Moteur d’articulation robotique sans cadre harmonique planétaire
Les moteurs d’articulation à entraînement harmonique HONPINE se caractérisent par une haute précision, un couple élevé et un grand diamètre d’alésage central, offrant souvent des solutions pour des applications dans des espaces confinés. La personnalisation est prise en charge, et ces moteurs sont fréquemment utilisés dans le domaine de la robotique spécialisée.
Le moteur d’articulation planétaire est également un composant central des systèmes d’alimentation robotique. Par rapport aux modules d’articulation harmoniques, il présente un rapport de réduction plus faible, une vitesse de sortie plus élevée et une plus grande rigidité, bien qu’avec une précision de sortie globale légèrement inférieure. Grâce à des composants hautement intégrés, notamment des réducteurs planétaires, des moteurs couple sans cadre, des freins, des encodeurs et des variateurs, sa taille et son poids sont considérablement optimisés, permettant un contrôle précis du mouvement des articulations. Il en résulte un couple plus élevé, des dimensions plus compactes et un poids plus léger. Les moteurs d’articulation planétaires prennent généralement en charge une large plage de tension, s’adaptant à une basse tension CC 24V~48V. Nous proposons également des solutions personnalisées en fonction des exigences individuelles des clients.
Le moteur couple sans cadre, un type spécialisé de moteur synchrone à aimants permanents (PMSM), se compose de deux composants principaux : le rotor et le stator, tout en éliminant les structures traditionnelles du moteur telles que les carters, les roulements et les arbres. Conçu pour une intégration directe dans le système mécanique du client, il nécessite que l’utilisateur final fournisse les roulements de support et les enveloppes. Cette philosophie de conception offre une plus grande flexibilité, des dimensions plus compactes et des performances supérieures, ce qui le rend idéal pour les applications soumises à des exigences strictes en matière d’espace, de poids et de capacités dynamiques. Il excelle dans les scénarios à haute précision et à réponse dynamique élevée, notamment l’actionnement des articulations de robots humanoïdes, les plateaux rotatifs de précision, les équipements médicaux et les systèmes d’automatisation industrielle.Les moteurs couple sans cadre sont en outre subdivisés en moteurs sans cadre à rotor interne et moteurs sans cadre à rotor externe, selon leur configuration structurelle.
Sélection d’actionneur d’articulation robotique à entraînement harmonique
Pour répondre aux diverses demandes du marché, les moteurs d’articulation robotique à entraînement harmonique HONPINE sont actuellement divisés en trois séries principales : HPJM, TCHL et HAG.
Ce guide fournit un aperçu initial pour vous aider à sélectionner l’actionneur le plus adapté à votre application en fonction de facteurs tels que le contrôle des coûts, le délai de livraison et les exigences de performance de base.
Pour une sélection détaillée et une assistance technique, n’hésitez pas à nous contacter pour en discuter davantage.
Caractéristiques clés
Cette série est présente sur le marché depuis plus de 5 ans, offrant une solution d’articulation de robot humanoïde entièrement développée et mature. Elle intègre un réducteur harmonique, un variateur, un encodeur et un moteur couple sans cadre. Des options de double encodeur et de frein sont disponibles. Prend en charge les protocoles de communication CAN (propriétaire), CANopen et EtherCAT.
Principaux avantages
Conception hautement compacte, permettant davantage d’espace pour l’intégration système à performances équivalentes
Graisse basse température en option, adaptée aux environnements difficiles jusqu’à -40°C
Délai moyen ≤ 4 weeks, garantissant une forte capacité de production
Applications
Idéal pour les projets nécessitant des performances stables et fiables, une livraison rapide en lots ou un fonctionnement dans des environnements à basse température.
Remarques
Cette série n’a pas été initialement conçue avec des capteurs de couple ni une étanchéité. Une personnalisation est possible si ces fonctionnalités sont requises, mais il faut s’attendre à un coût supplémentaire et à un délai plus long.
Caractéristiques clés
Cette nouvelle série, qui sera lancée à la fin de 2025, adopte un réducteur harmonique développé en interne, permettant un meilleur contrôle des coûts. Elle est équipée de série de doubles encodeurs (absolu mono-tour, résolution 23-bit) et prend en charge les protocoles de communication CAN FD et EtherCAT. Les fonctionnalités optionnelles incluent un frein et un capteur de couple. Le faisceau de terminaison intégré prend en charge le passage des câbles dans l’arbre creux et la mise en cascade des modules.
Principaux avantages
Avantage significatif en matière de coût
Prend en charge des configurations de montage avant, latéral et arrière, offrant une grande flexibilité structurelle
La conception du faisceau facilite l’intégration du système
Applications
Idéal pour les projets sensibles aux coûts avec des exigences élevées en matière de flexibilité d’installation.
Remarques
Actuellement, seul un rapport de réduction de 101 est disponible. La gamme complète des rapports de réduction devrait être lancée en June 2026. Le délai actuel est d’environ 6 weeks.
Caractéristiques clés
Lancée en 2026, cette nouvelle série est équipée de la fonctionnalité STO (Safe Torque Off) pour répondre à des exigences de sécurité spécifiques. Elle adopte des réducteurs harmoniques de grandes marques nationales, garantissant une haute fiabilité du produit. Prend en charge les protocoles de communication CANopen et EtherCAT, avec frein et capteur de couple en option.
Principaux avantages
Répond à des normes de sécurité plus élevées
Excellentes performances et qualité fiable des composants de réducteur principaux
Applications
Idéal pour les projets ayant des exigences de sécurité clairement définies ou pour lesquels la fiabilité du réducteur est une priorité absolue.
Remarques
En tant que série nouvellement lancée, la capacité de production est encore en montée en puissance. Le délai actuel est d’environ 8–10 weeks.
Nos modules d'entraînement harmonique sont dotés d'un encodeur haute précision de 16 bits, offrant une résolution de 65 536 positions discrètes par tour. Cela signifie que la rotation complète de 360° est divisée en incréments extrêmement fins pour une précision positionnelle exceptionnelle à l'extrémité du moteur.
Bien que les modules standard de joint de robot HONPINE ne comprennent pas de mesure de couple intégrée, nous pouvons répondre aux exigences de détection de couple en intégrant un capteur de couple externe. Veuillez contacter notre équipe technique pour des solutions personnalisées.
En raison de la conception très compacte de notre système d'entraînement intégré, les modules d'articulation de robot actuels de HONPINE n'incluent pas de broches d'E/S à usage général. Cette conception rationalisée permet une optimisation de l'espace dans les applications robotiques.
Les spécifications mécaniques complètes, y compris la masse et le volume pour toutes les variantes de modules, sont disponibles dans notre brochure de sélection de modèles. Téléchargez la brochure dans notre section ressources ou contactez notre équipe commerciale pour des exigences dimensionnelles spécifiques.
Le moteur articulé HONPINE utilise un encodeur magnétique avec une résolution de 65 536 unités par tour.
Oui. Il utilise un codeur absolu multi-tours. Cependant, en raison d'un réducteur à la sortie, une batterie de codeur est nécessaire pour conserver le comptage de position multi-tours. La personnalisation est prise en charge, ce qui permet d'avoir le moteur avec ou sans la batterie de codeur.
Sur la base du protocole CAN, un seul moteur nécessite 0,5 ms pour chaque transmission et réception. Pour plusieurs moteurs, ce temps s'accumule en conséquence.
En substance, un contrôleur principal peut gérer quatre modules. Bien que le cycle de communication normal soit de 0,5 ms par transmission, il ne maintient pas systématiquement cet intervalle—par exemple, un échantillonnage à haute fréquence n'est pas nécessaire pendant les états d'alarme ou des conditions similaires.
Un module d'articulation harmonique permet un contrôle précis de la position et du couple pour les articulations de robot grâce au rapport de réduction élevé (généralement 50–160:1) et au faible jeu (moins de 1 minute d'arc) du réducteur harmonique.
De plus, le module intègre des codeurs et des capteurs de couple, permettant un ajustement en temps réel du couple avec une précision de ±0,1 N·m, ce qui le rend parfaitement adapté aux tâches d'assemblage flexibles et conformes.
Un module d'articulation harmonique prend en charge le mouvement de rotation des articulations robotiques et atteint une précision de répétition de positionnement allant jusqu'à ±0,001°.
Il offre une densité de couple élevée (>100 N·m/kg) dans un espace compact, ce qui le rend idéal pour des applications telles que :
Articulations de robots humanoïdes
Robots de soudage et de manutention
Machines médicales
Équipements d'automatisation industrielle
Systèmes d'entraînement électrique
Robots de service et autres systèmes robotiques
La conception à arbre creux permet aux câbles, lignes pneumatiques ou fils de signal de passer par le centre, réduisant le diamètre du joint et rendant le routage des câbles plus simple et plus fiable. Cela réduit considérablement la complexité du câblage et améliore l'intégration globale du système dans les applications robotiques.
Les moteurs d'articulation harmonique HONPINE se caractérisent par :
Couple de sortie élevé
Haute précision
Rapport de réduction élevé
Structure compacte
Faible bruit
Faibles vibrations
Ils sont particulièrement adaptés aux articulations de bras de robot, où des exigences extrêmement élevées en matière de précision, de contrôle de force et de conception légère sont essentielles.
Avec l'expansion continue des capacités de fabrication à grande échelle et l'innovation technologique constante, HONPINE vise non seulement à fournir des produits fiables, fabriquables en série et économiques, mais aussi à accélérer l'industrialisation des robots humanoïdes et des robots à intelligence incarnée.
Paramètres clés
Résolution 16 bits : 65 536 impulsions par tour de moteur.
Rapport de réduction : par exemple, 101:1 signifie que la sortie effectue un tour pour chaque 101 tours du moteur.
Vitesse de sortie
Vitesse de sortie = vitesse du moteur ÷ rapport de réduction.
Exemple : moteur à 1 tour/sec (65 536 impulsions/sec) avec un rapport 101:1 → la sortie effectue 1 tour en 101 secondes.
Conversion d'unités
Conversions rad/s :
1 rad/s ≈ 57,3 °/s
1 rad/s ≈ 9,55 tr/min
Impulsions/sec ↔ tr/min (encodeur 16 bits) :
1 tr/min ≈ 1092,27 impulsions/sec
1 impulsion/sec ≈ 1/1092,27 tr/min
Remarque : Les calculs sont basés sur des relations physiques. Par exemple, 1 rad/s = 60/(2π) tr/min.
Moteur d’articulation planétaire - FAQ
Pour répondre aux exigences de précision strictes de la fabrication industrielle, le module adopte une structure de réduction planétaire à engrenage hélicoïdal. Grâce à une conception optimisée de la surface des dents, le jeu des engrenages est contrôlé à moins de 10 minutes d'arc (environ 0,167°), atteignant une précision de positionnement répétée de ±12 minutes d'arc.
Combiné à un signal de contrôle haute fréquence de 3 kHz et un temps de réponse ≤200 μs, le système évite les pertes de produit causées par des retards ou des erreurs de positionnement, même dans des opérations de niveau micron comme l'assemblage de composants électroniques de précision et le soudage des languettes de batteries lithium.
Pour les applications à charge lourde, le module utilise des matériaux d'engrenage renforcés de qualité militaire et des structures de roulement. Le couple de pointe atteint jusqu'à 36 Nm, tandis que le couple de blocage dépasse 24 Nm, équivalent à soulever de manière stable une charge de 3,6 kg. Cela fournit une puissance robuste et fiable pour la locomotion portante dans les robots quadrupèdes et l'assistance à la rééducation dans les robots exosquelettes.
Des applications industrielles telles que le tri par robot SCARA et le chargement/déchargement par bras robotique à six axes, aux applications médicales incluant les équipements de rééducation et le contrôle de précision des robots chirurgicaux, et jusqu'aux marchés grand public comme la simulation de démarche robotique biomimétique et la stabilisation de cardan pour drones, le module prend en charge plusieurs protocoles de communication, y compris CAN et RS485, permettant une compatibilité rapide avec les systèmes de contrôle de différentes marques.
Plus important encore, la combinaison d'une conception légère et d'une densité de couple élevée offre une grande polyvalence d'application :
Les modèles de petite taille peuvent être intégrés dans les cardans de drones, assurant une rotation fluide à 360° sans augmenter la charge utile.
Les modèles plus grands peuvent être intégrés dans les roues motrices des AGV, supportant un fonctionnement continu 24 heures sur 24 pour répondre aux exigences des opérations d'entrepôt et de logistique ininterrompues.
Les engrenages internes du moteur à engrenages planétaires HONPINE sont fabriqués en acier allié haute résistance, traités par cémentation et trempe, atteignant une dureté superficielle de HRC 58-62. Combinés à une graisse lubrifiante de qualité alimentaire, la durée de vie dépasse 10 000 heures dans des conditions de fonctionnement nominales, ce qui équivaut à environ 14 mois de fonctionnement industriel continu sans remplacer les composants principaux.
De plus, le moteur dispose d'une conception d'étanchéité modulaire avec un indice de protection IP65, résistant efficacement à la poussière et aux éclaboussures de liquide, le rendant adapté à des environnements spéciaux tels que la transformation des aliments et la peinture automobile.
Les interfaces standardisées et la conception de capot amovible permettent une maintenance sans démonter l'ensemble du robot—les modules peuvent être remplacés directement, réduisant considérablement les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.
Avec les avantages inhérents aux réducteurs à engrenages planétaires, les moteurs réducteurs planétaires HONPINE sont largement utilisés dans divers domaines robotiques.
Dans les robots quadrupèdes, ils répondent aux exigences de 12 degrés de liberté, fournissant une propulsion stable et puissante pour les déplacements sur des terrains complexes.
Dans les bras robotiques, le réducteur planétaire de haute précision assure un positionnement précis, permettant d'effectuer des tâches complexes telles que le soudage et la découpe.
Dans les robots humanoïdes, les réducteurs planétaires aident à réaliser des mouvements plus naturels et fluides, améliorant considérablement la coordination et la stabilité dans des actions telles que la marche, le levage des bras et les transitions de posture.
Tendances de l’industrie
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