Leichtgewichtige humanoide Roboter beginnen mit Präzisionsantriebstechnik

Hallo zusammen, ich bin Allen Li, Gründer von HONPINE.

In diesem Artikel möchte ich die Entwicklung und Innovation von Kernkomponenten für humanoide Roboter erörtern. Dabei konzentriere ich mich auf den Trend zu leichten humanoiden Robotern, zentrale Antriebstechnologien,leichte Robotergelenke und Entwicklungskits.

Von der „Bewegung“ zum langfristig stabilen Betrieb: Höhere Anforderungen an Robotergelenke

Mit der rasanten Weiterentwicklung verkörperter Intelligenz und humanoider Roboter entwickeln sich Roboter über die grundlegende Mobilität hinaus in Richtung geringeres Gewicht, höhere Effizienz, größere Flexibilität und verbesserte Zuverlässigkeit.

Meiner Ansicht nach werden Gewicht, Energieverbrauch, Reaktionsgeschwindigkeit und Dauerbetriebsfähigkeit zu immer wichtigeren Faktoren für den Einsatz von Robotern in praktischen Anwendungen. Letztlich spiegeln sich diese Anforderungen in jedem einzelnen Gelenk wider.

Bei humanoiden Robotern muss ein Gelenk eine ausreichende Ausgangsleistung bereitstellen und gleichzeitig Gewicht, Abmessungen, Steifigkeit, Präzision und Lebensdauer innerhalb eines begrenzten Bauraums ausbalancieren. Da sich Roboter in Richtung eines geringeren Gesamtgewichts, höherer Drehmomentdichte und natürlicherer Bewegungen entwickeln, stehen auch die Kernantriebskomponenten in jedem Gelenk vor zunehmend anspruchsvollen Anforderungen.

Leichtbau beginnt mit dem Kernantrieb

Die Beziehung zwischen einem Untersetzungsgetriebe und der Gesamtleistung eines Gelenks lässt sich anhand von fünf Dimensionen betrachten: Gewicht, Größe, Steifigkeit, Präzision und Lebensdauer.

Eine Gewichtsreduzierung des Untersetzungsgetriebes kann die Masse und das Bewegheitsträgheitsmoment des Roboterarms direkt verringern. Außendurchmesser, axiale Länge und Hohlwellendimensionen beeinflussen den gesamten Bauraum des Gelenks. Antriebssteifigkeit, Präzision, Materialauswahl, Zahnprofilgestaltung und Fertigungskonsistenz wirken sich zudem auf die Bewegungsstabilität und langfristige Zuverlässigkeit aus.

Diese Faktoren bilden den Ausgangspunkt für die kontinuierliche Entwicklung leichter Gelenke für humanoide Roboter durch HONPINE.

HONPINE investiert seit Jahren kontinuierlich in die Entwicklung von Harmonic-Drive-Getrieben mit Schwerpunkt auf Zahnprofilgestaltung, Materialien und Fertigungsprozessen, Flexsplines, Lagern und Strukturanbindung. Zudem haben wir integrierte Kompetenzen aufgebaut, die eigenständige Entwicklung, Präzisionsfertigung, Prüfung und Serienproduktion abdecken.

Heute sind mehr als 70 % der Produktionsprozesse in unserer Werkstatt automatisiert. Mit Ausnahme des Warmschmiedens von Flexsplines werden die übrigen Hauptprozesse intern durchgeführt. Durch temperaturgesteuerte Präzisionsbearbeitung, die Bearbeitung kritischer Zahnprofile und Prüfprozesse arbeiten wir daran, eine gleichbleibende Produktleistung während der gesamten Produktion sicherzustellen.

Von Untersetzungsgetrieben zu Robotergelenken: Erweiterung der Kerntechnologie auf Anwendungen

Auf Grundlage unserer umfassenden Erfahrung in der Präzisionsantriebstechnik hat HONPINE seine Technologie weiter auf die Entwicklung von Robotergelenken ausgeweitet.

Durch die Integration eines Drehmomentsensors in das Harmonic-Drive-Getriebe können wir Strukturanbindung, Steifigkeit, Dehnungsinterferenzen, Signalführung und Temperaturdrift in einem begrenzten Einbauraum berücksichtigen. Dies schafft eine Grundlage für kompaktere Gelenkstrukturen mit integrierter Drehmomenterfassung.

Gleichzeitig kombiniert HONPINE eigene Harmonic-Drive-Getriebe mit rahmenlosen Drehmomentmotoren, Dual-Encodern, Antriebssystemen und Kommunikationsschnittstellen, um eine Reihe leichter harmonischer Robotergelenke zu entwickeln.

Das aktuelle Produktsortiment hat sich zu einer Produktmatrix von TCHL-11M bis TCHL-32H entwickelt, die unterschiedliche Gelenkanforderungen vom Handgelenk bis zur Hüfte abdeckt. Darüber hinaus stehen mehrere Montagekonfigurationen und Kommunikationsoptionen, einschließlich EtherCAT und CAN FD, zur Unterstützung verschiedener Roboterarchitekturen zur Verfügung.

Eine Kerntechnologie, mehrere Entwicklungsstufen

Mit der rasanten Entwicklung der Branche für humanoide Roboter verfolgen Kunden zunehmend vielfältige Ansätze bei der Entwicklung von Kernkomponenten.

Einige Unternehmen verfügen über umfassende interne Kompetenzen für die Gelenkentwicklung und benötigen hauptsächlich ein zuverlässiges, leistungsstarkes Kernuntersetzungsgetriebe. Andere bevorzugen hochintegrierte Gelenkmodule, um den Entwicklungszyklus des kompletten Roboters zu verkürzen. Darüber hinaus gibt es Teams in der Prototypen-, Roboterarm- oder Algorithmusvalidierungsphase, die eine vollständigere und offenere Entwicklungsumgebung benötigen.

Um diese unterschiedlichen Anforderungen zu erfüllen, entwickelt HONPINE drei Produktformen rund um dieselbe Präzisionsantriebstechnologie: leichte Untersetzungsgetriebe, leichte Robotergelenke und Entwicklungskits.

Das Untersetzungsgetriebe stellt die Kernantriebsleistung bereit. Das leichte Gelenk bietet eine stärker integrierte Systemlösung. Das Entwicklungskit unterstützt Kunden zusätzlich bei Prüfung, Inbetriebnahme, Bewegungsvalidierung und Weiterentwicklung.

Dies spiegelt auch den Ansatz von HONPINE bei der Entwicklung humanoider Roboterkomponenten wider. Wir sind nicht allein durch die Integration von Gelenken in den Markt für Kernkomponenten eingetreten. Stattdessen sind wir von der Präzisionsantriebstechnologie ausgegangen und erweitern unser Angebot entsprechend den unterschiedlichen Entwicklungsanforderungen von Robotikunternehmen in Richtung Anwendungsseite.

Vertiefung der Präzisionsantriebstechnik für die Robotik und Förderung von Brancheninnovationen

Von industriellen Automatisierungsanlagen über kollaborative Roboter bis hin zu robotischen Kernkomponenten wie Harmonic-Drive-Getrieben hat HONPINE seine technischen Kompetenzen rund um Roboterbewegungen und Präzisionsantriebstechnik kontinuierlich ausgebaut.

Da die Branche für humanoide Roboter in eine neue Entwicklungsphase eintritt, wird HONPINE weiterhin die Präzisionsantriebstechnik als Kerntechnologie in den Fokus stellen und zugleich in die eigenständige Entwicklung von Untersetzungsgetrieben, Präzisionsfertigung, Gelenkintegration und Entwicklungsunterstützung investieren.

Unser Ziel ist es, Robotikunternehmen Unterstützung auf verschiedenen Ebenen zu bieten – von Kernantriebskomponenten über integrierte Gelenke bis hin zur Anwendungsvalidierung.

Mit Präzisionsantriebstechnik als Kern unterstützt HONPINE die nächste Generation robotischer Innovationen.