Solución de articulación robotizada a prueba de explosiones para robots cuadrúpedos de inspección química: actuador de articulación planetario con hasta 500 N·m de par máximo

En entornos de alto riesgo, como plantas petroquímicas, explotaciones mineras e instalaciones eléctricas, los robots se utilizan cada vez más para sustituir a las personas en tareas de inspección y otras operaciones peligrosas. A medida que las expectativas sobre estos robots evolucionan de simplemente «poder realizar inspecciones» a «poder ejecutar tareas prácticas», se imponen mayores exigencias a sus componentes de accionamiento principales, especialmente a losactuadores de articulaciones robóticas.

Como proveedor profesional de componentes de accionamiento principales para robots, HONPINE ha desarrollado y fabricado una serie demódulos de tres articulaciones a prueba de explosiones, incluido el JRM-E292247-35EN-CG-ACF-S20-Ex, proporcionando a los fabricantes de robots una solución integrada de articulación robótica a prueba de explosiones, altamente fiable y lista para producción.

En condiciones operativas de alto riesgo, los componentes de movimiento de los robots enfrentan cuatro desafíos principales: seguridad a prueba de explosiones, rendimiento de par, control de temperatura y movilidad sobre terrenos complejos. Al mismo tiempo, deben mantener un funcionamiento fiable durante largos periodos. La serie de módulos de articulación a prueba de explosiones de HONPINE está diseñada en torno a estos requisitos de aplicación para abordar los desafíos de la operación robótica en entornos peligrosos.

1. Diseño intrínsecamente orientado a la protección contra explosiones

Actualmente existen dos enfoques principales para diseñar articulaciones para robots a prueba de explosiones.

Uno de ellos consiste en utilizar un módulo de articulación estándar con una carcasa a prueba de explosiones. Este enfoque puede reducir los costes de desarrollo y acortar el ciclo de desarrollo, pero el rendimiento a largo plazo de la estructura a prueba de explosiones, el sistema eléctrico, el sellado y la gestión térmica aún requiere una verificación sistemática.

El otro enfoque consiste en un diseño integrado a prueba de explosiones desarrollado desde el nivel del módulo de articulación, en el que la estructura mecánica, el sistema eléctrico, el sellado, los materiales y la gestión térmica se consideran conjuntamente desde el inicio.

En entornos petroquímicos y mineros, los gases inflamables, el polvo y las condiciones operativas complejas plantean desafíos adicionales para el diseño de robots a prueba de explosiones. Los motores y los componentes eléctricos dentro de la articulación pueden convertirse en posibles fuentes de ignición, mientras que el funcionamiento continuo también puede aumentar la temperatura de los componentes. Por lo tanto, adaptar una articulación robótica para aplicaciones a prueba de explosiones no consiste simplemente en añadir una carcasa externa. El diseño debe abordar la construcción antideflagrante, la configuración eléctrica, el sellado y el control de temperatura como un sistema integrado.

La serie de módulos de tres articulaciones a prueba de explosiones de HONPINE está diseñada para satisfacer los requisitos de los fabricantes de robots que desarrollan sistemas intrínsecamente a prueba de explosiones. Los módulos se diseñan y fabrican considerando la protección contra explosiones en la estructura mecánica, el sistema eléctrico, el sellado y la selección de materiales. Los productos han obtenido la certificación a prueba de explosiones Ex db IIB T4 Gb, lo que permite un uso conforme en las áreas peligrosas aplicables.

2. Alto par de salida para mucho más que inspecciones

Las expectativas para los robots a prueba de explosiones ya no se limitan a entrar en áreas peligrosas para realizar inspecciones, fotografías y recopilación de datos. Cada vez más, se espera que estos robots ejecuten tareas más exigentes, como el manejo de herramientas, la manipulación de equipos y la respuesta a emergencias.

Durante estas operaciones, las articulaciones robóticas deben soportar no solo las cargas estáticas continuas generadas por las herramientas y las cargas útiles, sino también las cargas de impacto instantáneas provocadas por colisiones, acciones de palanca y ajustes de postura.

Si la capacidad de par máximo de una articulación es insuficiente, las cargas instantáneas pueden provocar saturación de par y fallos de movimiento. Una articulación puede ser capaz de soportar una carga estática, pero aun así no completar tareas prácticas de manipulación cuando se producen cargas repentinas. Por lo tanto, una reserva de par suficiente es importante para gestionar tanto las cargas continuas como los impactos transitorios, manteniendo un movimiento estable y fiable.

La serie de módulos de tres articulaciones a prueba de explosiones de HONPINE proporciona hasta 500 N·m de par máximo por articulación. Esta alta capacidad de par proporciona una reserva de par adicional para el sistema robótico, lo que permite que las articulaciones soporten cargas continuas de equipos pesados de inspección u operación, al tiempo que gestionan cargas transitorias durante las operaciones prácticas.

Esto ayuda a que los robots cuadrúpedos a prueba de explosiones superen el papel tradicional de «solo inspección» y avancen hacia operaciones de campo más exigentes.

3. Alta tolerancia ambiental para un funcionamiento fiable en condiciones adversas

El polvo, la humedad y los cambios rápidos de temperatura son habituales en los entornos industriales y mineros. HONPINE sigue un enfoque de diseño y fabricación de grado automotriz, con protección IP67 disponible como opción, lo que ayuda a los módulos de articulación a soportar condiciones como lluvia intensa, humo y entornos con alta concentración de polvo.

Para los robots cuadrúpedos a prueba de explosiones que operan en entornos peligrosos, la gestión térmica también es crítica. HONPINE cumple los requisitos pertinentes de protección contra explosiones GB 3836 para aplicaciones de robots cuadrúpedos a prueba de explosiones de servicio pesado. La temperatura máxima de las superficies expuestas se controla a ≤135°C, con un aumento máximo de temperatura permitido correspondiente de 95 K a una temperatura ambiente de 40°C.

También se pueden incorporar mecanismos de advertencia de temperatura y protección de apagado para ayudar a mantener un funcionamiento seguro y fiable en entornos de alto riesgo.

4. Alta rigidez para movilidad sobre terrenos complejos

Los escombros, las pendientes pronunciadas y el terreno irregular son condiciones típicas en entornos industriales peligrosos. La rigidez y las características de control de movimiento de las articulaciones robóticas afectan directamente a la capacidad del robot para adaptarse a estas condiciones.

Losmódulos de articulación a prueba de explosiones de HONPINE adoptan un diseño estructural de alta rigidez y pueden combinarse con algoritmos de control de movimiento optimizados para terrenos complejos. Esto proporciona una base mecánica fiable para el robot y ayuda a la plataforma cuadrúpeda a mantener un movimiento estable sobre condiciones de terreno irregulares y cambiantes.

Componentes principales robustos para robots en entornos peligrosos

El desarrollo de robots para entornos peligrosos está avanzando gradualmente más allá de las demostraciones de patrones de marcha sofisticados hacia un funcionamiento fiable en condiciones industriales reales. La capacidad de los componentes principales para soportar los entornos operativos reales se ha convertido en un factor importante para el rendimiento general del robot.

La capacidad a prueba de explosiones, la elevada reserva de par, la tolerancia ambiental y la adaptabilidad de movimiento a condiciones operativas complejas se integran en la serie de módulos de tres articulaciones a prueba de explosiones de HONPINE, proporcionando una solución integrada para aplicaciones robóticas de alto riesgo.

HONPINE se centra en componentes principales para robots especializados y desarrolla articulaciones robóticas a prueba de explosiones para altas cargas destinadas a integradores de sistemas y fabricantes de robots. Al proporcionar actuadores de articulaciones fiables para entornos peligrosos, HONPINE apoya el desarrollo de robots capaces de sustituir a las personas en operaciones de alto riesgo y de contribuir a una producción industrial más segura.