По мере перехода роботов от точного позиционирования к физическому взаимодействию обратная связь по крутящему моменту на уровне суставов приобретает всё большее значение. Суставной модуль робота с управлением по усилию позволяет роботу воспринимать изменения выходного крутящего момента и более точно реагировать на внешние нагрузки, обеспечивая податливое движение, обнаружение контакта и применение управления по усилию. Гармонические суставные модули HONPINE HAG и HAU интегрируют датчик крутящего момента непосредственно в сустав, обеспечивая замкнутое управление крутящим моментом, непрерывное вращение выходного вала на 360°, точность управления крутящим моментом менее 1% и полосу пропускания по крутящему моменту 50 Hz. Такая интегрированная конструкция также сохраняет единые габариты для конфигураций с управлением по усилию и без него, предоставляя производителям роботов гибкую платформу суставных модулей.

Гуманоидным роботам требуются различные характеристики суставов в области плеча, локтя, запястья, бедра, колена и лодыжки. Для меньших суставов приоритетны малый вес и быстрый отклик, тогда как для более крупных суставов необходимы более высокая плотность крутящего момента, грузоподъемность и надежность. Поэтому подходящий модуль сустава робота должен соответствовать конкретным требованиям каждого сустава по крутящему моменту, весу, диапазону движений и управлению. В этой статье HONPINE на примере серии гармонических модулей суставов HPJM представляет решение по конфигурации суставов верхних и нижних конечностей гуманоидного робота, охватывающее требования к крутящему моменту от небольших суставов запястья и пальцев до высоконагруженных суставов бедра.

Поясничный сустав гуманоидного робота является одним из наиболее требовательных к движению суставов в гуманоидном роботе. В отличие от обычных суставов роботизированных манипуляторов, он поддерживает верхнюю часть тела, одновременно обеспечивая наклоны, скручивания, переходы между позами и работу при постоянно изменяющихся динамических нагрузках. В то же время в ограниченном внутреннем пространстве необходимо разместить силовые кабели, сигнальные линии, датчики и конструктивные компоненты. Эти требования делают актуатор шарнира с гармоническим приводом и большим сквозным отверстием важным вариантом для поясничных суставов гуманоидных роботов. В этой статье объясняется, как выбрать подходящий актуатор шарнира с гармоническим приводом с учетом размера полого отверстия, динамического крутящего момента, передаточного отношения, механической жесткости, интеграции и срока службы.

Выбор привода сустава робота — это не просто подбор крутящего момента двигателя или достижение подходящего соотношения инерции. В реальной роботизированной системе передаточное отношение, спектр нагрузок, тепловые характеристики, механическая жёсткость, нелинейность передачи, архитектура энкодера, полоса пропускания системы управления и срок службы взаимодействуют между собой и определяют конечный результат. Сустав может соответствовать требованию по пиковому крутящему моменту, но при этом в реальной эксплуатации сталкиваться с вибрацией, перегревом, ошибками позиционирования или преждевременным износом. В этой статье рассматривается инженерная логика выбора приводов суставов робота и объясняется, почему переход от согласования по одному параметру к оптимизации на уровне системы может обеспечить более надёжную и предсказуемую работу суставов робота.