La robotique humanoïde n'est plus portée uniquement par les fabricants traditionnels de robots. Les entreprises automobiles, les entreprises d'IA, les prestataires logistiques, les fabricants d'électronique grand public et les entreprises de technologies avancées entrent de plus en plus sur le marché des robots humanoïdes. Toutefois, l'intelligence artificielle ne peut créer une réelle valeur que lorsque l'intelligence numérique peut être convertie en mouvements physiques fiables. Cela fait de l'actionneur d'articulation de robot humanoïde une interface essentielle entre l'IA, la commande de mouvement et le corps physique du robot. Cet article examine pourquoi les actionneurs à entraînement harmonique, la densité de couple élevée, le faible jeu, le retour intégré et les architectures articulaires évolutives deviennent de plus en plus importants à mesure que la robotique humanoïde passe du développement de prototypes à la commercialisation à grande échelle.

Choisir le bon actionneur d’articulation robotique ne consiste plus simplement à comparer les spécifications de couple ou à sélectionner séparément un moteur et un réducteur. À mesure que les robots humanoïdes, les robots collaboratifs, les bras robotisés industriels, les robots médicaux, les manipulateurs mobiles et les systèmes robotiques spécialisés se diversifient, les fabricants de robots doivent simultanément équilibrer le couple, la vitesse, la précision, la rigidité, le poids, l’espace d’installation, le retour d’information, la communication et la sécurité. Cet article explique comment les ingénieurs peuvent choisir le bon actionneur d’articulation à réducteur harmonique ou le bon moteur d’articulation robotique en partant du problème d’application réel et en élaborant une solution au niveau de l’articulation qui correspond à la structure mécanique et aux exigences de commande du robot complet.

Les transmissions harmoniques sont largement utilisées dans les articulations robotiques, les axes rotatifs CNC, les équipements pour semi-conducteurs, les dispositifs médicaux et les systèmes d’automatisation de précision. Cependant, le rendement réel de la transmission ne peut pas être évalué uniquement sur la base des spécifications du réducteur. Le choix du moteur, le rapport de réduction, l’inertie de charge, la vitesse de fonctionnement, la lubrification, les conditions thermiques et le cycle de service peuvent tous influencer les performances globales du système. Cela devient particulièrement important dans les applications à forte dynamique, à charge élevée et en fonctionnement continu, où la maximisation du rendement nominal de la transmission harmonique n’aboutit pas nécessairement à une meilleure efficacité énergétique globale. Cet article examine les principaux facteurs influençant le rendement des transmissions harmoniques d’un point de vue d’ingénierie système et étudie comment les actionneurs harmoniques intégrés peuvent contribuer à optimiser les performances de mouvement grâce à une conception coordonnée du moteur, de la transmission harmonique, de l’encodeur et du système d’entraînement.

Pour de nombreux bras robotiques, le choix d’un actionneur d’articulation ne consiste pas simplement à sélectionner le couple maximal disponible. À mesure que les systèmes robotiques deviennent plus légers, plus longs, plus compacts et de plus en plus spécialisés, les ingénieurs doivent générer un couple de sortie suffisant tout en respectant des limites strictes concernant la masse de l’actionneur et l’espace d’installation. La densité de couple devient ainsi un paramètre de plus en plus important lors de l’évaluation d’un module d’articulation harmonique. Des robots humanoïdes et collaboratifs aux manipulateurs médicaux, en passant par les robots d’inspection, les mécanismes aérospatiaux, les manipulateurs mobiles et autres bras robotiques soumis à des contraintes d’espace, un actionneur à haute densité de couple peut influencer non seulement les performances de chaque articulation, mais aussi le poids, la dynamique et l’architecture mécanique de l’ensemble du robot. Cet article examine pourquoi la densité de couple est importante, comment la masse des articulations influe sur les exigences de couple en amont et quels éléments les ingénieurs doivent prendre en compte lors du choix d’un actionneur harmonique destiné à des applications robotiques légères et spécialisées.