combinés à une graisse lubrifiante de qualité alimentaire, la durée de vie dépasse 10 000 heures dans des conditions de fonctionnement nominales, ce qui équivaut à environ 14 mois de fonctionnement industriel continu sans remplacer les composants principaux.
De plus, le moteur dispose d'une conception d'étanchéité modulaire avec un indice de protection IP65, résistant efficacement à la poussière et aux éclaboussures de liquide, le rendant adapté à des environnements spéciaux tels que la transformation des aliments et la peinture automobile.
Les interfaces standardisées et la conception de capot amovible permettent une maintenance sans démonter l'ensemble du robot—les modules peuvent être remplacés directement, réduisant considérablement les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.
Avec les avantages inhérents aux réducteurs à engrenages planétaires, les moteurs réducteurs planétaires HONPINE sont largement utilisés dans divers domaines robotiques.
Dans les robots quadrupèdes, ils répondent aux exigences de 12 degrés de liberté, fournissant une propulsion stable et puissante pour les déplacements sur des terrains complexes.
Dans les bras robotiques, le réducteur planétaire de haute précision assure un positionnement précis, permettant d'effectuer des tâches complexes telles que le soudage et la découpe.
Dans les robots humanoïdes, les réducteurs planétaires aident à réaliser des mouvements plus naturels et fluides, améliorant considérablement la coordination et la stabilité dans des actions telles que la marche, le levage des bras et les transitions de posture.
Précautions d'utilisation des modules d'articulation robotique
Pour plus d'informations sur les questions avant-vente et après-vente concernant les modules d'articulation, veuillez nous contacter. HONPINE fournira un support technique individuel.
● Fonctionnement sécurisé:Ne branchez ni ne débranchez les câbles lorsque l'appareil est sous tension. Avant de déconnecter les condensateurs, assurez-vous qu'ils sont complètement déchargés.
● Installation de l'équipement: Vérifiez que la structure d'installation possède une résistance mécanique suffisante pour supporter le poids de l'articulation intégrée et garantir un montage sécurisé.
● Serrage des vis: Lors du serrage des vis entre le moteur et les composants structurels, un adhésif frein-filet et une clé dynamométrique doivent être utilisés. Suivez strictement les spécifications de couple fournies dans le manuel du moteur.
● Normes de câblage: Effectuez le câblage en respectant strictement la définition des broches. Ne vous fiez pas aux couleurs des câbles pour l'identification, et assurez-vous d'une correspondance correcte de la résistance.
● Utilisation de l'alimentation électrique: Vérifiez que la tension d'alimentation correspond à la tension nominale de l'articulation intégrée. Lorsque les utilisateurs connectent des batteries au lithium externes, si la tension nominale est de 48V, la tension de la batterie complètement chargée peut dépasser 60V au démarrage, ce qui pourrait affecter le fonctionnement du moteur, voire endommager le moteur. Les mesures préventives incluent l'installation de condensateurs électrolytiques pour lisser la tension ou la connexion d'un module de régulation de tension en série avec l'entrée d'alimentation du moteur afin de stabiliser la tension d'alimentation.
● Systèmes d'alimentation par batterie: Dans les systèmes alimentés par batterie, la batterie elle-même peut absorber le courant inverse et aider à empêcher la tension de dépasser la limite nominale.
● Systèmes d'alimentation à découpage: Dans les systèmes d'alimentation à découpage, le moteur intégré peut générer de l'énergie régénérative lors d'une décélération rapide ou lorsqu'il est entraîné par des charges gravitationnelles, provoquant une élévation de la tension du bus DC et pouvant déclencher des alarmes de surtension. Pour éviter cela, il est recommandé d'installer en parallèle des condensateurs électrolytiques de grande capacité ou d'ajouter des résistances de freinage pour réduire les pics de tension.
● Éviter les chocs électriques et les blessures par écrasement: Lorsque le moteur est sous tension, en fonctionnement ou connecté à des composants structurels, ne touchez jamais directement le moteur avec la main afin d'éviter les chocs électriques ou les blessures par écrasement causées par des structures en mouvement.
● Démontage du moteur: Le démontage non autorisé du moteur est interdit. Le démontage n'est autorisé que dans des circonstances particulières après consultation et sous guidance professionnelle. Tout démontage non autorisé annulera la garantie.
● Transport après démontage: Si le moteur est démonté sous guidance et doit être retourné, assurez-vous que toutes les vis d'origine sont correctement réinstallées et fixées avant l'expédition afin d'éviter les dommages de transport causés par les vibrations ou les chocs, y compris les vis du réducteur, les vis du couvercle arrière et les autres composants de fixation.
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