Elegir un módulo de articulación robótica adecuado es una de las decisiones más importantes al diseñar un brazo robótico. La selección correcta no está determinada únicamente por la carga útil o el par nominal. La masa de los eslabones, el centro de gravedad, la inercia rotacional, la aceleración, el peso de la articulación, la densidad de par, el espacio de instalación y el ciclo de funcionamiento pueden afectar los requisitos finales de la articulación. Una articulación sobredimensionada puede aumentar la masa y la inercia del robot, mientras que una articulación subdimensionada puede limitar el rendimiento del movimiento y la fiabilidad. Esta guía explica un enfoque práctico de ingeniería para seleccionar un módulo de articulación robótica, ayudando a los diseñadores de brazos robóticos a evaluar el par, el peso, las dimensiones, el rendimiento dinámico y la integración del sistema antes de finalizar la arquitectura de sus articulaciones.

Las articulaciones rotativas modernas para robots ya no son simplemente conexiones mecánicas entre dos eslabones del robot. Una articulación robótica debe combinar cada vez más la generación de par, la transmisión de movimiento, la realimentación de posición, la comunicación, la detección, el frenado y la integración de control dentro de una estructura compacta y fiable. A medida que los robots humanoides, los robots colaborativos, los brazos robóticos industriales, los robots médicos y los sistemas robóticos especializados continúan evolucionando, seleccionar el módulo de articulación robótica y la arquitectura de articulación adecuados se ha convertido en una decisión de ingeniería a nivel de sistema. Este artículo explora cómo los módulos de articulación armónicos integrados y los módulos de articulación planetarios ofrecen soluciones diferentes y cómo los fabricantes de robots pueden elegir la arquitectura adecuada para cada eje del robot.

Elegir el actuador de articulación robótica adecuado ya no consiste simplemente en comparar especificaciones de par o seleccionar un motor y un reductor por separado. A medida que los robots humanoides, los robots colaborativos, los brazos robóticos industriales, los robots médicos, los manipuladores móviles y los sistemas robóticos especializados se diversifican, los fabricantes de robots deben equilibrar simultáneamente el par, la velocidad, la precisión, la rigidez, el peso, el espacio de instalación, la retroalimentación, la comunicación y la seguridad. Este artículo explica cómo los ingenieros pueden seleccionar el actuador de articulación armónica o el motor de articulación robótica adecuado partiendo del problema real de la aplicación y desarrollando una solución a nivel de articulación que se adapte a la estructura mecánica y a los requisitos de control del robot completo.

El desarrollo de robots humanoides, robots colaborativos, brazos robóticos ligeros, robots médicos, manipuladores móviles y sistemas robóticos de uso especial está generando nuevos desafíos para el diseño de las articulaciones robóticas. Los ingenieros deben equilibrar el par, el peso, la rigidez, la precisión, la detección, el tendido de cables, el control, la seguridad y el espacio limitado de instalación dentro de una misma articulación. Una combinación convencional de motor y reductor puede cumplir especificaciones individuales, pero aun así resultar difícil de integrar en el robot completo. Este artículo examina 10 desafíos comunes de los módulos de articulación robótica y las soluciones de ingeniería que pueden ayudar a los desarrolladores a crear sistemas robóticos más ligeros, compactos, precisos y específicos para cada aplicación. Desde la densidad de par y la detección integrada hasta el tendido de cables mediante eje hueco, el montaje flexible y la integración del control, el enfoque está en cómo la arquitectura de la articulación puede adaptarse mejor a los requisitos reales del robot.