Honpine

Integrierter harmonischer / planetarer Gelenkmodul

Der Gelenkaktuator ist die zentrale Antriebskomponente von Robotern, Spezialrobotern und humanoiden Robotern. Er erreicht eine präzise Bewegungssteuerung der Gelenke durch integrierte Komponenten wie Harmonic-Drive-Getriebe oder Planetengetriebe, rahmenlose Torquemotoren, Encoder und Bremsen.Gelenkmodulen werden weiter unterteilt in:Harmonische Gelenkmodule mit integrierten Antrieben,Planetare Gelenkmodule mit integrierten Antrieben,Drehaktuatoren mit externen Antrieben.Um Kunden zu unterstützen, die kundenspezifische Gelenkmodule benötigen, bieten wir auch die kritische Antriebskomponente - rahmenlose Torquemotoren - als eigenständige Produkte in dieser Kategorie an.Zusätzlich zu Robotikanwendungen werden Gelenkmodule auch eingesetzt in:Halbleiterausrüstung,Photovoltaikausrüstung,medizinische Präzisionsgeräte,3C-Ausrüstung,Optische Geräte

Rahmenloser harmonischer Planeten-Gelenkmodul

Harmonischer Gelenkmotor

HONPINE Harmonic-Drive-Gelenkmotoren zeichnen sich durch hohe Präzision, hohes Drehmoment und einen großen Hohlkerndurchmesser aus und bieten häufig Lösungen für Anwendungen auf engem Raum. Kundenspezifische Anpassungen werden unterstützt, und diese Motoren werden häufig im Bereich der Spezialrobotik eingesetzt.

Planeten-Gelenkmotor

Der planetare Gelenkmotor ist ebenfalls eine Kernkomponente von robotischen Antriebssystemen. Im Vergleich zu harmonischen Gelenkmodulen verfügt er über ein kleineres Untersetzungsverhältnis, eine höhere Ausgangsdrehzahl und eine größere Steifigkeit, jedoch bei etwas geringerer Gesamt-Ausgangsgenauigkeit. Durch hochintegrierte Komponenten wie Planetengetriebe, rahmenlose Torquemotoren, Bremsen, Encoder und Treiber werden seine Größe und sein Gewicht deutlich optimiert, wodurch eine präzise Gelenkbewegungssteuerung ermöglicht wird. Dies führt zu höherem Drehmoment, kompakteren Abmessungen und geringerem Gewicht. Planetare Gelenkmotoren unterstützen typischerweise einen breiten Spannungsbereich und passen sich an Niederspannungs-Gleichstrom 24V~48V an. Wir bieten auch kundenspezifische Lösungen basierend auf den individuellen Anforderungen unserer Kunden an.

Rahmenloser Torquemotor

Der rahmenlose Torquemotor, ein spezialisierter Typ eines permanentmagneterregten Synchronmotors (PMSM), besteht aus zwei Kernkomponenten: dem Rotor und dem Stator, wobei traditionelle Motorstrukturen wie Gehäuse, Lager und Wellen entfallen. Er ist für die direkte Integration in das mechanische System des Kunden ausgelegt und erfordert, dass der Endanwender unterstützende Lager und Gehäuse bereitstellt. Diese Konstruktionsphilosophie bietet höhere Flexibilität, kompaktere Abmessungen und überlegene Leistung und ist damit ideal für Anwendungen mit strengen Anforderungen an Bauraum, Gewicht und dynamische Eigenschaften. Er eignet sich hervorragend für hochpräzise Anwendungen mit hoher dynamischer Reaktion, darunter humanoide Robotergelenkantriebe, Präzisions-Drehtische, medizinische Geräte und industrielle Automatisierungssysteme.Rahmenlose Torquemotoren werden je nach ihrer strukturellen Konfiguration weiter in rahmenlose Innenläufermotoren und rahmenlose Außenläufermotoren unterteilt.

Was ist ein Harmonic-Drive-Gelenkmodul?

Der harmonische Gelenkmotor erreicht eine hochpräzise Bewegungssteuerung durch integrierte Komponenten wie Harmonic-Drive-Getriebe, rahmenlosen Torquemotor, Bremse, Encoder und Antriebseinheit, bei optimierter Größe und optimiertem Gewicht.Der HONPINE harmonische Gelenkmotor bietet flexible Konfigurationsoptionen, um vielfältige Anwendungsanforderungen zu erfüllen, darunter Dual-Encoder, STO (Safe Torque Off), Haltebremsen und integrierte Drehmomentsensoren.

 

Harmonic-Drive-Gelenkmodul

Auswahl des Harmonic-Drive-Robotergelenkaktuators

Um den vielfältigen Marktanforderungen gerecht zu werden, sind die HONPINE Harmonic-Drive-Gelenkmodulen derzeit in drei Hauptserien unterteilt: HPJM, TCHL und HAG.

Dieser Leitfaden bietet einen ersten Überblick, um Ihnen bei der Auswahl des für Ihre Anwendung am besten geeigneten Aktuators zu helfen, basierend auf Faktoren wie Kostenkontrolle, Lieferzeit und grundlegenden Leistungsanforderungen.

Für eine detaillierte Auswahl und technische Unterstützung können Sie uns gerne für eine weiterführende Besprechung kontaktieren.

 

HPJM
TCHL
HAG

Hauptmerkmale

Diese Serie ist seit über 5 Jahren auf dem Markt und bietet eine vollständig entwickelte und ausgereifte Gelenklösung für humanoide Roboter. Sie integriert ein Harmonic-Drive-Getriebe, einen Treiber, einen Encoder und einen rahmenlosen Torquemotor. Optionen für Dual-Encoder und Bremse sind verfügbar. Unterstützt die Kommunikationsprotokolle CAN (proprietär), CANopen und EtherCAT.

 

Wesentliche Vorteile

Hochkompaktes Design, das bei gleichwertigen Leistungsanforderungen mehr Raum für die Systemintegration ermöglicht

Optionales Niedrigtemperaturfett, geeignet für raue Umgebungen bis zu -40°C

Durchschnittliche Lieferzeit ≤ 4 weeks, wodurch eine starke Produktionskapazität gewährleistet wird

 

Anwendungen

Ideal für Projekte, die eine stabile und zuverlässige Leistung, schnelle Serienlieferung oder den Betrieb in Niedrigtemperaturumgebungen erfordern.

Hinweise

Diese Serie wurde ursprünglich nicht mit Drehmomentsensoren oder Wasserdichtigkeit entwickelt. Eine kundenspezifische Anpassung ist verfügbar, falls solche Funktionen erforderlich sind, jedoch sollten zusätzliche Kosten und eine längere Lieferzeit erwartet werden.

Hauptmerkmale
Diese neue Serie, die Ende 2025 auf den Markt kommen soll, verwendet ein selbst entwickeltes Harmonic-Drive-Getriebe und ermöglicht dadurch eine bessere Kostenkontrolle. Standardmäßig ist sie mit Dual-Encodern (Single-Turn-Absolutwert, 23-bit Auflösung) ausgestattet und unterstützt die Kommunikationsprotokolle CAN FD und EtherCAT. Zu den optionalen Funktionen gehören eine Bremse und ein Drehmomentsensor. Der integrierte Anschlusskabelbaum unterstützt die Kabelführung durch die Hohlwelle und die Kaskadierung von Modulen.

 

Wesentliche Vorteile
Deutlicher Kostenvorteil
Unterstützt Montagekonfigurationen vorne, seitlich und hinten und bietet hohe strukturelle Flexibilität
Das Kabelbaumdesign erleichtert die einfache Systemintegration

 

Anwendungen
Ideal für kostenempfindliche Projekte mit hohen Anforderungen an die Installationsflexibilität.

Hinweise
Derzeit ist nur ein Übersetzungsverhältnis von 101 verfügbar. Das vollständige Spektrum an Übersetzungsverhältnissen soll im Juni 2026 eingeführt werden. Die aktuelle Lieferzeit beträgt etwa 6 weeks.

Hauptmerkmale

Diese neue Serie, die 2026 eingeführt wurde, ist mit der STO (Safe Torque Off)-Funktion ausgestattet, um spezifische Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Sie verwendet Harmonic-Drive-Getriebe von führenden inländischen Marken und gewährleistet dadurch eine hohe Produktzuverlässigkeit. Unterstützt die Kommunikationsprotokolle CANopen und EtherCAT, mit optionaler Bremse und Drehmomentsensor.

 

Wesentliche Vorteile
Erfüllt höhere Sicherheitsstandards
Hervorragende Leistung und zuverlässige Qualität der Kern-Getriebekomponenten

 

Anwendungen

Ideal für Projekte mit klaren Sicherheitsanforderungen oder bei denen die Zuverlässigkeit des Getriebes oberste Priorität hat.

 

Hinweise

Als neu eingeführte Serie wird die Produktionskapazität noch hochgefahren. Die aktuelle Lieferzeit beträgt etwa 8–10 weeks.

Lösungen und Anwendungen für Gelenkmodulen

Seit vielen Jahren setzt HONPINE harmonische Gelenkmodulen und planetare Gelenkmotoren in verschiedenen Bereichen ein, darunter humanoide Roboter, Dual-Arm-Roboter, Radroboter, Drohnen, Landmaschinen, Nuklearausrüstung, Industrieroboter und industrielle Automatisierungsanlagen, und bietet Gelenkmotorlösungen sowie kundenspezifische Anpassungen für diese Branchen an. Seine Serien HPJM, TCHL, HAG und weitere Gelenkmodulserien wurden auf Grundlage von Erfahrungen aus dem praktischen Einsatz entwickelt.

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  • Integrationslösung für robotisches Oberkörpersystem
  • kleiner Harmonic-Gelenkmotor für UAV (unbemanntes Luftfahrzeug
  • Gelenkmodul für Array-Greifsystem
  • Gelenkmodul für humanoiden Oberkörperroboter
  • Gelenkmodul für großflächige Landmaschinen
  • Robotergelenkmodul für Unterwasserroboter ROV
  • Robotergelenk-Aktuator für medizinischen Rehabilitationsroboter
  • Präzisions-Robotergelenkmodul für industriellen 3D-Drucker
  • Harmonic-Drive-Getriebemotor für automatisiertes Sortiersystem
  • Harmonic-Drive-System für humanoiden Oberkörperroboter
  • Harmonic-Drive-Gelenkmodul für mobilen Inspektionsroboter
  • Harmonic-Drive-Aktuator für hybrides Robotersystem
  • Harmonic-Drive-Aktuator für die Automatisierung von EV-Batteriewechselstationen
  • Harmonic-Aktuator für Robotik in der Nuklearindustrie

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Integrationslösung für robotisches Oberkörpersystem

Was sind Vor- und Nachteile von Harmonic-Gelenkmotoren

Vorteile von Harmonic-Gelenkmotoren

 

Ultrahohe Präzision

Minimales Übertragungsspiel mit einer Wiederholpositioniergenauigkeit von bis zu ±0.01 mm, wodurch es für präzise Roboteroperationen unverzichtbar ist.
 

Hohes Untersetzungsverhältnis

Ein großes einstufiges Untersetzungsverhältnis ermöglicht eine hohe Drehmomentabgabe bei kompakter Größe und erzielt eine effektive „niedrige Geschwindigkeit, hohe Last“-Leistung.

Harmonic-Drive-Gelenkmotor

Extrem kompaktes Design

Einfache Struktur, kleine Größe und Leichtbauweise, wodurch es sich hervorragend für platzbeschränkte Roboterteile wie Handgelenke und Hände eignet.

Hohe Integrationsfähigkeit

Wird häufig als integrierte Module verkauft, die Motoren, Encoder und andere Komponenten kombinieren, was eine bequeme Installation und Wartung ermöglicht und gleichzeitig das modulare Design unterstützt.

Nachteile von Harmonic-Gelenkmotoren

 

Der Harmonic-Reduzierer und der Drehmomentsensor des Harmonic-Gelenkmotors wurden kundenspezifisch entwickelt, was eine Preissenkung erschwert. In naher Zukunft kann der Preis jedoch gesenkt werden, wenn Nachfrage und Produktionskapazität ein bestimmtes Niveau erreichen.

Harmonic-Drive-Robotergelenkmodul - FAQ

HONPINE harmonische DC-Gelenkmotoren sind harmonische Aktuatoren, die speziell für verkörperte Intelligenz entwickelt wurden. hpjm war der erste veröffentlichte harmonische Aktuator und weist derzeit die stabilste Leistung und die schnellste Lieferzeit auf. Um den Kundenanforderungen gerecht zu werden, haben wir kürzlich zwei neue harmonische DC-Gelenkmotoren veröffentlicht: TCHL und HAG. Kontaktieren Sie uns für die neuesten Produktbroschüren.

A：

Unsere Wellgetriebe-Module verfügen über eine hochpräzise 16-bit Encoder-Auflösung, die 65,536 diskrete Positionen pro Umdrehung bietet. Dies bedeutet, dass die vollständige 360° Drehung in extrem feine Schritte unterteilt wird, um eine außergewöhnliche Positionsgenauigkeit am Motorende zu gewährleisten.

A：

Während die standardmäßigen Roboter-Gelenkmodule von HONPINE keine integrierte Drehmomentmessung enthalten, können wir Anforderungen an die Drehmomenterfassung durch die Integration eines externen Drehmomentsensors erfüllen. Bitte kontaktieren Sie unser technisches Team für maßgeschneiderte Lösungen.

A：

Aufgrund des hochkompakten Designs unseres integrierten Treibersystems enthalten die aktuellen Robotergelenkmodule von HONPINE keine universell einsetzbaren I/O-Pins. Dieses optimierte Design ermöglicht optimale Platzeinsparungen in Robotikanwendungen.

A：

Vollständige mechanische Spezifikationen einschließlich Masse und Volumen für alle Modulvarianten sind in unserer Broschüre zur Modellauswahl verfügbar. Laden Sie die Broschüre in unserem Ressourcenbereich herunter oder kontaktieren Sie unser Vertriebsteam für spezifische Maßanforderungen.

A：

Basierend auf dem CAN-Protokoll benötigt ein einzelner Motor 0.5ms für jede Übertragung und jeden Empfang. Bei mehreren Motoren summiert sich diese Zeit entsprechend.

A：

Im Wesentlichen kann eine Hauptsteuerung vier Module verarbeiten. Während der normale Kommunikationszyklus 0.5ms pro Übertragung beträgt, hält er dieses Intervall nicht durchgängig ein—for instance, ist hochfrequente Abtastung während Alarmzuständen oder ähnlichen Bedingungen unnötig.

A：

Ein harmonisches Gelenkmodul erreicht eine präzise Positions- und Drehmomentregelung für Robotergelenke durch das hohe Untersetzungsverhältnis (typically 50–160:1) und das geringe Umkehrspiel (less than 1 arcmin) des Harmonic-Drive-Getriebes.
Zusätzlich integriert das Modul Encoder und Drehmomentsensoren, wodurch eine Echtzeit-Drehmomentanpassung mit einer Genauigkeit von ±0.1 N·m ermöglicht wird, was es besonders geeignet für flexible und nachgiebige Montageaufgaben macht.

A：

Ein Harmonic-Joint-Modul unterstützt die Rotationsbewegung von Robotergelenken und erreicht eine Wiederholgenauigkeit der Positionierung von bis zu ±0.001°.
Es bietet eine hohe Drehmomentdichte (>100 N·m/kg) auf kompaktem Raum und ist daher ideal für Anwendungen wie:
Gelenke humanoider Roboter
Schweiß- und Handhabungsroboter
Medizinische Maschinen
Industrieautomatisierungsausrüstung
Elektrische Antriebssysteme
Serviceroboter und andere Robotersysteme

A：

Das Hohlwellendesign ermöglicht es, Kabel, Pneumatikleitungen oder Signalleitungen durch die Mitte zu führen, wodurch der Gelenkdurchmesser reduziert und die Kabelführung einfacher und zuverlässiger wird. Dies verringert die Komplexität der Verkabelung erheblich und verbessert die gesamte Systemintegration in Roboteranwendungen.

A：

Kernparameter
16-Bit-Auflösung: 65,536 Impulse pro Motorumdrehung.
Übersetzungsverhältnis: z. B. 101:1 bedeutet, dass sich der Ausgang einmal pro 101 Motorumdrehungen dreht.
Ausgangsgeschwindigkeit
Ausgangsgeschwindigkeit = Motordrehzahl ÷ Übersetzungsverhältnis.
Beispiel: Motor bei 1 Umdrehung/sec (65,536 Impulse/sec) mit einem 101:1-Verhältnis → der Ausgang vollendet 1 Umdrehung in 101 Sekunden.
Einheitenumrechnung
Umrechnungen für Rad/s:
1 rad/s ≈ 57.3 °/s
1 rad/s ≈ 9.55 rpm
Impulse/sec ↔ rpm (16-Bit-Encoder):
1 rpm ≈ 1092.27 Impulse/sec
1 Impuls/sec ≈ 1/1092.27 rpm
Hinweis: Die Berechnungen basieren auf physikalischen Zusammenhängen. Zum Beispiel gilt: 1 rad/s = 60/(2π) rpm.

A：

HPJM Harmonic Drive-Module verwenden einen anderen Sicherheitsansatz. Anstelle von STO integrieren wir ein zuverlässiges eingebautes elektromagnetisches Bremssystem, das automatisch aktiviert wird, um die Rotation sofort zu stoppen, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, und so einen sicheren Betrieb gewährleistet.

Der neue 2026 HONPINE HAG Harmonic Drive-Robotergelenkmotor verfügt über eine STO-Funktion. Kontaktieren Sie uns, um weitere Informationen zur HAG-Serie zu erhalten.

A：

Mit der kontinuierlichen Erweiterung groß angelegter Fertigungskapazitäten und fortlaufender technologischer Innovation zielt HONPINE nicht nur darauf ab, Produkte zu liefern, die zuverlässig, in Massenproduktion herstellbar und kosteneffektiv sind, sondern auch die Industrialisierung humanoider Roboter und verkörperter intelligenter Roboter zu beschleunigen.

A：

HONPINE Harmonic-Gelenkmotoren zeichnen sich aus durch:
Hohes Drehmoment
Hohe Präzision
Hohes Untersetzungsverhältnis
Kompakte Struktur
Niedriger Geräuschpegel
Geringe Vibration
Sie eignen sich besonders für Robotergelenke, bei denen äußerst hohe Anforderungen an Genauigkeit, Kraftregelung und Leichtbau von entscheidender Bedeutung sind.

A：

Für die meisten Modelle kann HONPINE die Lieferzeit innerhalb eines Monats kontrollieren. Ein kleiner Teil der Produkte kann aufgrund einer stark gestiegenen Bestellnachfrage in der Produktionsplanung sein. Wir erweitern kontinuierlich unseren Produktionsumfang, um die Kapazität zu erhöhen.

A：

Ja. Er verwendet einen Multiturn-Absolutwertgeber. Aufgrund eines Untersetzungsgetriebes am Ausgang ist jedoch eine Encoder-Batterie erforderlich, um die Multiturn-Positionszählung beizubehalten. Anpassungen werden unterstützt, sodass die Option besteht, den Motor mit oder ohne Encoder-Batterie zu erhalten.

A：

Ein Robotergelenk-Aktuator ist eine integrierte Bewegungssteuerungseinheit, die ein Harmonic-Drive-Getriebe, einen Servomotor, einen Encoder, eine Bremse, eine Steuerung und Präzisionslager in einem kompakten Modul vereint. Auch bekannt als integrierter Harmonic-Drive-Aktuator, Robotergelenk-Antriebsmodul, integriertes Robotergelenk oder Roboter-Drehaktuator-Modul, dient er als zentrales Leistungsübertragungssystem moderner Roboter.

Dank seiner modularen Architektur können mehrere Harmonic-Drive-Gelenkmodule kombiniert werden, um Roboterarme mit mehreren Freiheitsgraden, humanoide Roboter, Exoskelette, Serviceroboter und kundenspezifische Automatisierungsanlagen aufzubauen.
Kleine Modelle werden häufig eingesetzt in:Kamera-Gimbals,UAVs und Drohnen,Inspektionsrobotern,Medizinischen Geräten
Große Modelle sind ideal für:Industrieroboterarme,Humanoide Roboter,Kollaborative Roboter,Mobile Roboter,Logistikroboter
,Spezialroboter,CNC-Automatisierungsanlagen

A：

Die rasante Entwicklung humanoider Roboter treibt die kontinuierliche Innovation bei Harmonic-Robotergelenken und Robotergelenkaktuatoren voran. Als zentrale Bewegungseinheiten für Schultern, Ellbogen, Handgelenke, Taillen und Beine von Robotern werden moderne Harmonic-Aktuatorsysteme leichter, kompakter und leistungsstärker. Fortschrittliche Konstruktionen verbessern Drehmomentdichte, Positioniergenauigkeit und Bewegungsleistung und reduzieren gleichzeitig Gewicht und Bauraum. Zugleich erhöhen optimierte Zahnprofile, hochfeste Materialien, verbesserte Schmierung, Abdichtung und Wärmemanagement die Haltbarkeit, Stoßfestigkeit und Lebensdauer. Diese Fortschritte ermöglichen es humanoiden Robotern, in Industrie-, Dienstleistungs- und Forschungsanwendungen präzisere, zuverlässigere und menschenähnlichere Bewegungen auszuführen.

A：

Hohe Präzision Der Mehrzähneingriff verteilt Übertragungsfehler und bietet eine hervorragende Positioniergenauigkeit sowie ein extrem geringes Spiel.
Großes Untersetzungsverhältnis Einstufige Untersetzungsverhältnisse liegen typischerweise zwischen 30:1 und 320:1, wobei kundenspezifische Ausführungen 1000:1 überschreiten.
Kompakte Baugröße Im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben bietet ein kompaktes Robotergelenkmodul deutlich kleinere Abmessungen bei gleicher Drehmomentabgabe.
Hoher Integrationsgrad Ein integriertes Harmonic-Drive-Gelenk kombiniert Motor, Untersetzungsgetriebe, Encoder, Bremse und Steuerung in einem kompakten Paket und vereinfacht die Installation.
Ruhiger Lauf Eine geringe Zahn-Gleitgeschwindigkeit minimiert Vibrationen und Stöße, während Übertragungswirkungsgrade zwischen 69% und 96% beibehalten werden.

A：

Obwohl Harmonic-Drive-Aktuatoren eine außergewöhnliche Präzision bieten, weisen sie auch bestimmte konstruktive Einschränkungen auf.
Begrenzte Schlagfestigkeit
Der Flexspline unterliegt kontinuierlich elastischer Verformung, wodurch Harmonic-Getriebe für Anwendungen mit häufigen Stößen, wie Springen, Laufen oder Stürze von Robotern, weniger geeignet sind.
Geringere Torsionssteifigkeit
Im Vergleich zu Planetengetrieben oder RV-Untersetzungsgetrieben weisen Harmonic Drives im Allgemeinen eine geringere Torsionssteifigkeit auf.
Herausforderungen beim Wärmemanagement
Hochintegrierte Aktuatordesigns reduzieren den verfügbaren Raum für die Wärmeableitung und erfordern optimierte Kühlstrategien.
Einschränkungen beim Untersetzungsverhältnis
Harmonic Drives werden im Allgemeinen nicht für Anwendungen empfohlen, die Untersetzungsverhältnisse unter etwa 35:1 erfordern.

A：

Obwohl Harmonic-Drive-Aktuatoren eine außergewöhnliche Präzision bieten, weisen sie auch bestimmte konstruktive Einschränkungen auf.
Begrenzte Schlagfestigkeit
Der Flexspline unterliegt kontinuierlich elastischer Verformung, wodurch Harmonic-Getriebe für Anwendungen mit häufigen Stößen, wie Springen, Laufen oder Stürze von Robotern, weniger geeignet sind.
Geringere Torsionssteifigkeit
Im Vergleich zu Planetengetrieben oder RV-Untersetzungsgetrieben weisen Harmonic Drives im Allgemeinen eine geringere Torsionssteifigkeit auf.
Herausforderungen beim Wärmemanagement
Hochintegrierte Aktuatordesigns reduzieren den verfügbaren Raum für die Wärmeableitung und erfordern optimierte Kühlstrategien.
Einschränkungen beim Untersetzungsverhältnis
Harmonic Drives werden im Allgemeinen nicht für Anwendungen empfohlen, die Untersetzungsverhältnisse unter etwa 35:1 erfordern.

A：

Die Auswahl eines robotischen Aktuatormoduls mit Harmonic-Drive-Getriebe erfordert die Bewertung wichtiger Leistungsfaktoren, darunter Drehmomentdichte, Wiederholgenauigkeit, Steuerungsarchitektur, mechanische Konstruktion, Kommunikationsfähigkeit und Zuverlässigkeit unter Umgebungsbedingungen. Eine hohe Drehmomentdichte verbessert die Nutzlastkapazität und reduziert zugleich das Gesamtgewicht des Systems, und Präzisionsanwendungen erfordern typischerweise Wiederholgenauigkeiten von ≤15–20 Bogensekunden. Fortschrittliche Module nutzen häufig eine geschlossene Regelung mit zwei Absolutwertgebern, um Umkehrspiel und Übertragungsfehler zu kompensieren und so die Bewegungsgenauigkeit zu verbessern. Hohlwellenstrukturen ermöglichen eine interne Kabelführung für eine bessere Integration und Zuverlässigkeit. Industrielle Kommunikationsprotokolle wie EtherCAT und CAN FD mit hochfrequenter Servoregelung gewährleisten eine schnelle und stabile Leistung. Darüber hinaus müssen zuverlässige Aktuatorsysteme strenge Tests in Bezug auf Temperaturbereich, Ermüdungslebensdauer, Überlast, Stoß, Vibration und IP-Schutz bestehen, um eine langfristige industrielle Stabilität sicherzustellen.

A：

Die neuesten Technologien für Harmonic-Aktuatoren in Robotern konzentrieren sich auf drei wesentliche Entwicklungsrichtungen.
Leichte integrierte Strukturen
Durch den Einsatz von Magnesiumlegierungen, leichten Gehäusen und optimierten mechanischen Anordnungen reduzieren Hersteller weiterhin das Gewicht und verkürzen zugleich die Baulänge der Aktuatoren.
Höhere Präzision und größere Leistungsdichte
Kontinuierliche Verbesserungen beim Motordesign, bei Harmonic-Drive-Getrieben, der Encoder-Auflösung und Servoalgorithmen erhöhen die Drehmomentdichte, Positioniergenauigkeit und dynamische Reaktion.
Verbesserte Zuverlässigkeit
Fortschritte bei Flexspline-Materialien, Zahnprofiloptimierung, Wärmebehandlung, Dichtungstechnologien und Schmiersystemen verbessern die Haltbarkeit unter anspruchsvollen industriellen Bedingungen erheblich.

A：

Trotz zunehmender Konkurrenz durch Planetengetriebesysteme und RV-Getriebe bleiben Harmonic-Drive-Präzisionsaktuatorsysteme in Anwendungen, die Folgendes erfordern, schwer zu ersetzen:

Nullspiel oder extrem geringes Spiel
Hohe Positioniergenauigkeit
Kompakte integrierte Bauweise
Leichte Robotergelenke

Da humanoide Roboter eine höhere Stoßfestigkeit für Gelenke im Unterkörper erfordern, werden Planetengetriebe in Hüften und Beinen immer häufiger eingesetzt. Harmonic-Drive-Robotermodule dominieren jedoch weiterhin präzisionskritische Anwendungen wie Roboterarme, Handgelenke, kollaborative Roboter, medizinische Roboter und Serviceroboter.

Anstatt dass eine Technologie eine andere ersetzt, entwickelt sich die Branche hin zu einer anwendungsspezifischen Auswahl des Antriebsstrangs, bei der Harmonic-Drive-, Planeten- und RV-Lösungen nebeneinander bestehen, um die Leistung für unterschiedliche Robotersysteme zu optimieren.

Planetarer Gelenkmotor - FAQ

Der planetare Gelenkmotor JRM ist ein Produkt in Militärqualität von HONPINE und wird häufig in Hochleistungs-Roboterhunden eingesetzt. Derzeit steht für die humanoide Robotik-Bionik der harmonische Gelenkmotor HPJM kurz vor der Markteinführung und zeichnet sich durch ein kompakteres Design und einen größeren Hohlraum aus.

A：

Die internen Zahnräder des HONPINE-Planetengetriebemotors bestehen aus hochfestem legiertem Stahl, behandelt mit Einsatzhärtung und Abschreckung, wodurch eine Oberflächenhärte von HRC 58–62 erreicht wird. In Kombination mit lebensmitteltauglichem Schmierfett beträgt die Lebensdauer unter Nennbetriebsbedingungen mehr als 10,000 Stunden, was ungefähr 14 Monaten kontinuierlichen Industriebetriebs ohne Austausch von Kernkomponenten entspricht.
Darüber hinaus verfügt der Motor über ein modulares Dichtungsdesign mit einer Schutzart von IP65, das Staub und Flüssigkeitsspritzer wirksam abhält, wodurch er sich für spezielle Umgebungen wie Lebensmittelverarbeitung und Automobillackierung eignet.
Die standardisierten Schnittstellen und das abnehmbare Endkappendesign ermöglichen eine Wartung ohne Demontage des gesamten Roboters—Module können direkt ausgetauscht werden, wodurch Ausfallzeiten und Wartungskosten erheblich reduziert werden.

A：

Von industriellen Anwendungen wie SCARA-Roboter-Sortierung und Be- und Entladung von sechsachsigen Roboterarmen, bis hin zu medizinischen Anwendungen einschließlich Rehabilitationsgeräten und der präzisen Steuerung von Operationsrobotern, und weiter zu verbrauchernahen Märkten wie der Simulation des Gangs bionischer Roboter und der Stabilisierung von UAV-Gimbals, unterstützt das Modul mehrere Kommunikationsprotokolle, einschließlich CAN und RS485, und ermöglicht eine schnelle Kompatibilität mit Steuerungssystemen verschiedener Marken.
Noch wichtiger ist, dass die Kombination aus Leichtbaudesign und hoher Drehmomentdichte eine starke Anwendungsvielfalt schafft:
Modelle kleiner Größe können in UAV-Gimbals integriert werden und gewährleisten eine reibungslose 360°-Drehung ohne Erhöhung der Nutzlast.
Größere Modelle können in AGV-Antriebsräder integriert werden und unterstützen einen 24-Stunden-Dauerbetrieb, um den Anforderungen eines unterbrechungsfreien Lager- und Logistikbetriebs gerecht zu werden.

A：

Um die strengen Präzisionsanforderungen der industriellen Fertigung zu erfüllen, verwendet das Modul eine schrägverzahnte Planetengetriebe-Untersetzungsstruktur. Durch ein optimiertes Zahnflächendesign wird das Getriebespiel innerhalb von 10 arcminutes (approximately 0.167°) kontrolliert, wodurch eine Wiederholpositioniergenauigkeit von ±12 arcminutes erreicht wird.
Kombiniert mit einem 3 kHz Hochfrequenz-Steuersignal und einer Reaktionszeit von ≤200 μs vermeidet das System Produktverluste, die durch Verzögerungen oder Positionierungsfehler verursacht werden, selbst bei Operationen im Mikrometerbereich wie der Montage präziser elektronischer Komponenten und dem Schweißen von Lithiumbatterie-Anschlusslaschen.
Für Schwerlastanwendungen verwendet das Modul verstärkte Getriebematerialien und Lagerstrukturen in Militärqualität. Das Spitzendrehmoment erreicht bis zu 36 Nm, während das Blockiermoment 24 Nm übersteigt, was dem stabilen Heben einer Last von 3.6 kg entspricht. Dies bietet starke und zuverlässige Leistung für die lasttragende Fortbewegung bei vierbeinigen Robotern und die unterstützte Rehabilitation bei Exoskelettrobotern.

Harmonic-Drive-Aktuatoren für humanoide Roboter- FAQ

Dies sind einige der häufigsten technischen und kaufbezogenen Fragen, die Kunden bei der Bewertung von humanoiden Robotergelenkmodulen und Aktuatorsystemen stellen. Zu den Themen gehören Drehmomentauswahl, Untersetzungsverhältnisse, Bewegungssteuerung, Kommunikationsprotokolle, Wärmemanagement, dynamische Gehperformance und die Integration mit humanoiden Roboterplattformen.

Dieser Leitfaden soll Ingenieuren, Robotikentwicklern und Beschaffungsteams helfen, besser zu verstehen, wie geeignete Gelenklösungen für verschiedene humanoide Robotergrößen, Nutzlastanforderungen und Anwendungsszenarien ausgewählt werden.
Für weitere humanoide Roboterlösungen kontaktieren Sie bitte honpine

A：

Die internen Zahnräder des HONPINE-Planetengetriebemotors bestehen aus hochfestem legiertem Stahl, behandelt mit Einsatzhärtung und Abschreckung, wodurch eine Oberflächenhärte von HRC 58–62 erreicht wird. In Kombination mit lebensmitteltauglichem Schmierfett beträgt die Lebensdauer unter Nennbetriebsbedingungen mehr als 10,000 Stunden, was ungefähr 14 Monaten kontinuierlichen Industriebetriebs ohne Austausch von Kernkomponenten entspricht.
Darüber hinaus verfügt der Motor über ein modulares Dichtungsdesign mit einer Schutzart von IP65, das Staub und Flüssigkeitsspritzer wirksam abhält, wodurch er sich für spezielle Umgebungen wie Lebensmittelverarbeitung und Automobillackierung eignet.
Die standardisierten Schnittstellen und das abnehmbare Endkappendesign ermöglichen eine Wartung ohne Demontage des gesamten Roboters—Module können direkt ausgetauscht werden, wodurch Ausfallzeiten und Wartungskosten erheblich reduziert werden.

A：

Von industriellen Anwendungen wie SCARA-Roboter-Sortierung und Be- und Entladung von sechsachsigen Roboterarmen, bis hin zu medizinischen Anwendungen einschließlich Rehabilitationsgeräten und der präzisen Steuerung von Operationsrobotern, und weiter zu verbrauchernahen Märkten wie der Simulation des Gangs bionischer Roboter und der Stabilisierung von UAV-Gimbals, unterstützt das Modul mehrere Kommunikationsprotokolle, einschließlich CAN und RS485, und ermöglicht eine schnelle Kompatibilität mit Steuerungssystemen verschiedener Marken.
Noch wichtiger ist, dass die Kombination aus Leichtbaudesign und hoher Drehmomentdichte eine starke Anwendungsvielfalt schafft:
Modelle kleiner Größe können in UAV-Gimbals integriert werden und gewährleisten eine reibungslose 360°-Drehung ohne Erhöhung der Nutzlast.
Größere Modelle können in AGV-Antriebsräder integriert werden und unterstützen einen 24-Stunden-Dauerbetrieb, um den Anforderungen eines unterbrechungsfreien Lager- und Logistikbetriebs gerecht zu werden.

A：

Um die strengen Präzisionsanforderungen der industriellen Fertigung zu erfüllen, verwendet das Modul eine schrägverzahnte Planetengetriebe-Untersetzungsstruktur. Durch ein optimiertes Zahnflächendesign wird das Getriebespiel innerhalb von 10 arcminutes (approximately 0.167°) kontrolliert, wodurch eine Wiederholpositioniergenauigkeit von ±12 arcminutes erreicht wird.
Kombiniert mit einem 3 kHz Hochfrequenz-Steuersignal und einer Reaktionszeit von ≤200 μs vermeidet das System Produktverluste, die durch Verzögerungen oder Positionierungsfehler verursacht werden, selbst bei Operationen im Mikrometerbereich wie der Montage präziser elektronischer Komponenten und dem Schweißen von Lithiumbatterie-Anschlusslaschen.
Für Schwerlastanwendungen verwendet das Modul verstärkte Getriebematerialien und Lagerstrukturen in Militärqualität. Das Spitzendrehmoment erreicht bis zu 36 Nm, während das Blockiermoment 24 Nm übersteigt, was dem stabilen Heben einer Last von 3.6 kg entspricht. Dies bietet starke und zuverlässige Leistung für die lasttragende Fortbewegung bei vierbeinigen Robotern und die unterstützte Rehabilitation bei Exoskelettrobotern.

A：

Es hängt davon ab, ob ein Harmonic Drive oder ein Planetengetriebe verwendet wird.
Übliche Untersetzungsverhältnisse bei Harmonic Drives sind: 30, 50, 80, 100, 121, 161.
Untersetzungsverhältnisse bei Planetengetrieben liegen im Allgemeinen unter 50.
Das Verhältnis sollte zusammen mit der Gesamtgröße und der strukturellen Auslegung ausgewählt werden.

A：

Der Roboter kann in einen Einbein-Stützzustand eintreten, daher muss für die am weitesten entfernte Oberkörper-Nutzlast eine ausreichende Sicherheitsreserve vorgesehen werden.
Die dynamische Simulation wird typischerweise auf der Grundlage von Schwerpunkt- und Hebelarmberechnungen durchgeführt.

A：

Ja.
Parameter wie Größe, Gewicht, Armspannweite, Armlast und maximale Lastbedingungen bei vollständiger Ausstreckung sind alle erforderlich.

A：

Ohne eine klar definierte Nutzlast kann dies nicht genau berechnet werden.
Sie können unser bestehendes 170A-Modell als Referenz heranziehen.
Die Arbeitsnutzlast des Oberkörpers muss ebenfalls berücksichtigt werden.

A：

HONPINE verfügt über starke systemübergreifende Engineering-Kompetenzen in mehreren Bereichen, einschließlich:
Sensortechnologien
Energiesysteme
Bewegung und Aktorik
Industriedesign
Diese multidisziplinäre Integration verkürzt den Entwicklungszyklus für Kunden von humanoiden Robotern erheblich, insbesondere vom Konzept (0) bis zur ersten Inbetriebnahme (1).

A：

Es hängt vom Kommunikationsprotokoll ab.
Wenn das Protokoll der standardmäßigen DS402-Spezifikation folgt, wird ROS2 unterstützt.
Private Protokolle werden im Allgemeinen nicht unterstützt.

A：

Die Latenz liegt im Allgemeinen im Mikrosekunden- (µs) Bereich.
Typische Motorsteuerungszyklen arbeiten bei etwa 1 ms.

A：

Nicht unbedingt.
Versionen mit integrierten Treibern beinhalten die FOC-Steuerung bereits intern.

A：

Die integrierten Gelenkmodule von HONPINE vereinen mehrere Kerntechnologien in einer einzigen kompakten Einheit, einschließlich:
Servosteuerung
Motorantrieb
Drehmomenterfassung
Übertragungssystem
Thermomanagement
Im Vergleich zu herkömmlichen Servomotorsystemen bieten HONPINE-Lösungen:
Höhere Integration und geringeres Gewicht
Höheres Spitzendrehmoment
Höhere Präzision und Steuerungsleistung
HONPINE möchte die technischen Hürden für Kunden bei der Entwicklung von Robotern und Automatisierungssystemen senken und so eine schnellere Entwicklung und Bereitstellung ermöglichen.

A：

16 kHz ist die standardmäßige Frequenz, die üblicherweise für die DC-Motorsteuerung verwendet wird.

A：

Positionsregelung ist im Allgemeinen besser geeignet.
Da elastische Verformung vorhanden ist, kann auch der PT-Modus (Positions- + Drehmomentsynchronregelung) verwendet werden.

A：

Die Werks- und Technikteams von HONPINE können gemeinsam Unterstützung bei der Integration bieten.

A：

Es hängt davon ab, ob Harmonic-Drive-Getriebe oder Planetengetriebe verwendet werden.
Planetengetriebe neigen dazu, ihre Präzision schneller zu verlieren.
Harmonic-Drive-Getriebe verschleißen ebenfalls mit der Zeit, aber selbst nach einem Präzisionsverlust können sie weiterhin eine Genauigkeit im Bogensekundenbereich aufrechterhalten.

A：

Durch aktive Kühlung und Flüssigkeitskühlsysteme.

A：

Es sind unterschiedliche Parameter.
Dauerdrehmoment bezieht sich auf ein dauerhaftes Betriebsdrehmoment.
Spitzendrehmoment bezieht sich auf ein momentanes Stoßdrehmoment, bevor Schäden auftreten können.

A：

Es hängt von der Größe des humanoiden Roboters ab, wie z. B. 1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, oder 2.4 m.
Auch die Nutzlast des Oberkörpers spielt eine Rolle. Die Drehmomentanforderungen sollten auf Grundlage der Nutzlastkapazität berechnet werden.

A：

Nicht unbedingt.
Es hängt von der Größe des humanoiden Roboters (1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, 2.4 m, etc.) und der Nutzlast des Oberkörpers ab. Je nach Lastanforderungen sollten unterschiedliche Drehmomentstufen ausgewählt werden.

A：

Kernlose Motoren haben in der Regel eine größere axiale Länge und ein größeres Gesamtvolumen, während rahmenlose Torquemotoren in der Bauhöhe kompakter sind.
Die Wahl hängt von der Einbauposition in der Anwendung ab.
Zum Beispiel:
Geschickte Hände können kernlose Motoren verwenden.
Rahmenlose Torquemotoren mit kürzeren axialen Abmessungen sind besser für Arme und ähnliche Strukturen geeignet.

A：

Es hängt von der erforderlichen Regelgenauigkeit und der Anwendungsumgebung ab.
Zum Beispiel erfordern industrielle Handhabung und industrielle Montage unterschiedliche Präzisionsniveaus.
Das geeignete Umkehrspiel sollte basierend auf dem tatsächlichen Anwendungsszenario ausgewählt werden.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von Robotergelenkmodulen

Für weitere Informationen zu Vorverkaufs- und Kundendienstangelegenheiten bezüglich Gelenkmodulen kontaktieren Sie uns bitte. HONPINE bietet technischen 1-zu-1-Support.

● Sicherer Betrieb:Stecken oder ziehen Sie keine Kabel, während das Gerät eingeschaltet ist. Stellen Sie vor dem Trennen von Kondensatoren sicher, dass diese vollständig entladen sind.
● Installation der Ausrüstung: Bestätigen Sie, dass die Installationsstruktur über ausreichende mechanische Festigkeit verfügt, um das Gewicht des integrierten Gelenks zu tragen, und gewährleisten Sie eine sichere Befestigung.
● Schraubenbefestigung: Beim Anziehen der Schrauben zwischen dem Motor und den Strukturkomponenten müssen Schraubensicherungskleber und ein Drehmomentschlüssel verwendet werden. Befolgen Sie strikt die im Motorhandbuch angegebenen Drehmomentspezifikationen.
● Verdrahtungsstandards: Führen Sie die Verdrahtung strikt gemäß der Pinbelegung durch. Verlassen Sie sich nicht auf Kabelfarben zur Identifizierung und stellen Sie eine korrekte Widerstandsanpassung sicher.
● Verwendung der Stromversorgung: Überprüfen Sie, dass die Versorgungsspannung mit der Nennspannung des integrierten Gelenks übereinstimmt. Wenn Benutzer externe Lithiumbatterien anschließen und die Nennspannung 48V beträgt, kann die Spannung der vollständig geladenen Batterie beim Start 60V überschreiten, was den Motorbetrieb beeinträchtigen oder den Motor sogar beschädigen könnte. Vorbeugende Maßnahmen umfassen die Installation von Elektrolytkondensatoren zur Spannungsglättung oder den seriellen Anschluss eines Spannungsregelungsmoduls an den Stromeingang des Motors, um die Versorgungsspannung zu stabilisieren.
● Batteriestromversorgungssysteme: In batteriebetriebenen Systemen kann die Batterie selbst Rückstrom aufnehmen und dazu beitragen, zu verhindern, dass die Spannung den Nennwert überschreitet.
● Schaltnetzteilsysteme: In Schaltnetzteilsystemen kann der integrierte Motor bei schneller Verzögerung oder wenn er durch Schwerkraftlasten angetrieben wird regenerative Energie erzeugen, wodurch die Spannung des DC-Busses ansteigt und möglicherweise Überspannungsalarme ausgelöst werden. Um dies zu verhindern, wird empfohlen, großkapazitive Elektrolytkondensatoren parallel zu installieren oder Bremswiderstände hinzuzufügen, um Spannungsspitzen zu reduzieren.
● Vermeidung von Stromschlag und Quetschverletzungen: Wenn der Motor eingeschaltet ist, läuft oder mit Strukturkomponenten verbunden ist, berühren Sie den Motor niemals direkt mit der Hand, um Stromschlag oder Quetschverletzungen durch bewegliche Strukturen zu vermeiden.
● Demontage des Motors: Eine unbefugte Demontage des Motors ist verboten. Eine Demontage ist nur unter besonderen Umständen nach Rücksprache und unter professioneller Anleitung zulässig. Eine unbefugte Demontage führt zum Erlöschen der Garantie.
● Transport nach der Demontage: Wenn der Motor unter Anleitung demontiert wird und zurückgesendet werden muss, stellen Sie sicher, dass alle Originalschrauben vor dem Versand ordnungsgemäß wieder eingesetzt und gesichert werden, um Transportschäden durch Vibrationen oder Stöße zu verhindern, einschließlich Reduziererschrauben, Schrauben der hinteren Abdeckung und anderer Befestigungskomponenten.

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