Hur man väljer robotledsmoduler för armar, torso, huvud och ben i AGV och humanoida robotar

Robot AGV-plattformar, lyftben, vikbara ben, torso, huvud och dubbla armar har alla olika funktionskrav. Därför bör olika typer avharmoniska växel-ledmoduler och planetära ledmoduler väljas därefter.

Den här artikeln förklarar hur man väljer de mest lämpliga ledmodulerna för varje robotsubsystem.

Vilka funktionskrav har olika robotsubsystem?

1) Dubbla armar (axel, armbåge, handled)

Viktiga krav:

Lågt glapp, låg friktion (för kraftstyrning och teaching), hög vridmomenttäthet, lättviktsdesign, möjlighet till kabeldragning (ihålig axel eller sidoutgång) och låg ljudnivå.

Kritiska risker:

Otillräckligt märkmoment kan orsaka överhettning

Glapp och friktion leder till instabilitet i kraftstyrningen

Låg repeterbarhet och otillräcklig styvhet kan orsaka vibrationer i ändeffektorn eller positionsdrift

2) Torso (midjans yaw / pitch / roll, bröstrotation)

Viktiga krav:

Hög axiell och radiell lastkapacitet, strukturell styvhet, termisk stabilitet och stark slagtålighet.

Kritiska risker:

Midjeleden bär den kombinerade lasten och momentet från överkroppen och de dubbla armarna, vilket kräver extremt hög strukturell hållfasthet och robusta utgående lagersystem.

3) Huvud (gimbal / sensorns rotationsenhet)

Viktiga krav:

Miniatyrisering, låg ljudnivå, låga vibrationer och jämn rörelse vid låg hastighet för exakt styrning.

Kritiska risker:

Motorns kuggningsmoment och encoderbrus kan orsaka mikrovibrationer

Elektromagnetiska störningar eller kabelstörningar kan påverka precisionssensorer som kameror och IMU:er

4) Nedre extremiteter

A. Lyftben (förlängning, stöd, hållningsjustering)

Typiska implementeringar:

Elektriska ställdon såsom kulskruvssystem, remdrivna lyftsystem, kuggstångs- och kugghjulsmekanismer eller saxlyftskonstruktioner. Roterande ledmoduler används huvudsakligen för hjälpaktionering eller hållningsjustering.

Viktiga krav:

Tillförlitlig självlåsning/bromsning, slagtålighet, lång livslängd, hög transmissionseffektivitet, IP-skydd, högt vridmoment vid låg hastighet och långsiktig termisk stabilitet.

B. Vikbara ben (höft-, knä- och fotled)

Viktiga krav:

Högt toppvridmoment, utmärkt slagtålighet, hög strukturell styvhet, lågt glapp, tillförlitliga broms-/hållmekanismer och överbelastningsskydd.

Modulkrav:

Dessa leder ligger nära de primära lastbärande lederna och kräver starkt fokus på strukturell hållfasthet, lagersystemsdesign och robusthet i utgångsgränssnittet.

2,Hur väljer man ledmoduler för olika robotsubsystem?

Dubbla armar (axel / armbåge / handled)

Armleder (axel & armbåge)

Armleder kräver hög vridmomenttäthet, exakt rörelsekontroll och tillförlitlig kraftstyrningsförmåga. De behöver också lättviktskonstruktion och stöd för människa–robot-interaktion genom integrerad sensorik.

Hög vridmomenttäthet möjliggör exakt rörelsekontroll

Integrerad vridmomentsensor stöder kraftstyrning och människa–robot-interaktion

Lätt och kompakt design är avgörande för optimering av robotarmen

Rekommenderad lösning:

TCHL harmonisk växelmotorrekommenderas för axel- och armbågsleder.

Torso (midjeled)

Torson (midjeleden) kräver hög strukturell styvhet, högt vridmoment och stark lastbärande förmåga, eftersom den bär upp hela överkroppen och de dubbla armarna. Kabeldragning och systemintegration är också avgörande.

Stor ihålig struktur möjliggör intern kabeldragning och integration

Högt vridmoment säkerställer stabilt stöd för överkroppen

Hög strukturell styvhet förbättrar den övergripande systemstabiliteten

Rekommenderad lösning:

HPJM harmonisk ledmotor föredras för robotens torso (midja).

Huvudmodul

Huvudleden kräver miniatyrisering, låga vibrationer och jämn rörelsekontroll, särskilt för stabilitet i synsystem och sensorer.

Drift med låg ljudnivå säkerställer sensorstabilitet

Minimala vibrationer förbättrar bild- och perceptionsnoggrannheten

Jämn rörelse vid låg hastighet möjliggör exakt positionering

Rekommenderad lösning:

KompaktTCHL harmonisk ledmodul

Lyftben

Lyftben kräver hög lastkapacitet, tillförlitlig vertikal rörelse, lång livslängd och stark slagtålighet för hållningsjustering och stöd.

Hög lasttillförlitlighet under kontinuerlig drift

Stark slagtålighet för dynamisk rörelse

Hög effektivitet och lång livslängd

Drivsystem kan omfatta linjära eller roterande lösningar beroende på konstruktionen.

Rekommenderade lösningar:

Elektriska cylindrar

Kulskruvsdrivna linjära ställdon

HPJM harmonisk ledmotor

Kommande HPJM planetär ledmotor

Vikbara ben (höft & knäleder)

Höft- och knäleder kräver extremt högt toppvridmoment, hög strukturell styvhet och stark slagtålighet, eftersom de är de primära lastbärande lederna vid förflyttning.

Högt toppvridmoment för dynamisk rörelse

Hög strukturell styvhet för laststöd

Tillförlitlig broms- eller hållförmåga

Stark slagtålighet för gång- och löpförhållanden

Rekommenderad lösning:

HPJM harmonisk ledmotor är det föredragna valet för högbelastade benleder.

Sammanfattning av principer för val av robotleder

Val av robotledmoduler bör baseras på följande viktiga ingenjörsfaktorer:Vridmomentskrav,Precisionskrav,Slagtålighet,Styrstrategi (kraftstyrning vs positionsstyrning),Begränsningar i strukturellt utrymme,Kostnadsoptimering

Kontakta oss gärna för detaljerad vägledning om val av ledmoduler och kundanpassade robotlösningar.

HONPINE erbjuder en-till-en teknisk konsultation för val av robotledmoduler, systemdesign och integrationsstöd.