Motor de articulación robótica planetaria armónica sin bastidor
Los motores de articulación con harmonic drive de HONPINE se caracterizan por alta precisión, alto par y gran diámetro de núcleo hueco, y a menudo proporcionan soluciones para aplicaciones en espacios confinados. Se admite la personalización, y estos motores se utilizan con frecuencia en el campo de la robótica especializada.
El motor de articulación planetaria también es un componente central de los sistemas de potencia robóticos. En comparación con los módulos de articulación armónica, presenta una relación de reducción menor, una mayor velocidad de salida y una mayor rigidez, aunque con una precisión de salida general ligeramente inferior. Mediante componentes altamente integrados, incluidos reductores planetarios, motores de par sin bastidor, frenos, encoders y drivers, su tamaño y peso se optimizan significativamente, lo que permite un control preciso del movimiento articular. Esto da como resultado un mayor par, dimensiones más compactas y menor peso. Los motores de articulación planetaria suelen admitir un amplio rango de voltaje, adaptándose a DC 24V~48V de bajo voltaje. También ofrecemos soluciones personalizadas basadas en los requisitos individuales de cada cliente.
El motor de par sin bastidor, un tipo especializado de motor síncrono de imanes permanentes (PMSM), consta de dos componentes centrales: el rotor y el estator, eliminando al mismo tiempo las estructuras tradicionales del motor, como carcasas, rodamientos y ejes. Diseñado para integrarse directamente en el sistema mecánico del cliente, requiere que el usuario final proporcione los rodamientos de soporte y las carcasas. Esta filosofía de diseño ofrece mayor flexibilidad, dimensiones más compactas y un rendimiento superior, lo que lo hace ideal para aplicaciones con exigencias estrictas de espacio, peso y capacidades dinámicas. Destaca en escenarios de alta precisión y alta respuesta dinámica, incluida la actuación de articulaciones de robots humanoides, mesas rotativas de precisión, equipos médicos y sistemas de automatización industrial.Los motores de par sin bastidor se subcategorizaron además en motores sin bastidor de rotor interno y motores sin bastidor de rotor externo, según su configuración estructural.
¿Qué es un motor de articulación robótica con harmonic drive?
El motor de articulación armónica logra un control de movimiento de alta precisión mediante componentes integrados que incluyen harmonic drive, motor de par sin bastidor, freno, encoder y unidad de accionamiento, con tamaño y peso optimizados.El motor de articulación armónica de HONPINE ofrece opciones de configuración flexibles para satisfacer diversas necesidades de aplicación, incluidos encoders duales, STO (Safe Torque Off), frenos de retención y sensores de par integrados.
Selección de actuador de articulación robótica con Harmonic Drive
Para satisfacer las diversas demandas del mercado, los motores de articulación robótica con harmonic drive de HONPINE se dividen actualmente en tres series principales: HPJM, TCHL y HAG.
Esta guía proporciona una visión general inicial para ayudarle a seleccionar el actuador más adecuado para su aplicación en función de factores como el control de costos, el plazo de entrega y los requisitos básicos de rendimiento.
Para una selección detallada y soporte técnico, no dude en ponerse en contacto con nosotros para seguir conversando.
Características clave
Esta serie lleva más de 5 años en el mercado y ofrece una solución de articulación para robots humanoides totalmente desarrollada y madura. Integra un reductor armónico, driver, encoder y motor de par sin bastidor. Hay disponibles opciones de encoder dual y freno. Admite protocolos de comunicación CAN (propietario), CANopen y EtherCAT.
Ventajas clave
Diseño altamente compacto, que permite más espacio para la integración del sistema bajo requisitos de rendimiento equivalentes
Grasa opcional de baja temperatura, adecuada para entornos severos de hasta -40°C
Plazo de entrega promedio ≤ 4 semanas, lo que garantiza una sólida capacidad de producción
Aplicaciones
Ideal para proyectos que requieren un rendimiento estable y confiable, entrega rápida por lotes u operación en entornos de baja temperatura.
Notas
Esta serie no fue diseñada originalmente con sensores de par ni impermeabilización. La personalización está disponible si se requieren estas características, pero debe esperarse un costo adicional y un plazo de entrega más largo.
Características clave
Esta nueva serie, que se lanzará a finales de 2025, adopta un reductor armónico de desarrollo propio, lo que permite un mejor control de costos. Viene de serie con encoders duales (absoluto de una sola vuelta, resolución de 23-bit) y admite protocolos de comunicación CAN FD y EtherCAT. Las funciones opcionales incluyen freno y sensor de par. El mazo de terminales integrado admite tendido de cables a través de eje hueco y conexión en cascada de módulos.
Ventajas clave
Ventaja significativa en costos
Admite configuraciones de montaje frontal, lateral y trasero, ofreciendo alta flexibilidad estructural
El diseño del mazo facilita una integración sencilla del sistema
Aplicaciones
Ideal para proyectos sensibles al costo con altos requisitos de flexibilidad de instalación.
Notas
Actualmente, solo está disponible una relación de engranajes de 101. Se espera que la gama completa de relaciones de engranajes se lance en June de 2026. El plazo de entrega actual es de aproximadamente 6 semanas.
Características clave
Lanzada en 2026, esta nueva serie está equipada con funcionalidad STO (Safe Torque Off) para cumplir requisitos de seguridad específicos. Adopta reductores armónicos de marcas nacionales líderes, lo que garantiza una alta confiabilidad del producto. Admite protocolos de comunicación CANopen y EtherCAT, con freno y sensor de par opcionales.
Ventajas clave
Cumple estándares de seguridad más altos
Excelente rendimiento y calidad confiable de los componentes centrales del reductor
Aplicaciones
Ideal para proyectos con requisitos de seguridad claros o donde la confiabilidad del reductor es una prioridad máxima.
Notas
Como serie recién lanzada, la capacidad de producción aún está aumentando. El plazo de entrega actual es de aproximadamente 8–10 semanas.
Soluciones y aplicaciones de motores de articulación robótica
Durante muchos años, HONPINE ha aplicado motores de articulación robótica armónica y motores de articulación planetaria en diversos campos, incluidos robots humanoides, robots de doble brazo, robots con ruedas, drones, maquinaria agrícola, equipos nucleares, robots industriales y equipos de automatización industrial, proporcionando soluciones de motores de articulación y admitiendo personalización para estas industrias. Sus series HPJM, TCHL, HAG y otras series de motores de articulación robótica se desarrollan sobre la base de la experiencia obtenida en el servicio práctico.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas del motor de articulación armónica?
Ventajas de los motores de articulación armónica
Precisión ultraalta
Holgura de transmisión mínima con una precisión de posicionamiento repetitivo de hasta ±0.01 mm, lo que lo hace esencial para operaciones robóticas precisas.
Alta relación de reducción
Una gran relación de reducción de una sola etapa permite una alta salida de par a partir de un tamaño compacto, logrando un rendimiento eficaz de “baja velocidad, alta carga”.
Diseño extremadamente compacto
Estructura simple, tamaño pequeño y construcción ligera, lo que lo hace muy adecuado para partes robóticas con limitación de espacio, como muñecas y manos.
Alta capacidad de integración
A menudo se vende como módulos integrados que combinan motores, encoders y otros componentes, lo que permite una instalación y mantenimiento convenientes al tiempo que admite diseño modular.
Desventajas de los motores de articulación armónica
El reductor armónico y el sensor de par del motor de articulación armónica son desarrollados a medida, lo que dificulta reducir el precio. Sin embargo, en un futuro próximo, cuando la demanda y la capacidad de producción alcancen cierto nivel, el precio podrá reducirse.
Módulo de articulación robótica con Harmonic Drive - Preguntas frecuentes
Los motores de articulación DC armónica de HONPINE son actuadores armónicos diseñados específicamente para la inteligencia incorporada. hpjm fue el primer actuador armónico en lanzarse y actualmente cuenta con el rendimiento más estable y el tiempo de entrega más rápido. Para satisfacer las necesidades de los clientes, recientemente hemos lanzado dos nuevos motores de articulación DC armónica: TCHL y HAG. Contáctenos para obtener los folletos de productos más recientes.
Parámetros principales
Resolución de 16 bits: 65,536 pulsos por revolución del motor.
Relación de transmisión: por ejemplo, 101:1 significa que la salida gira una vez por cada 101 giros del motor.
Velocidad de salida
Velocidad de salida = velocidad del motor ÷ relación de transmisión.
Ejemplo: motor a 1 rev/seg (65,536 pulsos/seg) con una relación 101:1 → la salida completa 1 revolución en 101 segundos.
Conversión de unidades
Conversiones de rad/s:
1 rad/s ≈ 57.3 °/s
1 rad/s ≈ 9.55 rpm
Pulsos/s ↔ rpm (codificador de 16 bits):
1 rpm ≈ 1092.27 pulsos/s
1 pulso/s ≈ 1/1092.27 rpm
Nota: Los cálculos se basan en relaciones físicas. Por ejemplo, 1 rad/s = 60/(2π) rpm.
El enrutamiento de cables mediante eje hueco es un diseño estructural que permite que los cables de alimentación, los cables del codificador y los cables de comunicación pasen directamente por el centro del actuador de la articulación del robot en lugar de ser enrutados externamente. Este diseño ofrece varias ventajas importantes: elimina la torsión y el enredo de los cables, protege los cables del desgaste y los daños mecánicos, admite la rotación continua de la articulación sin interferencia de los cables, mejora la fiabilidad del robot y simplifica el mantenimiento, y crea un diseño de robot más limpio y compacto. Para los robots humanoides, los robots colaborativos y los robots cuadrúpedos, la tecnología de eje hueco se ha convertido en una característica importante de los módulos de accionamiento armónico de alto rendimiento y los motores avanzados de las articulaciones del robot.
Los módulos de accionamiento armónico HPJM utilizan un enfoque de seguridad diferente. En lugar de STO, incorporamos un sistema de freno electromagnético integrado confiable que se activa automáticamente para detener la rotación inmediatamente cuando se desconecta la alimentación, garantizando una operación segura.
El nuevo motor de articulación robótica de accionamiento armónico HONPINE HAG 2026 cuenta con una función STO. Contáctenos para obtener más información sobre la serie HAG.
No. El eje hueco es una característica estructural cuidadosamente diseñada, no una desventaja en cuanto a resistencia. Los actuadores de articulación de robots modernos se diseñan mediante análisis avanzado de elementos finitos (FEA) e ingeniería estructural optimizada para mantener una alta rigidez a la vez que permiten el enrutamiento interno del cableado. El diseño hueco facilita un cableado más ordenado y una mayor flexibilidad de instalación sin reducir el par nominal ni la capacidad de carga del actuador. Como resultado, los actuadores armónicos, motores armónicos y módulos de articulación de robots de alto rendimiento actuales combinan una construcción ligera, una excelente rigidez y una resistencia mecánica fiable, lo que los hace idóneos para robots humanoides, robots industriales, robots colaborativos y otros sistemas robóticos de precisión.
Con la continua expansión de las capacidades de fabricación a gran escala y la innovación tecnológica constante, HONPINE aspira no solo a ofrecer productos que sean fiables, producibles en masa y rentables, sino también a acelerar la industrialización de los robots humanoides y los robots de inteligencia incorporada.
Los motores de articulación armónica de HONPINE cuentan con:
Alta salida de par
Alta precisión
Alta relación de reducción
Estructura compacta
Bajo ruido
Baja vibración
Son especialmente adecuados para las articulaciones de brazos robóticos, donde son críticos requisitos extremadamente altos de precisión, control de fuerza y diseño ligero.
Para la mayoría de los modelos, HONPINE puede controlar el plazo de entrega dentro de un mes. Una pequeña parte de los productos puede estar sujeta a la programación de producción debido al aumento repentino de la demanda de pedidos. Estamos ampliando continuamente nuestra escala de producción para aumentar la capacidad.
Al seleccionar un actuador de articulación de robot, se deben considerar varios indicadores clave de rendimiento: Densidad de par Un motor de articulación de robot de alta calidad debe proporcionar un par de salida elevado en un diseño compacto y ligero, maximizando la eficiencia del robot y la capacidad de carga útil. Precisión de posicionamiento Un juego bajo y una excelente repetibilidad son fundamentales para tareas de precisión como el ensamblaje, la inspección y la robótica médica. Un actuador armónico de primera calidad ofrece un movimiento suave y un posicionamiento de alta precisión. Vida útil Una larga vida útil y un rendimiento constante son esenciales para los robots industriales que operan continuamente en entornos exigentes. Rendimiento térmico Un módulo de accionamiento armónico eficiente debe mantener temperaturas de funcionamiento estables durante el funcionamiento continuo, lo que ayuda a preservar la precisión y prolongar la vida útil del componente. Al evaluar estos cuatro factores en conjunto, los usuarios pueden identificar un actuador de articulación de robot fiable adecuado para aplicaciones robóticas a largo plazo.
Sí. Emplea un codificador absoluto multivuelta. Sin embargo, debido a un reductor en la salida, se requiere una batería del codificador para conservar el conteo de posición multivuelta. Se admite la personalización, lo que permite la opción de disponer del motor con o sin la batería del codificador.
Un actuador de articulación robótica es una unidad integrada de control de movimiento que combina un reductor armónico, un servomotor, un encoder, un freno, un controlador y rodamientos de precisión en un módulo compacto. También conocido como actuador integrado de accionamiento armónico, módulo de articulación de accionamiento robótico, articulación robótica integrada o módulo actuador rotativo robótico, funciona como el sistema central de transmisión de potencia para los robots modernos.
Gracias a su arquitectura modular, se pueden combinar múltiples módulos de articulación con engranaje armónico para construir brazos robóticos con múltiples grados de libertad, robots humanoides, exoesqueletos, robots de servicio y equipos de automatización personalizados.
Los modelos pequeños se utilizan ampliamente en:estabilizadores de cámara,UAVs y drones,robots de inspección,dispositivos médicos
Los modelos grandes son ideales para:brazos robóticos industriales,robots humanoides,robots colaborativos,robots móviles,robots logísticos
,robots de propósito especial,equipos de automatización CNC
El rápido desarrollo de los robots humanoides está impulsando la innovación continua en las articulaciones robóticas armónicas y los actuadores de articulaciones robóticas. Como unidades de movimiento centrales para hombros, codos, muñecas, cinturas y piernas robóticas, los sistemas modernos de actuadores armónicos se están volviendo más ligeros, más compactos y más potentes. Los diseños avanzados mejoran la densidad de par, la precisión de posicionamiento y el rendimiento de movimiento, al tiempo que reducen el peso y el espacio de instalación. Al mismo tiempo, los perfiles de engranajes optimizados, los materiales de alta resistencia, la lubricación mejorada, el sellado y la gestión térmica aumentan la durabilidad, la resistencia al impacto y la vida útil. Estos avances permiten que los robots humanoides realicen movimientos más precisos, fiables y similares a los humanos en aplicaciones industriales, de servicio e investigación.
Alta precisión El engrane multidentado distribuye los errores de transmisión, proporcionando una excelente precisión de posicionamiento y una holgura extremadamente baja.
Alta relación de reducción Las relaciones de reducción de una sola etapa suelen oscilar entre 30:1 y 320:1, con diseños personalizados que superan 1000:1.
Tamaño compacto En comparación con las cajas de engranajes convencionales, un módulo compacto de articulación robótica ofrece dimensiones significativamente menores manteniendo una salida de par equivalente.
Alta integración Una articulación integrada con transmisión armónica combina motor, reductor, codificador, freno y controlador en un paquete compacto, simplificando la instalación.
Movimiento suave La baja velocidad de deslizamiento de los dientes minimiza la vibración y el impacto, manteniendo eficiencias de transmisión entre 69% y 96%.
Aunque los actuadores con transmisión armónica ofrecen una precisión excepcional, también presentan ciertas limitaciones de ingeniería.
Resistencia limitada a los impactos
El flexspline se somete continuamente a deformación elástica, lo que hace que las transmisiones armónicas sean menos adecuadas para aplicaciones que implican impactos frecuentes, como saltos, carreras o caídas de robots.
Menor rigidez torsional
En comparación con las cajas de engranajes planetarios o los reductores RV, las transmisiones armónicas generalmente presentan una menor rigidez torsional.
Desafíos de gestión térmica
Los diseños de actuadores altamente integrados reducen el espacio disponible para la disipación del calor, lo que requiere estrategias de refrigeración optimizadas.
Restricciones de relación de reducción
Por lo general, las transmisiones armónicas no se recomiendan para aplicaciones que requieren relaciones de reducción inferiores a aproximadamente 35:1.
Aunque los actuadores con transmisión armónica ofrecen una precisión excepcional, también presentan ciertas limitaciones de ingeniería.
Resistencia limitada a los impactos
El flexspline se somete continuamente a deformación elástica, lo que hace que las transmisiones armónicas sean menos adecuadas para aplicaciones que implican impactos frecuentes, como saltos, carreras o caídas de robots.
Menor rigidez torsional
En comparación con las cajas de engranajes planetarios o los reductores RV, las transmisiones armónicas generalmente presentan una menor rigidez torsional.
Desafíos de gestión térmica
Los diseños de actuadores altamente integrados reducen el espacio disponible para la disipación del calor, lo que requiere estrategias de refrigeración optimizadas.
Restricciones de relación de reducción
Por lo general, las transmisiones armónicas no se recomiendan para aplicaciones que requieren relaciones de reducción inferiores a aproximadamente 35:1.
Seleccionar un módulo actuador robótico con reductor armónico requiere evaluar factores clave de rendimiento, incluida la densidad de par, la repetibilidad, la arquitectura de control, el diseño mecánico, la capacidad de comunicación y la fiabilidad ambiental. Una alta densidad de par mejora la capacidad de carga útil a la vez que reduce el peso total del sistema, y las aplicaciones de precisión suelen exigir niveles de repetibilidad de hasta ≤15–20 segundos de arco. Los módulos avanzados suelen adoptar control en bucle cerrado con doble codificador absoluto para compensar la holgura y los errores de transmisión, mejorando la precisión del movimiento. Las estructuras de eje hueco permiten el enrutamiento interno de cables para una mejor integración y fiabilidad. Los protocolos de comunicación industrial como EtherCAT y CAN FD, con control servo de alta frecuencia, garantizan un rendimiento rápido y estable. Además, los sistemas actuadores fiables deben superar pruebas rigurosas de rango de temperatura, vida útil a la fatiga, sobrecarga, impacto, vibración y protección IP para garantizar la estabilidad industrial a largo plazo.
Las tecnologías más recientes de actuadores armónicos para robots se centran en tres direcciones principales de desarrollo.
Estructuras integradas ligeras
Mediante el uso de aleaciones de magnesio, carcasas ligeras y diseños mecánicos optimizados, los fabricantes siguen reduciendo el peso al tiempo que acortan la longitud del actuador.
Mayor precisión y mayor densidad de potencia
Las mejoras continuas en el diseño de motores, reductores armónicos, resolución de codificadores y algoritmos de servocontrol están aumentando la densidad de par, la precisión de posicionamiento y la respuesta dinámica.
Fiabilidad mejorada
Los avances en materiales de flexspline, optimización del perfil de los dientes, tratamiento térmico, tecnologías de sellado y sistemas de lubricación mejoran significativamente la durabilidad en condiciones industriales exigentes.
A pesar de la creciente competencia de los sistemas de engranajes planetarios y los reductores RV, los sistemas de actuadores de precisión Harmonic Drive siguen siendo difíciles de reemplazar en aplicaciones que requieren:
Holgura cero o ultrabaja
Alta precisión de posicionamiento
Diseño integrado compacto
Articulaciones robóticas ligeras
A medida que los robots humanoides exigen una mayor resistencia a los impactos en las articulaciones de la parte inferior del cuerpo, los reductores planetarios son cada vez más comunes en caderas y piernas. Sin embargo, los módulos robóticos Harmonic Drive siguen predominando en aplicaciones sensibles a la precisión, como brazos robóticos, muñecas, robots colaborativos, robots médicos y robots de servicio.
En lugar de que una tecnología sustituya a otra, la industria avanza hacia una selección de trenes de transmisión específica para cada aplicación, donde las soluciones armónicas, planetarias y RV coexisten para optimizar el rendimiento de distintos sistemas robóticos.
Nuestros módulos de accionamiento armónico cuentan con una resolución de codificador de alta precisión de 16 bits, lo que proporciona 65,536 posiciones discretas por revolución. Esto significa que la rotación completa de 360° se divide en incrementos extremadamente finos para una precisión posicional excepcional en el extremo del motor.
Los módulos de accionamiento armónico HPJM utilizan un enfoque de seguridad diferente. En lugar de STO, incorporamos un sistema de freno electromagnético integrado confiable que se activa automáticamente para detener la rotación inmediatamente cuando se desconecta la alimentación, garantizando una operación segura.
El nuevo motor de articulación robótica de accionamiento armónico HONPINE HAG 2026 cuenta con una función STO. Contáctenos para obtener más información sobre la serie HAG.
Si bien los módulos estándar de articulación de robot de HONPINE no incluyen medición de par integrada, podemos adaptarnos a los requisitos de detección de par integrando un sensor de par externo. Comuníquese con nuestro equipo técnico para soluciones personalizadas.
Debido al diseño altamente compacto de nuestro sistema de accionamiento integrado, los módulos de articulación de robot actuales de HONPINE no incluyen pines de E/S de propósito general. Este diseño optimizado permite un ahorro de espacio óptimo en aplicaciones robóticas.
Las especificaciones mecánicas completas, incluidos la masa y el volumen para todas las variantes de módulos, están disponibles en nuestro folleto de selección de modelos. Descargue el folleto en la sección de recursos o contacte a nuestro equipo de ventas para requisitos dimensionales específicos.
El motor de articulación HONPINE utiliza un codificador magnético con una resolución de 65,536 unidades por revolución.
Sí. Emplea un codificador absoluto multivuelta. Sin embargo, debido a un reductor en la salida, se requiere una batería del codificador para conservar el conteo de posición multivuelta. Se admite la personalización, lo que permite la opción de disponer del motor con o sin la batería del codificador.
Según el protocolo CAN, un solo motor requiere 0,5 ms para cada transmisión y recepción. Para varios motores, este tiempo se acumula en consecuencia.
Básicamente, un controlador principal puede manejar cuatro módulos. Aunque el ciclo de comunicación normal es de 0,5 ms por transmisión, no mantiene consistentemente este intervalo; por ejemplo, el muestreo de alta frecuencia no es necesario durante estados de alarma o condiciones similares.
Un módulo de articulación armónica logra un control preciso de posición y par para articulaciones de robot mediante la alta relación de reducción (típicamente 50-160:1) y el bajo juego (menos de 1 minuto de arco) del reductor armónico.
Además, el módulo integra codificadores y sensores de par, permitiendo un ajuste de par en tiempo real con una precisión de ±0.1 N·m, lo que lo hace muy adecuado para tareas de ensamblaje flexibles y conformes.
Un módulo de junta armónica soporta el movimiento rotacional de las articulaciones del robot y logra una precisión de posicionamiento repetitivo de hasta ±0.001°.
Proporciona una alta densidad de par (>100 N·m/kg) en un espacio compacto, lo que lo hace ideal para aplicaciones como:
Articulaciones de robots humanoides
Robots de soldadura y manipulación
Maquinaria médica
Equipos de automatización industrial
Sistemas de accionamiento eléctrico
Robots de servicio y otros sistemas robóticos
El diseño de eje hueco permite que los cables, las líneas neumáticas o los cables de señal pasen por el centro, reduciendo el diámetro de la junta y haciendo que el enrutamiento de cables sea más simple y confiable. Esto reduce significativamente la complejidad del cableado y mejora la integración general del sistema en aplicaciones robóticas.
Los motores de articulación armónica de HONPINE cuentan con:
Alta salida de par
Alta precisión
Alta relación de reducción
Estructura compacta
Bajo ruido
Baja vibración
Son especialmente adecuados para las articulaciones de brazos robóticos, donde son críticos requisitos extremadamente altos de precisión, control de fuerza y diseño ligero.
Con la continua expansión de las capacidades de fabricación a gran escala y la innovación tecnológica constante, HONPINE aspira no solo a ofrecer productos que sean fiables, producibles en masa y rentables, sino también a acelerar la industrialización de los robots humanoides y los robots de inteligencia incorporada.
Un módulo de articulación de robot es una unidad de control de movimiento altamente integrada que combina un motor de articulación de robot, un reductor armónico, un servoaccionamiento, codificadores duales, un freno y sensores en un sistema de actuador compacto. También conocido como actuador de articulación de robot o actuador armónico, determina directamente la precisión de movimiento, la salida de par, la respuesta dinámica y la fiabilidad general de un robot.
Para robots humanoides, robots colaborativos, robots cuadrúpedos y sistemas de automatización industrial, la calidad del módulo de transmisión armónica tiene un impacto significativo en el rendimiento general del robot. Un robot humanoide típico puede requerir más de 30 actuadores de articulación de robot, lo que convierte a los módulos de articulación en uno de los componentes más valiosos y críticos de todo el robot.
Motor de articulación planetaria - Preguntas frecuentes
El motor de articulación planetaria JRM es un producto de grado militar de HONPINE, comúnmente utilizado en perros robóticos de alto rendimiento. Actualmente, para la biónica de robots humanoides, el motor de articulación armónica HPJM está a punto de lanzarse, con un diseño más compacto y una cavidad hueca más grande.
Los engranajes internos del motor de engranajes planetarios HONPINE están fabricados con acero aleado de alta resistencia, tratados con carburización y templado, alcanzando una dureza superficial de HRC 58–62. Combinado con grasa lubricante de grado alimentario, la vida útil supera las 10,000 horas en condiciones de funcionamiento nominales, equivalente a aproximadamente 14 meses de operación industrial continua sin reemplazar los componentes principales.
Además, el motor cuenta con un diseño de sellado modular con un grado de protección IP65, resistiendo eficazmente el polvo y las salpicaduras de líquidos, lo que lo hace adecuado para entornos especiales como el procesamiento de alimentos y la pintura automotriz.
Las interfaces estandarizadas y el diseño de tapa final desmontable permiten el mantenimiento sin desmontar todo el robot: los módulos pueden reemplazarse directamente, reduciendo significativamente el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
La elección depende de la aplicación de su robot más que de qué tecnología es "mejor". Módulos de articulación armónica Un módulo de articulación armónica utiliza un reductor de accionamiento armónico para lograr: Juego casi nulo Precisión de posicionamiento extremadamente alta Control de movimiento suave Diseño compacto y ligero Estas características hacen que los actuadores armónicos sean ideales para: Brazos de robots humanoides Robots colaborativos Robots médicos Automatización de precisión Aplicaciones controladas por fuerza Módulos de articulación planetaria Un actuador de articulación de robot planetario proporciona: Mayor rigidez estructural Mejor resistencia al impacto Mayor capacidad de par Excelente relación costo-rendimiento Los actuadores planetarios se utilizan comúnmente para: Patas de robot Articulaciones de cintura Automatización de servicio pesado Robots móviles Aplicaciones de alto impacto Muchos robots avanzados combinan ambas tecnologías, utilizando módulos de accionamiento armónico donde la precisión es crítica y actuadores planetarios donde se requiere mayor rigidez y capacidad de carga.
Desde aplicaciones industriales como la clasificación de robots SCARA y la carga y descarga de brazos robóticos de seis ejes, hasta aplicaciones médicas que incluyen equipos de entrenamiento de rehabilitación y control de precisión de robots quirúrgicos, y además hasta mercados de nivel de consumo como la simulación de marcha de robots biónicos y la estabilización de cardanes de UAV, el módulo admite múltiples protocolos de comunicación, incluidos CAN y RS485, lo que permite una compatibilidad rápida con sistemas de control de diferentes marcas.
Más importante aún, la combinación de diseño ligero y alta densidad de par crea una gran versatilidad de aplicación:
Los modelos de pequeño tamaño pueden integrarse en cardanes de UAV, garantizando una rotación suave de 360° sin aumentar la carga útil.
Los modelos más grandes pueden integrarse en ruedas motrices de AGV, soportando un funcionamiento continuo de 24-hour para satisfacer las demandas de operaciones ininterrumpidas de almacenamiento y logística.
Para cumplir con los estrictos requisitos de precisión de la fabricación industrial, el módulo adopta una estructura de reducción de engranajes planetarios helicoidales. Mediante un diseño optimizado de la superficie de los dientes, la holgura de los engranajes se controla dentro de 10 arcminutes (approximately 0.167°), logrando una precisión de posicionamiento repetitivo de ±12 arcminutes.
Combinado con una señal de control de alta frecuencia de 3 kHz y un tiempo de respuesta de ≤200 μs, el sistema evita la pérdida de productos causada por retrasos o errores de posicionamiento, incluso en operaciones de nivel micrométrico como el ensamblaje de componentes electrónicos de precisión y la soldadura de pestañas de baterías de litio.
Para aplicaciones de carga pesada, el módulo utiliza materiales de engranajes reforzados y estructuras de rodamientos de grado militar. El par máximo alcanza hasta 36 Nm, mientras que el par de bloqueo supera 24 Nm, equivalente a elevar de forma estable una carga de 3.6 kg. Esto proporciona una potencia fuerte y fiable para la locomoción con carga en robots cuadrúpedos y la rehabilitación asistida en robots exoesqueleto.
Para cumplir con los estrictos requisitos de precisión de la fabricación industrial, el módulo adopta una estructura de reducción de engranajes planetarios helicoidales. Mediante un diseño optimizado de la superficie de los dientes, la holgura de los engranajes se controla dentro de 10 arcminutes (approximately 0.167°), logrando una precisión de posicionamiento repetitivo de ±12 arcminutes.
Combinado con una señal de control de alta frecuencia de 3 kHz y un tiempo de respuesta de ≤200 μs, el sistema evita la pérdida de productos causada por retrasos o errores de posicionamiento, incluso en operaciones de nivel micrométrico como el ensamblaje de componentes electrónicos de precisión y la soldadura de pestañas de baterías de litio.
Para aplicaciones de carga pesada, el módulo utiliza materiales de engranajes reforzados y estructuras de rodamientos de grado militar. El par máximo alcanza hasta 36 Nm, mientras que el par de bloqueo supera 24 Nm, equivalente a elevar de forma estable una carga de 3.6 kg. Esto proporciona una potencia fuerte y fiable para la locomoción con carga en robots cuadrúpedos y la rehabilitación asistida en robots exoesqueleto.
Desde aplicaciones industriales como la clasificación de robots SCARA y la carga y descarga de brazos robóticos de seis ejes, hasta aplicaciones médicas que incluyen equipos de entrenamiento de rehabilitación y control de precisión de robots quirúrgicos, y además hasta mercados de nivel de consumo como la simulación de marcha de robots biónicos y la estabilización de cardanes de UAV, el módulo admite múltiples protocolos de comunicación, incluidos CAN y RS485, lo que permite una compatibilidad rápida con sistemas de control de diferentes marcas.
Más importante aún, la combinación de diseño ligero y alta densidad de par crea una gran versatilidad de aplicación:
Los modelos de pequeño tamaño pueden integrarse en cardanes de UAV, garantizando una rotación suave de 360° sin aumentar la carga útil.
Los modelos más grandes pueden integrarse en ruedas motrices de AGV, soportando un funcionamiento continuo de 24-hour para satisfacer las demandas de operaciones ininterrumpidas de almacenamiento y logística.
Los engranajes internos del motor de engranajes planetarios HONPINE están fabricados con acero aleado de alta resistencia, tratados con carburización y templado, alcanzando una dureza superficial de HRC 58–62. Combinado con grasa lubricante de grado alimentario, la vida útil supera las 10,000 horas en condiciones de funcionamiento nominales, equivalente a aproximadamente 14 meses de operación industrial continua sin reemplazar los componentes principales.
Además, el motor cuenta con un diseño de sellado modular con un grado de protección IP65, resistiendo eficazmente el polvo y las salpicaduras de líquidos, lo que lo hace adecuado para entornos especiales como el procesamiento de alimentos y la pintura automotriz.
Las interfaces estandarizadas y el diseño de tapa final desmontable permiten el mantenimiento sin desmontar todo el robot: los módulos pueden reemplazarse directamente, reduciendo significativamente el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
Con las ventajas inherentes de los reductores planetarios, los motores reductores planetarios HONPINE se utilizan ampliamente en diversos campos de la robótica.
En los robots cuadrúpedos, cumplen con los requisitos de 12 grados de libertad, proporcionando una transmisión estable y potente para el movimiento en terrenos complejos.
En los brazos robóticos, el reductor planetario de alta precisión garantiza un posicionamiento preciso, permitiendo tareas complejas como soldadura y corte.
En los robots humanoides, los reductores planetarios ayudan a lograr movimientos más naturales y fluidos, mejorando significativamente la coordinación y la estabilidad en acciones como caminar, levantar los brazos y las transiciones de postura.
Actuadores de transmisión armónica para robots humanoides- Preguntas frecuentes
Estas son algunas de las preguntas técnicas y de compra más comunes que hacen los clientes al evaluar módulos de articulación y sistemas de actuadores para robots humanoides. Los temas incluyen selección de par, relaciones de reducción, control de movimiento, protocolos de comunicación, gestión térmica, rendimiento de caminata dinámica e integración con plataformas de robots humanoides.
Esta guía está destinada a ayudar a ingenieros, desarrolladores de robótica y equipos de compras a comprender mejor cómo seleccionar soluciones de articulación adecuadas para diferentes tamaños de robots humanoides, requisitos de carga útil y escenarios de aplicación.
Para más soluciones de robots humanoides, póngase en contacto con honpine
Los engranajes internos del motor de engranajes planetarios HONPINE están fabricados con acero aleado de alta resistencia, tratados con carburización y templado, alcanzando una dureza superficial de HRC 58–62. Combinado con grasa lubricante de grado alimentario, la vida útil supera las 10,000 horas en condiciones de funcionamiento nominales, equivalente a aproximadamente 14 meses de operación industrial continua sin reemplazar los componentes principales.
Además, el motor cuenta con un diseño de sellado modular con un grado de protección IP65, resistiendo eficazmente el polvo y las salpicaduras de líquidos, lo que lo hace adecuado para entornos especiales como el procesamiento de alimentos y la pintura automotriz.
Las interfaces estandarizadas y el diseño de tapa final desmontable permiten el mantenimiento sin desmontar todo el robot: los módulos pueden reemplazarse directamente, reduciendo significativamente el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
La elección depende de la aplicación de su robot más que de qué tecnología es "mejor". Módulos de articulación armónica Un módulo de articulación armónica utiliza un reductor de accionamiento armónico para lograr: Juego casi nulo Precisión de posicionamiento extremadamente alta Control de movimiento suave Diseño compacto y ligero Estas características hacen que los actuadores armónicos sean ideales para: Brazos de robots humanoides Robots colaborativos Robots médicos Automatización de precisión Aplicaciones controladas por fuerza Módulos de articulación planetaria Un actuador de articulación de robot planetario proporciona: Mayor rigidez estructural Mejor resistencia al impacto Mayor capacidad de par Excelente relación costo-rendimiento Los actuadores planetarios se utilizan comúnmente para: Patas de robot Articulaciones de cintura Automatización de servicio pesado Robots móviles Aplicaciones de alto impacto Muchos robots avanzados combinan ambas tecnologías, utilizando módulos de accionamiento armónico donde la precisión es crítica y actuadores planetarios donde se requiere mayor rigidez y capacidad de carga.
Desde aplicaciones industriales como la clasificación de robots SCARA y la carga y descarga de brazos robóticos de seis ejes, hasta aplicaciones médicas que incluyen equipos de entrenamiento de rehabilitación y control de precisión de robots quirúrgicos, y además hasta mercados de nivel de consumo como la simulación de marcha de robots biónicos y la estabilización de cardanes de UAV, el módulo admite múltiples protocolos de comunicación, incluidos CAN y RS485, lo que permite una compatibilidad rápida con sistemas de control de diferentes marcas.
Más importante aún, la combinación de diseño ligero y alta densidad de par crea una gran versatilidad de aplicación:
Los modelos de pequeño tamaño pueden integrarse en cardanes de UAV, garantizando una rotación suave de 360° sin aumentar la carga útil.
Los modelos más grandes pueden integrarse en ruedas motrices de AGV, soportando un funcionamiento continuo de 24-hour para satisfacer las demandas de operaciones ininterrumpidas de almacenamiento y logística.
Para cumplir con los estrictos requisitos de precisión de la fabricación industrial, el módulo adopta una estructura de reducción de engranajes planetarios helicoidales. Mediante un diseño optimizado de la superficie de los dientes, la holgura de los engranajes se controla dentro de 10 arcminutes (approximately 0.167°), logrando una precisión de posicionamiento repetitivo de ±12 arcminutes.
Combinado con una señal de control de alta frecuencia de 3 kHz y un tiempo de respuesta de ≤200 μs, el sistema evita la pérdida de productos causada por retrasos o errores de posicionamiento, incluso en operaciones de nivel micrométrico como el ensamblaje de componentes electrónicos de precisión y la soldadura de pestañas de baterías de litio.
Para aplicaciones de carga pesada, el módulo utiliza materiales de engranajes reforzados y estructuras de rodamientos de grado militar. El par máximo alcanza hasta 36 Nm, mientras que el par de bloqueo supera 24 Nm, equivalente a elevar de forma estable una carga de 3.6 kg. Esto proporciona una potencia fuerte y fiable para la locomoción con carga en robots cuadrúpedos y la rehabilitación asistida en robots exoesqueleto.
Para cumplir con los estrictos requisitos de precisión de la fabricación industrial, el módulo adopta una estructura de reducción de engranajes planetarios helicoidales. Mediante un diseño optimizado de la superficie de los dientes, la holgura de los engranajes se controla dentro de 10 arcminutes (approximately 0.167°), logrando una precisión de posicionamiento repetitivo de ±12 arcminutes.
Combinado con una señal de control de alta frecuencia de 3 kHz y un tiempo de respuesta de ≤200 μs, el sistema evita la pérdida de productos causada por retrasos o errores de posicionamiento, incluso en operaciones de nivel micrométrico como el ensamblaje de componentes electrónicos de precisión y la soldadura de pestañas de baterías de litio.
Para aplicaciones de carga pesada, el módulo utiliza materiales de engranajes reforzados y estructuras de rodamientos de grado militar. El par máximo alcanza hasta 36 Nm, mientras que el par de bloqueo supera 24 Nm, equivalente a elevar de forma estable una carga de 3.6 kg. Esto proporciona una potencia fuerte y fiable para la locomoción con carga en robots cuadrúpedos y la rehabilitación asistida en robots exoesqueleto.
Desde aplicaciones industriales como la clasificación de robots SCARA y la carga y descarga de brazos robóticos de seis ejes, hasta aplicaciones médicas que incluyen equipos de entrenamiento de rehabilitación y control de precisión de robots quirúrgicos, y además hasta mercados de nivel de consumo como la simulación de marcha de robots biónicos y la estabilización de cardanes de UAV, el módulo admite múltiples protocolos de comunicación, incluidos CAN y RS485, lo que permite una compatibilidad rápida con sistemas de control de diferentes marcas.
Más importante aún, la combinación de diseño ligero y alta densidad de par crea una gran versatilidad de aplicación:
Los modelos de pequeño tamaño pueden integrarse en cardanes de UAV, garantizando una rotación suave de 360° sin aumentar la carga útil.
Los modelos más grandes pueden integrarse en ruedas motrices de AGV, soportando un funcionamiento continuo de 24-hour para satisfacer las demandas de operaciones ininterrumpidas de almacenamiento y logística.
Los engranajes internos del motor de engranajes planetarios HONPINE están fabricados con acero aleado de alta resistencia, tratados con carburización y templado, alcanzando una dureza superficial de HRC 58–62. Combinado con grasa lubricante de grado alimentario, la vida útil supera las 10,000 horas en condiciones de funcionamiento nominales, equivalente a aproximadamente 14 meses de operación industrial continua sin reemplazar los componentes principales.
Además, el motor cuenta con un diseño de sellado modular con un grado de protección IP65, resistiendo eficazmente el polvo y las salpicaduras de líquidos, lo que lo hace adecuado para entornos especiales como el procesamiento de alimentos y la pintura automotriz.
Las interfaces estandarizadas y el diseño de tapa final desmontable permiten el mantenimiento sin desmontar todo el robot: los módulos pueden reemplazarse directamente, reduciendo significativamente el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
Con las ventajas inherentes de los reductores planetarios, los motores reductores planetarios HONPINE se utilizan ampliamente en diversos campos de la robótica.
En los robots cuadrúpedos, cumplen con los requisitos de 12 grados de libertad, proporcionando una transmisión estable y potente para el movimiento en terrenos complejos.
En los brazos robóticos, el reductor planetario de alta precisión garantiza un posicionamiento preciso, permitiendo tareas complejas como soldadura y corte.
En los robots humanoides, los reductores planetarios ayudan a lograr movimientos más naturales y fluidos, mejorando significativamente la coordinación y la estabilidad en acciones como caminar, levantar los brazos y las transiciones de postura.
Depende de si se utiliza un reductor armónico o un reductor planetario.
Las relaciones de reducción de los accionamientos armónicos son comúnmente: 30, 50, 80, 100, 121, 161.
Las relaciones de reducción de los engranajes planetarios generalmente están por debajo de 50.
La relación debe seleccionarse junto con el tamaño general y el diseño estructural.
El robot puede entrar en un estado de soporte sobre una sola pata, por lo que debe reservarse un margen de seguridad suficiente para la carga útil más alejada de la parte superior del cuerpo.
La simulación dinámica suele realizarse basándose en los cálculos del centro de masa y del brazo de palanca.
Sí.
Se requieren parámetros como altura, peso, envergadura de brazos, carga útil del brazo, y condiciones máximas de carga con extensión total.
No se puede calcular con precisión sin una carga útil claramente definida.
Puede consultar nuestro modelo 170A existente como referencia.
La carga útil de trabajo de la parte superior del cuerpo también debe considerarse.
HONPINE cuenta con sólidas capacidades de ingeniería a nivel de sistema en múltiples dominios, incluyendo:
Tecnologías de detección
Sistemas de energía
Movimiento y accionamiento
Diseño industrial
Esta integración multidisciplinaria acorta significativamente el ciclo de desarrollo para los clientes de robots humanoides, especialmente desde el concepto (0) hasta el despliegue inicial (1).
Depende del protocolo de comunicación.
Si el protocolo sigue la especificación estándar DS402, entonces ROS2 es compatible.
Los protocolos privados generalmente no son compatibles.
La latencia generalmente está en el nivel de microsegundos (µs).
Los ciclos típicos de control del motor operan alrededor de 1 ms.
Los módulos de articulación integrados de HONPINE combinan múltiples tecnologías clave en una sola unidad compacta, entre ellas:
Control de servomotor
Accionamiento del motor
Detección de par
Sistema de transmisión
Gestión térmica
En comparación con los sistemas tradicionales de servomotores, las soluciones de HONPINE ofrecen:
Mayor integración y menor peso
Mayor salida de par máximo
Mayor precisión y rendimiento de control
HONPINE tiene como objetivo reducir las barreras técnicas para los clientes que desarrollan robots y sistemas de automatización, permitiendo un desarrollo e implementación más rápidos.
El número de actuadores de articulación del robot depende de la estructura y la aplicación del robot.
Para un robot humanoide típico:
Piernas: 12 módulos de articulación del robot
Brazos: 12 actuadores de articulación del robot
Cintura: 2–3 actuadores
Cuello: 2–3 actuadores
Manos: Actuadores opcionales de mano diestra
En total, un robot humanoide de tamaño real generalmente requiere 30–40 módulos de articulación del robot.
Cada articulación tiene diferentes requisitos de par, velocidad y precisión. Por ejemplo, las articulaciones del hombro y la cadera requieren actuadores armónicos de alto par, mientras que las articulaciones de la muñeca y el cuello priorizan un tamaño compacto, una construcción ligera y una alta precisión de posicionamiento. Seleccionar el motor de articulación del robot adecuado para cada articulación es esencial para lograr un rendimiento óptimo del robot.
No necesariamente.
Las versiones con controladores integrados ya incluyen el control FOC internamente.
16 kHz es la frecuencia estándar comúnmente utilizada para el control de motores de CC.
El control de posición es generalmente más adecuado.
Debido a que existe deformación elástica, también se puede utilizar el modo PT (position + torque synchronous control).
Los equipos de fábrica y técnicos de HONPINE pueden proporcionar conjuntamente soporte para la integración.
Depende de si se utilizan transmisiones armónicas o reductores planetarios.
Los reductores planetarios tienden a perder precisión más rápidamente.
Los reductores armónicos también se desgastan con el tiempo, pero incluso después de la degradación de la precisión, aún pueden mantener una exactitud de nivel de segundos de arco.
Mediante sistemas de refrigeración activa y refrigeración líquida.
Son parámetros diferentes.
El torque continuo se refiere al torque de operación sostenido.
El torque pico se refiere al torque de impacto instantáneo antes de que pueda ocurrir daño.
Depende del tamaño del robot humanoide, como 1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, o 2.4 m.
La carga útil de la parte superior del cuerpo también importa. Los requisitos de par deben calcularse en función de la capacidad de carga útil.
No necesariamente.
Depende del tamaño del robot humanoide (1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, 2.4 m, etc.) y de la carga útil de la parte superior del cuerpo.Se deben seleccionar diferentes niveles de par según los requisitos de carga.
Los motores sin núcleo suelen tener una mayor longitud axial y un mayor volumen total, mientras que los motores de par sin bastidor son más compactos en espesor.
La elección depende de la posición de la aplicación.
Por ejemplo:
Las manos diestras pueden usar motores sin núcleo.
Los motores de par sin bastidor, con dimensiones axiales más cortas, son más adecuados para brazos y estructuras similares.
Depende de la precisión de control requerida y del entorno de aplicación.
Por ejemplo, la manipulación industrial y el ensamblaje industrial requieren diferentes niveles de precisión.
La holgura adecuada debe seleccionarse en función del escenario de aplicación real.
Precauciones para el uso de módulos de articulación robótica
Para obtener más información sobre asuntos de preventa y posventa relacionados con los módulos de articulación, póngase en contacto con nosotros. HONPINE proporcionará soporte técnico individual.
● Operación segura:No conecte ni desconecte cables mientras el equipo esté encendido. Antes de desconectar los condensadores, asegúrese de que estén completamente descargados.
● Instalación del equipo: Confirme que la estructura de instalación tenga suficiente resistencia mecánica para soportar el peso de la articulación integrada y garantizar un montaje seguro.
● Apriete de tornillos: Cuando apriete tornillos entre el motor y los componentes estructurales, se deben utilizar adhesivo fijador de roscas y una llave dinamométrica. Siga estrictamente las especificaciones de par proporcionadas en el manual del motor.
● Normas de cableado: Realice el cableado estrictamente de acuerdo con la definición de pines. No se base en los colores de los cables para la identificación, y asegúrese de que la adaptación de resistencia sea correcta.
● Uso de la fuente de alimentación: Verifique que el voltaje de la fuente de alimentación coincida con el voltaje nominal de la articulación integrada. Cuando los usuarios conectan baterías externas de litio, si el voltaje nominal es 48V, el voltaje de la batería completamente cargada puede superar 60V durante el arranque, lo que podría afectar el funcionamiento del motor o incluso dañarlo. Las medidas preventivas incluyen la instalación de condensadores electrolíticos para suavizar el voltaje o la conexión en serie de un módulo regulador de voltaje con la entrada de alimentación del motor para estabilizar el voltaje de suministro.
● Sistemas de alimentación por batería: En los sistemas alimentados por batería, la propia batería puede absorber la corriente inversa y ayudar a evitar que el voltaje supere el límite nominal.
● Sistemas de alimentación conmutada: En los sistemas de alimentación conmutada, el motor integrado puede generar energía regenerativa durante una desaceleración rápida o cuando es accionado por cargas gravitacionales, provocando que el voltaje del bus de CC aumente y potencialmente active alarmas de sobretensión. Para evitarlo, se recomienda instalar condensadores electrolíticos de gran capacidad en paralelo o añadir resistencias de frenado para reducir los picos de voltaje.
● Evite descargas eléctricas y lesiones por aplastamiento: Cuando el motor esté encendido, en funcionamiento o conectado a componentes estructurales, nunca toque el motor directamente con la mano para evitar descargas eléctricas o lesiones por aplastamiento causadas por estructuras en movimiento.
● Desmontaje del motor: Está prohibido desmontar el motor sin autorización. El desmontaje solo está permitido en circunstancias especiales, tras consulta y bajo orientación profesional. El desmontaje no autorizado anulará la garantía.
● Transporte después del desmontaje: Si el motor se desmonta bajo orientación y necesita ser devuelto, asegúrese de que todos los tornillos originales estén correctamente reinstalados y asegurados antes del envío para evitar daños durante el transporte causados por vibración o impacto, incluidos los tornillos del reductor, los tornillos de la tapa trasera y otros componentes de fijación.
Tendencias de la industria
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