Quel type de module d’articulation robotique choisir pour le contrôle de robots humanoïdes de haute précision ?

En 2026, après avoir échangé sur des questions techniques avec des dizaines de fabricants de robots humanoïdes, une chose m’apparaît de plus en plus clairement : de nombreuses entreprises ne se contentent pas de développer des robots humanoïdes capables de marcher ou d’effectuer des mouvements de base. Elles poursuivent un objectif beaucoup plus ambitieux : construire des robots humanoïdes capables d’accomplir des tâches délicates et concrètes, qui aident réellement les personnes dans leur vie quotidienne et en milieu industriel.

Bonjour à toutes et à tous, je suis Theodore Li, directeur technique chez HONPINE.

Aujourd’hui, j’aimerais vous présenter un module d’articulation harmonique conçu pour les robots humanoïdes qui doivent faire plus que simplement se déplacer. Pour les robots appelés à accomplir des tâches réelles nécessitant un positionnement précis, un contrôle précis de la force et des mouvements stables, je recommande lemodule d’articulation harmonique HAG de HONPINE.

Cinq avantages clés du module d’articulation harmonique HAG de HONPINE

1. Grande précision de positionnement et excellent contrôle du couple

Les fondements de mouvements précis et proches de ceux de l’humain

Les robots humanoïdes doivent effectuer des tâches complexes telles que l’assemblage, la manipulation d’objets, la préhension et la marche. Ces applications imposent des exigences particulièrement élevées en matière de précision de positionnement des articulations et de contrôle du mouvement.

Lemodule d’articulation harmonique HAGde HONPINE offre plusieurs caractéristiques favorisant un contrôle de mouvement de haute précision :

Deux codeurs absolus : tous les modèles sont équipés d’un codeur absolu monotour de 20 bits (1 048 576 comptes par tour) et d’un codeur absolu multitour de 12 bits, compatibles avec le protocole de communication BiSS-C.

Grande précision de positionnement : la précision de positionnement unidirectionnel peut atteindre ≤45 secondes d’arc, avec une répétabilité de ≤10 secondes d’arc. Ces caractéristiques aident les robots humanoïdes à effectuer des ajustements fins et à obtenir un positionnement plus constant lors d’opérations complexes.

Capteur de couple en option : selon les spécifications du produit, la série HAG peut intégrer en option un capteur de couple (suffixe T), avec des plages de mesure allant de 25 N·m à 500 N·m et une non-linéarité pouvant être aussi faible que 0,5 %.

Cela permet de mettre en œuvre des stratégies de contrôle basées sur le couple, telles que l’interaction souple, le retour d’effort et la détection des collisions, indispensables à une collaboration homme-robot plus sûre et aux tâches de manipulation délicates.

Rigidité torsionnelle élevée : les grands modèles, tels que le HAG-40, offrent une rigidité torsionnelle pouvant atteindre 18,6 × 10⁴ N·m/rad. Une rigidité torsionnelle élevée aide à réduire la déformation sous charge, à atténuer les vibrations indésirables et à préserver la stabilité du mouvement ainsi que la précision de positionnement de l’effecteur.

2. Densité de couple élevée et grande capacité de surcharge

Répondre aux exigences de puissance élevées des robots humanoïdes

Les articulations de la hanche et du genou doivent fournir un couple suffisant pour permettre des mouvements exigeants, tels que sauter, monter des escaliers, se relever et se remettre d’une chute. Parallèlement, l’espace d’installation et la capacité de la batterie limités des robots humanoïdes font de la densité de couple et du poids total des facteurs essentiels à prendre en compte lors de la conception.

La série HAG de HONPINE offre une large plage de couples afin de répondre aux différentes exigences des articulations.

Une large plage de couples : du HAG-11, dont le couple de pointe va de 11,4 à 18 N·m, au HAG-40, qui délivre jusqu’à 800 N·m de couple de pointe et 557 N·m de couple nominal, la série HAG couvre un large éventail d’applications d’articulations pour robots humanoïdes.

Les petits modèles peuvent être envisagés pour des applications telles que les articulations du poignet et du bras, tandis que les grands modèles conviennent aux articulations soumises à des charges plus élevées, telles que les épaules, les hanches et les genoux, selon la conception mécanique du robot et les exigences de charge.

Grande capacité de surcharge à court terme : lors de mouvements dynamiques, les robots humanoïdes sont fréquemment soumis à des charges transitoires élevées. Par exemple, le HAG-25 présente une plage de couple nominal de 48–115 N·m et une plage de couple de pointe de 86–203 N·m.

Cette capacité de couple supplémentaire à court terme contribue à permettre des mouvements exigeants, tels que les sauts, les accélérations rapides et le rétablissement après une chute.

3. Conception compacte et légère avec passage des câbles dans un alésage central

Optimisé pour l’espace intérieur limité des robots humanoïdes

L’agencement intérieur des robots humanoïdes est soumis à de fortes contraintes. Chaque composant doit être soigneusement disposé, tandis qu’un poids excessif affecte directement l’autonomie, les performances dynamiques et l’efficacité énergétique globale.

Lemodule d’articulation harmonique HAGrépond à ces enjeux grâce à son architecture intégrée et à sa conception à alésage central.

Passage des câbles dans l’alésage central : la série HAG comporte un trou traversant central permettant le passage des câbles à l’intérieur. Par exemple, le diamètre de l’alésage central du HAG-20 est de Φ16,8 mm, tandis que celui du HAG-40 est de Φ28 mm.

Les câbles d’alimentation, les lignes de communication et les autres câblages nécessaires peuvent passer par le centre de l’articulation, ce qui aide à simplifier leur gestion interne et à réduire les interférences, les pliures et l’usure causées par un cheminement externe.

Structure légère et hautement intégrée : le HAG intègre un moteur couple sans carcasse, un réducteur harmonique, une carte de commande et, en option, un frein électromagnétique dans un ensemble d’articulation compact.

À titre d’exemple, le HAG-20 ne pèse que 1,63 kg avec le frein installé. Sa structure compacte le rend adapté aux conceptions de robots humanoïdes pour lesquelles l’espace d’installation et le poids sont des contraintes majeures.

4. Excellente réponse dynamique et compatibilité de communication

Pour des mouvements réactifs et une intégration système transparente

Les robots humanoïdes doivent ajuster en continu les mouvements de leurs articulations en fonction des commandes, des forces extérieures et des conditions environnementales. Cela nécessite des modules d’articulation offrant des performances de mouvement réactives et des interfaces de communication fiables.

Fonctionnement à grande vitesse : les petits modèles, tels que le HAG-14, peuvent atteindre une vitesse maximale de 98 tr/min et conviennent aux applications nécessitant des mouvements articulaires relativement rapides, notamment la marche et les mouvements rapides des bras.

Protocoles de communication industriels : la série HAG est compatible avec les protocoles de communication CANopen et EtherCAT, ce qui facilite l’intégration du module d’articulation dans différentes architectures de commande de robot.

Fonction de sécurité STO intégrée : le HAG intègre également une fonction Safe Torque Off (STO). Lorsqu’elle est déclenchée par un système de commande de sécurité approprié, la fonction STO désactive la génération du couple moteur, ce qui contribue à réduire les risques en cas d’urgence ou de défaillance du système.

Il est important de noter que la fonction STO ne fournit pas de freinage mécanique et ne verrouille pas mécaniquement l’articulation. Pour les applications nécessitant le maintien de la position après une coupure de courant, il convient également d’envisager le frein électromagnétique en option.

5. Grande rigidité structurelle et conception mécanique fiable

Maintenir la stabilité des articulations dans des conditions de fonctionnement exigeantes

Les articulations des robots humanoïdes sont soumises à des forces complexes lors de la marche, de la station debout, du levage et d’autres mouvements dynamiques. Outre la transmission du couple, le module d’articulation doit résister aux moments de flexion externes et conserver sa stabilité structurelle.

Grande rigidité à l’inclinaison : les grands modèles HAG offrent une rigidité à l’inclinaison élevée. Par exemple, le HAG-40 atteint 175 × 10⁴ N·m/rad, ce qui aide l’articulation à résister aux moments de flexion générés par les mouvements du robot et les charges externes.

Cela est particulièrement important pour les articulations porteuses telles que les hanches et les genoux, où une déformation structurelle peut affecter la précision et la stabilité des mouvements du robot.

Frein électromagnétique en option : la série HAG propose une configuration avec frein en option. Pour les robots humanoïdes qui doivent maintenir une posture debout ou conserver une articulation en position lorsque le moteur n’est pas en train de l’entraîner, un frein électromagnétique peut fournir une capacité supplémentaire de maintien mécanique.

Cette caractéristique est particulièrement utile lorsque le maintien de la position de l’articulation lors d’interruptions d’alimentation ou de périodes d’inactivité constitue une exigence importante de la conception.

Le module d’articulation harmonique HAG de HONPINE convient-il à votre robot humanoïde ?

Si votre entreprise développe des robots humanoïdes destinés à accomplir des tâches réelles plutôt qu’à simplement démontrer des mouvements de base, le choix du module d’articulation mérite une attention particulière.

La précision de positionnement, le contrôle du couple, la capacité de surcharge, la rigidité structurelle, la réponse dynamique et l’intégration système influent toutes sur la capacité du robot à effectuer des tâches complexes de manière fiable.

Lemodule d’articulation harmonique HAG de HONPINEassocie un réducteur harmonique, un moteur couple sans carcasse, une électronique de commande intégrée, des codeurs absolus ainsi que des fonctions optionnelles de détection du couple et de freinage dans une solution d’articulation compacte.

Si vous développez des robots humanoïdes nécessitant un contrôle de mouvement de haute précision et des performances d’articulation fiables, contactez HONPINE pour demander lafiche technique du module d’articulation harmonique HAGet discuter de vos exigences d’application avec notre équipe d’ingénierie.