Почему гармонический приводной двигатель является лучшим выбором для экзоскелетных роботов?
2025-07-17

Что такое экзоскелетный робот?


Экзоскелеты обычно включают в себя гармонические приводные двигатели, датчики и другие компоненты, которые объединяют технологии сенсорики, управления, обработки информации, слияния данных и мобильных вычислений. Эти системы синхронизируют сенсорные и моторные функции человека с системами передачи мощности и управления роботов, служа для усиления физических возможностей или медицинской реабилитации. Как передовая прорывная технология, экзоскелеты имеют значительное стратегическое значение как для военных, так и для медицинских применений. Высокая плотность крутящего момента и точное управление, предлагаемые гармоническими редукторами делают их предпочтительным решением для экзоскелетных роботов.



Wearable Robots


Почему экзоскелетным роботам нужны гармонические редукторы?


Экзоскелетные роботы представляют собой категорию носимой робототехники. Учитывая тесное физическое взаимодействие между пользователем и экзоскелетом, эти устройства должны обладать эргономичным дизайном, легкой конструкцией и способностью двигаться синхронно с пользователем, не вызывая ограничений или сопротивления движения. Гармонические редукторы соответствуют требованиям передачи экзоскелета благодаря своим характеристикам:


  • Высокий крутящий момент

  • Исключительная точность

  • Компактные габариты

  • Низкий уровень шума

  • Отсутствие люфта

  • Ударопрочность


harmonic drive picture


Эти характеристики делают гармонические редукторы оптимальным выбором для высокопроизводительных экзоскелетов.



Классификация экзоскелетных роботов


Экзоскелетные роботы в основном классифицируются на:


  • Медицинские реабилитационные экзоскелеты

  • Промышленные усиливающие экзоскелеты

  • Военные силовые экзокостюмы

  • Гибкие носимые устройства


Каждый тип предъявляет особые требования к гармоническим редукторам.



Тип

Типичные применения

Требования к гармоническому приводу

Медицинская реабилитация

Помощь при травмах позвоночника (например, ReWalk)

±0.1° повторяемость, <50dB шум

Промышленное усиление

Перемещение материалов (например, Sarcos Guardian)

>100Nm крутящий момент, защита IP65

Военные силовые

Марши с нагрузкой (например, HULC)

-20℃~60℃ работа, высокая плотность мощности

Гибкие носимые

Реабилитация руки (например, Hand of Hope)

<40mm диаметр, <300g вес


Применение гармонических редукторов в экзоскелетах
HONPINE предоставляет индивидуальные решения на всех этапах разработки, от прототипирования до тестирования. Типичные применения включают:


1,Экзоскелеты нижних конечностей

Привод коленного сустава: гармонические редукторы в паре с бесщеточными двигателями преобразуют высокоскоростной/низкокрутящий вход в низкоскоростной/высококрутящий выход для помощи при ходьбе и подъеме по лестнице.



2,Экзоскелеты верхних конечностей

Плечевые/локтевые суставы: легкие редукторы серии SHD от HONPINE минимизируют нагрузку на мышцы при промышленных подъемных операциях.



3,Гибкие носимые системы

Интегрированные конструкции, сочетающие гармонические редукторы с упругими приводами (SEAs), обеспечивают гибкое управление движением (например, мягкий экзоскелет Гарварда).



Тенденции будущего развития

Модули мехатронных суставов сократят затраты на НИОКР за счет стандартизации

Китайские производители, такие как HONPINE, становятся лидерами рынка, предлагая:

  • Лучшее соотношение цены и качества

  • Более короткие сроки поставки

  • Стандарты качества, сопоставимые с японскими