Explosionssäker robotledslösning för kemisk inspektion med fyrbenta robotar: Planetväxelbaserat ledställdon med upp till 500 N·m toppvridmoment

I högriskmiljöer som petrokemiska anläggningar, gruvområden och kraftanläggningar används robotar i allt högre grad för att ersätta människor vid inspektioner och andra riskfyllda arbetsuppgifter. I takt med att förväntningarna på dessa robotar utvecklas från att endast ”kunna inspektera” till att ”kunna utföra praktiska arbetsuppgifter” ställs högre krav på deras centrala drivkomponenter, särskiltrobotledsaktuatorer.

Som professionell leverantör av centrala drivkomponenter för robotar har HONPINE utvecklat och tillverkat en serieexplosionssäkra treledsmoduler, inklusive JRM-E292247-35EN-CG-ACF-S20-Ex, vilket ger robottillverkare en mycket tillförlitlig, produktionsklar och integrerad explosionssäker robotledslösning.

Under högriskförhållanden ställs robotars rörelsekomponenter inför fyra stora utmaningar: explosionssäkerhet, vridmomentprestanda, temperaturkontroll och rörlighet i komplex terräng. Samtidigt måste de bibehålla tillförlitlig drift under långa perioder. HONPINE's serie explosionssäkra ledmoduler är utformad utifrån dessa användningskrav för att hantera utmaningarna med robotdrift i farliga miljöer.

1. Konstruerade för explosionsskydd från grunden

Det finns för närvarande två huvudsakliga metoder för att konstruera leder för explosionssäkra robotar.

Den ena metoden är att använda en standardledmodul med ett explosionssäkert hölje. Denna metod kan minska utvecklingskostnaderna och förkorta utvecklingscykeln, men explosionsskyddsstrukturens, elsystemets, tätningens och värmehanteringens långsiktiga prestanda kräver fortfarande systematisk verifiering.

Den andra metoden är en integrerad, explosionssäker konstruktion som utvecklas redan på ledmodulnivå, där den mekaniska strukturen, elsystemet, tätningen, materialen och värmehanteringen beaktas tillsammans från början.

I petrokemiska miljöer och gruvmiljöer innebär brandfarliga gaser, damm och komplexa driftsförhållanden ytterligare utmaningar för konstruktionen av explosionssäkra robotar. Motorer och elektriska komponenter inuti leden kan utgöra potentiella antändningskällor, medan kontinuerlig drift också kan öka komponenttemperaturerna. Att anpassa en robotled för explosionssäkra tillämpningar handlar därför inte bara om att lägga till ett externt hölje. Konstruktionen måste hantera trycktät konstruktion, elektrisk konfiguration, tätning och temperaturkontroll som ett integrerat system.

HONPINE's serie explosionssäkra treledsmoduler är utformad för att uppfylla kraven från robottillverkare som utvecklar system med inbyggt explosionsskydd. Modulerna är konstruerade och tillverkade med explosionsskydd beaktat i den mekaniska strukturen, elsystemet, tätningen och materialvalet. Produkterna har erhållit explosionsskyddscertifieringen Ex db IIB T4 Gb, vilket möjliggör förenlig användning i tillämpliga riskområden.

2. Högt vridmoment för mer än inspektion

Förväntningarna på explosionssäkra robotar är inte längre begränsade till att gå in i farliga områden för inspektion, fotografering och datainsamling. I allt högre grad förväntas dessa robotar utföra mer krävande uppgifter som verktygshantering, utrustningshantering och insatser vid nödsituationer.

Under dessa operationer måste robotlederna klara inte bara kontinuerliga statiska belastningar från verktyg och nyttolaster, utan även momentana stötbelastningar som orsakas av kollisioner, hävstångsrörelser och positionsjusteringar.

Om en leds kapacitet för toppvridmoment är otillräcklig kan momentana belastningar orsaka vridmomentsmättnad och rörelsefel. En led kan kanske bära en statisk last men ändå inte kunna utföra praktiska manipulationsuppgifter när plötsliga belastningar uppstår. Tillräcklig vridmomentreserv är därför viktig för att hantera både kontinuerliga belastningar och transienta stötar samtidigt som stabil och tillförlitlig rörelse upprätthålls.

HONPINE's serie explosionssäkra treledsmoduler ger upp till 500 N·m toppvridmoment per led. Den höga vridmomentskapaciteten ger robotsystemet ytterligare vridmomentreserv, vilket gör att lederna kan stödja kontinuerliga belastningar från tung inspektions- eller driftutrustning och samtidigt hantera transienta belastningar under praktiska arbetsuppgifter.

Detta hjälper explosionssäkra fyrbenta robotar att utvecklas bortom den traditionella rollen med ”endast inspektion” till mer krävande fältoperationer.

3. Hög miljötålighet för tillförlitlig drift under krävande förhållanden

Damm, fukt och snabba temperaturförändringar är vanliga i industri- och gruvmiljöer. HONPINE följer en konstruktions- och tillverkningsmetod av fordonsklass, med IP67-skydd tillgängligt som tillval, vilket hjälper ledmodulerna att klara förhållanden som kraftigt regn, rök och miljöer med höga dammnivåer.

För explosionssäkra fyrbenta robotar som arbetar i farliga miljöer är värmehantering också avgörande. HONPINE följer relevanta explosionsskyddskrav enligt GB 3836 för krävande tillämpningar med explosionssäkra fyrbenta robotar. Den högsta temperaturen på exponerade ytor kontrolleras till ≤135°C, med en motsvarande högsta tillåten temperaturökning på 95 K vid en omgivningstemperatur på 40°C.

Mekanismer för temperaturvarning och avstängningsskydd kan också integreras för att bidra till säker och tillförlitlig drift i högriskmiljöer.

4. Hög styvhet för rörlighet i komplex terräng

Bråte, branta sluttningar och ojämn mark är typiska förhållanden i farliga industriella miljöer. Robotledernas styvhet och rörelsekontrollegenskaper påverkar direkt robotens förmåga att anpassa sig till dessa förhållanden.

HONPINE'sexplosionssäkra ledmoduler har en konstruktionsdesign med hög styvhet och kan kombineras med rörelsekontrollalgoritmer optimerade för komplex terräng. Detta ger roboten en tillförlitlig mekanisk grund och hjälper den fyrbenta plattformen att bibehålla stabil rörelse över ojämna och föränderliga markförhållanden.

Robusta kärnkomponenter för robotar i farliga miljöer

Utvecklingen av robotar för farliga miljöer rör sig gradvis bortom demonstrationer av avancerade gångarter mot tillförlitlig drift under verkliga industriella förhållanden. Huruvida kärnkomponenterna kan motstå faktiska driftmiljöer har blivit en viktig faktor för robotens övergripande prestanda.

Explosionssäker kapacitet, hög vridmomentreserv, miljötålighet och rörelseanpassningsförmåga för komplexa driftsförhållanden kombineras i HONPINE's serie explosionssäkra treledsmoduler och ger en integrerad lösning för robotapplikationer med hög risk.

HONPINE fokuserar på kärnkomponenter för specialiserade robotar och utvecklar explosionssäkra robotleder för hög belastning åt systemintegratörer och robottillverkare. Genom att tillhandahålla tillförlitliga ledsaktuatorer för farliga miljöer stödjer HONPINE utvecklingen av robotar som kan ersätta människor vid högriskarbete och bidra till säkrare industriell produktion.