¿Qué tipo de módulo de articulación robótica debería elegir para el control de alta precisión de un robot humanoide?

En 2026, tras mantener conversaciones técnicas con decenas de fabricantes de robots humanoides, algo me ha quedado cada vez más claro: muchas empresas no se limitan a desarrollar robots humanoides capaces de caminar o realizar movimientos básicos. Persiguen un objetivo mucho más ambicioso: crear robots humanoides capaces de realizar tareas delicadas y prácticas que ayuden realmente a las personas en su vida diaria y en entornos industriales.

Hola a todos. Soy Theodore Li, director técnico de HONPINE.

Hoy quiero presentar un módulo de articulación armónica diseñado para robots humanoides que necesitan hacer algo más que moverse. Para los robots que deben realizar tareas reales que requieren posicionamiento preciso, control exacto de la fuerza y movimiento estable, recomiendo el módulo de articulación armónica HAG de HONPINE.

Cinco ventajas clave del módulo de articulación armónica HAG de HONPINE

1. Alta precisión de posicionamiento y excelente control del par

La base de movimientos precisos y similares a los humanos

Los robots humanoides deben realizar tareas complejas como montaje, manipulación de objetos, agarre y marcha. Estas aplicaciones exigen una precisión de posicionamiento de las articulaciones y un control del movimiento muy elevados.

El módulo de articulación armónica HAG de HONPINE ofrece varias prestaciones para facilitar el control de movimiento de alta precisión:

Dos encoders absolutos: Todos los modelos incorporan un encoder absoluto de una vuelta de 20 bits (1.048.576 cuentas por revolución) y un encoder absoluto multivuelta de 12 bits, compatibles con el protocolo de comunicación BiSS-C.

Alta precisión de posicionamiento: La precisión de posicionamiento unidireccional puede alcanzar ≤45 arcsec, con una repetibilidad de ≤10 arcsec. Estas especificaciones ayudan a los robots humanoides a realizar ajustes de movimiento precisos y a mantener un posicionamiento más uniforme durante operaciones complejas.

Sensor de par opcional: Según las especificaciones del producto, la serie HAG admite un sensor de par integrado opcional (sufijo T), con rangos de medición de 25 N·m a 500 N·m y una no linealidad de hasta el 0,5 %.

Esto permite aplicar estrategias de control basadas en el par, como la interacción flexible, la realimentación de fuerza y la detección de colisiones, esenciales para una colaboración más segura entre personas y robots y para tareas de manipulación delicada.

Alta rigidez torsional: los modelos de mayor tamaño, como el HAG-40, ofrecen una rigidez torsional de hasta 18.6 × 10⁴ N·m/rad. Una alta rigidez torsional ayuda a reducir la deformación bajo carga, atenuar las vibraciones no deseadas y mantener la estabilidad del movimiento y la precisión de posicionamiento del efector final.

2. Alta densidad de par y gran capacidad de sobrecarga

Para satisfacer las exigentes necesidades de potencia de los robots humanoides

Las articulaciones de la cadera y la rodilla necesitan un par suficiente para realizar movimientos exigentes como saltar, subir escaleras, ponerse de pie y recuperarse de una caída. Al mismo tiempo, el espacio de instalación y la capacidad de la batería limitados de los robots humanoides hacen que la densidad de par y el peso total sean factores de diseño críticos.

La serie HAG de HONPINE ofrece un amplio rango de pares para adaptarse a los distintos requisitos de las articulaciones.

Amplio rango de pares: Desde el HAG-11, con un par máximo de 11.4 a 18 N·m, hasta el HAG-40, que ofrece un par máximo de hasta 800 N·m y un par nominal de 557 N·m, la serie HAG cubre una amplia variedad de aplicaciones en las articulaciones de robots humanoides.

Los modelos más pequeños pueden considerarse para aplicaciones como las articulaciones de la muñeca y el brazo, mientras que los modelos de mayor tamaño son adecuados para articulaciones sometidas a cargas más elevadas, como los hombros, las caderas y las rodillas, según el diseño mecánico del robot y los requisitos de carga.

Gran capacidad de sobrecarga a corto plazo: Los robots humanoides se enfrentan con frecuencia a condiciones transitorias de carga elevada durante movimientos dinámicos. Por ejemplo, el HAG-25 tiene un rango de par nominal de 48–115 N·m y un rango de par máximo de 86–203 N·m.

Esta capacidad adicional de par a corto plazo ayuda a realizar movimientos exigentes como saltar, acelerar rápidamente y recuperarse de una caída.

3. Diseño compacto y ligero con guiado de cables por un orificio pasante

Optimizado para el limitado espacio interior de los robots humanoides

La distribución interna de los robots humanoides está sujeta a importantes limitaciones. Cada componente debe colocarse cuidadosamente, y el exceso de peso afecta directamente a la autonomía de la batería, el rendimiento dinámico y la eficiencia energética general.

El módulo de articulación armónica HAG responde a estos retos con su arquitectura integrada y su diseño de orificio pasante.

Guiado de cables por un orificio pasante: la serie HAG cuenta con un orificio central pasante para el cableado interno. Por ejemplo, el HAG-20 tiene un diámetro de orificio central de Φ16.8 mm, mientras que el HAG-40 ofrece un orificio de Φ28 mm.

Los cables de alimentación, las líneas de comunicación y otros cables necesarios pueden pasar por el centro de la articulación, lo que ayuda a simplificar la gestión del cableado interno y a reducir las interferencias, las dobleces y el desgaste causados por el tendido externo de cables.

Estructura ligera y altamente integrada: el HAG integra un motor de par sin bastidor, un reductor armónico, una placa de accionamiento y un freno electromagnético opcional en un conjunto compacto de articulación.

Por ejemplo, el HAG-20 pesa solo 1.63 kg con el freno instalado. Esta estructura compacta lo hace adecuado para diseños de robots humanoides en los que el espacio de instalación y el peso son factores limitantes importantes.

4. Excelente respuesta dinámica y compatibilidad de comunicación

Para lograr movimientos reactivos y una integración fluida del sistema

Los robots humanoides deben ajustar continuamente los movimientos de sus articulaciones en respuesta a cambios en las órdenes, las fuerzas externas y las condiciones del entorno. Para ello, necesitan módulos de articulación con un movimiento reactivo y unas interfaces de comunicación fiables.

Funcionamiento a alta velocidad: Los modelos más pequeños, como el HAG-14, pueden alcanzar una velocidad máxima de 98 rpm, lo que permite utilizarlos en aplicaciones que requieren movimientos articulares relativamente rápidos, como caminar y realizar movimientos rápidos con los brazos.

Protocolos de comunicación industrial: La serie HAG es compatible con los protocolos de comunicación CANopen y EtherCAT, lo que facilita la integración del módulo de articulación en distintas arquitecturas de control de robots.

Función de seguridad STO integrada: El HAG también incorpora la función Safe Torque Off (STO). Cuando la activa un sistema de control de seguridad adecuado, STO impide que se genere par motor, lo que ayuda a reducir los riesgos en situaciones de emergencia y ante fallos del sistema.

Es importante señalar que STO no proporciona frenado mecánico ni bloquea mecánicamente la articulación. En las aplicaciones que requieren mantener la posición tras un corte de alimentación, también se debe considerar el freno electromagnético opcional.

5. Alta rigidez estructural y diseño mecánico fiable

Para mantener la estabilidad de las articulaciones en condiciones de funcionamiento exigentes

Las articulaciones de los robots humanoides están sometidas a fuerzas complejas al caminar, mantenerse de pie, levantar objetos y realizar otros movimientos dinámicos. Además de transmitir el par, el módulo de articulación debe soportar momentos flectores externos y mantener la estabilidad estructural.

Alta rigidez a la inclinación: los modelos HAG de mayor tamaño ofrecen una elevada rigidez a la inclinación. Por ejemplo, el HAG-40 alcanza 175 × 10⁴ N·m/rad, lo que ayuda a la articulación a soportar los momentos flectores generados durante el movimiento del robot y por las cargas externas.

Esto es especialmente importante en las articulaciones que soportan carga, como las caderas y las rodillas, donde la deformación estructural puede afectar a la precisión del movimiento y a la estabilidad del robot.

Freno electromagnético opcional: la serie HAG ofrece una configuración con freno opcional. En los robots humanoides que necesitan mantener la postura de pie o conservar la posición de una articulación cuando el motor no está accionándola activamente, un freno electromagnético puede aportar capacidad adicional de retención mecánica.

Esto resulta especialmente útil en aplicaciones en las que mantener la posición de las articulaciones durante interrupciones del suministro eléctrico o periodos de inactividad es un requisito de diseño importante.

¿Es el módulo de articulación armónica HAG de HONPINE adecuado para su robot humanoide?

Si su empresa está desarrollando robots humanoides destinados a realizar tareas reales, en lugar de limitarse a demostrar movimientos básicos, conviene evaluar cuidadosamente la selección del módulo de articulación.

La precisión de posicionamiento, el control del par, la capacidad de sobrecarga, la rigidez estructural, la respuesta dinámica y la integración del sistema influyen en la capacidad del robot para realizar tareas complejas de forma fiable.

El módulo de articulación armónica HAG de HONPINE combina un reductor armónico, un motor de par sin bastidor, electrónica de accionamiento integrada, encoders absolutos y funciones opcionales de detección del par y frenado en una solución compacta de articulación.

Si está desarrollando robots humanoides que requieren un control de movimiento de alta precisión y un rendimiento fiable de las articulaciones, póngase en contacto con HONPINE para solicitar la ficha técnica del módulo de articulación armónica HAG y comentar los requisitos de su aplicación con nuestro equipo de ingeniería.