¿Cómo seleccionar módulos de articulación de engranajes armónicos para robots humanoides?

2026-01-05

Los módulos de articulación de engranajes armónicos sirven como los "músculos y articulaciones" de los robots humanoides, representando del 50% al 60% del costo total del robot y determinando factores clave de rendimiento como la precisión del movimiento y la potencia de salida. La selección de módulos de articulación de accionamiento armónico influye directamente en la flexibilidad, capacidad de carga y adecuación del robot para diversas tareas. Utilizando como ejemplo el robot humanoide HONPINE, esta guía explica cómo emparejar el módulo adecuado para cada articulación.

¿Cuáles son las ventajas de los módulos de articulación de engranajes armónicos?

Los módulos de articulación de engranajes armónicos HONPINE son "campeones de integración compacta" y "todoterrenos versátiles". Dentro de un diámetro de solo 4 mm, integran un reductor armónico, un servomotor, un codificador de alta precisión y electrónica de accionamiento, además de estas características destacadas:


Integración extrema, ahorro de espacio y ligereza

 

Las articulaciones tradicionales requieren unidades separadas de reductor, motor y accionamiento, lo que resulta en un cableado voluminoso. Nuestros módulos pesan solo 0,19 kg, permitiendo diseños de articulaciones más ligeros y compactos, ideales para áreas con espacio limitado como el cuello y la muñeca.


Tamaño pequeño, alto par


Tomemos el modelo HPJM-RE30-40-PRO: compacto pero con relaciones de reducción de 51:1 o 101:1, par máximo de hasta 3,3-4,8 N·m y capacidad de carga promedio de 1,8-2,4 N·m. Ofrece "gran rendimiento en un paquete pequeño", soportando el levantamiento del brazo y el movimiento estable de la pierna bajo el peso propio del robot.


Adaptabilidad a todos los escenarios


Versión con freno: se bloquea automáticamente en caso de pérdida de energía, perfecta para tareas de mantenimiento de postura (por ejemplo, agarre y pausa).  

Versión de baja temperatura: funciona de manera confiable a -40°C, adecuada para regiones polares o logística de cadena de frío.  

Versión impermeable: clasificación IP67 resiste polvo, humedad e incluso condiciones de aguas profundas (por ejemplo, robots submarinos).


Diseño fácil de usar, integración sencilla


Diseño de eje hueco: varios tamaños permiten el enrutamiento interno de cables, eliminando el desorden de cables.  

Comunicación versátil: los modelos con un solo codificador admiten CAN/CANopen/EtherCAT (elija uno); los modelos con doble codificador admiten CAN/EtherCAT (excepto las versiones pequeñas 30-40/40-52). Un módulo se adapta a múltiples esquemas de control sin necesidad de reemplazo.


Estudio de caso: Módulos de articulación de engranajes armónicos en un robot humanoide (Lógica detallada de selección articulación por articulación)


Diferentes articulaciones enfrentan demandas muy diferentes: algunas necesitan agilidad, otras fuerza o precisión. Aquí se explica cómo los módulos de articulación de engranajes armónicos HONPINE se adaptan a cada articulación.


ArticulaciónModeloLógica clave de selección  
CuelloHPJM-RE30-40-PRO-XXTamaño pequeño, alta precisión (repetibilidad de un solo codificador: 0,005°) para espacio compacto y rotación sutil y frecuente.
MuñecaHPJM-RE30-40-PRO-XXEquilibra par moderado con agilidad, se adapta a la estructura compacta de la muñeca mientras maneja la carga del antebrazo.  
CodoHPJM-RE50-60-PRO-XXSe adapta a la carga del peso del brazo + objetos agarrados; par promedio (1,8-2,4 N·m) adecuado para flexión/extensión; tamaño adecuado para la conexión del brazo.
HombroHPJM-RE60-70-PRO-XXModelo de alto par soporta el peso total del brazo superior, antebrazo y mano, asegurando levantamiento y rotación estables.
CinturaHPJM-RE70-80-PRO-XXSoporta todo el peso de la parte superior del cuerpo y permite la rotación del torso; alto par y estabilidad evitan oscilaciones.
MusloHPJM-RE100-120-PRO-XXNúcleo de alto par para soportar el peso total del cuerpo y permitir movimientos de paso de gran ángulo y alta carga.
PantorrillaHPJM-RE60-70-PRO-XXCarga menor que el muslo; par coincide con la flexión de la pierna mientras se adapta a la estructura delgada de la pantorrilla.        
TobilloHPJM-RE50-60-PRO-XXCrítico para el equilibrio; modelo de pequeña carga y alta precisión asegura colocación precisa del pie al caminar/girar.


Dos parámetros clave para la selección de módulos de articulación de engranajes armónicos


Precisión de posicionamiento


  - Un solo codificador: ±0,05° absoluto, ±0,005° repetible, adecuado para la mayoría de las aplicaciones.  

  - Doble codificador: mejor que ±0,03° absoluto, ±0,01° repetible, para tareas de alta precisión (nota: los tamaños 30-40/40-52 no admiten doble codificador).


Adecuación ambiental


  - Estándar: IP50, -10°C a +50°C (puede aplicarse reducción a altas temperaturas).  

  - Personalizado: versiones de baja temperatura a -40°C o impermeables IP67 disponibles para entornos especializados (aguas profundas, frío extremo).


Proceso de selección de módulos: Simple y confiable

  • Consulta: Comparta los requisitos de su robot (carga, escenario operativo, precisión).  

  • Discusión técnica: Nuestros ingenieros recomiendan el modelo óptimo.  

  • Pedido y entrega: Confirme el modelo y reciba envío directo de fábrica.  

  • Soporte postventa: Depuración y mantenimiento continuos respaldados por servicio técnico de nivel de fábrica.



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