Ultrakompakt harmonisk ledmodul med 6 mm ihålig axel

Möt HONPINEHPJM-harmonisk ledmodul, ettultrakompakt integrerat robotleddon som är utformat för tillämpningar där installationsutrymme, kabeldragning och precision i rörelsestyrningen är avgörande. Trots sin kompakta storlek och höga integrationsgrad har modulen ett genomgående hål på 6 mm för intern kabeldragning. Den lämpar sig för humanoida robotar, drönare, optiska plattformar och precisionsautomationssystem som kräver kompakta, högpresterande rotationsleder.

I den här artikeln presenterar Theodore Li, teknisk chef på HONPINE, de viktigaste specifikationerna, den strukturella utformningen och de tekniska fördelarna med HPJM-harmonisk ledmodul.

HONPINE HPJM-harmonisk ledmodul: viktiga specifikationer

HONPINE HPJM-harmonisk ledmodul, som i konstruktionsritningen identifieras som HPJM-RE30-40-PRO-XXX-2E-EC, kombinerar en kompakt ihålig axelkonstruktion, återkoppling från dubbla encoders och en högintegrerad mekatronisk arkitektur (MEA).

De viktigaste strukturella fördelarna omfattar ett genomgående hål på 6 mm för kabeldragning, ett integrerat motor- och drivsystem samt en konfiguration med dubbla encoders som är utformad för att möjliggöra exakt rörelsestyrning.

Varför välja HONPINE HPJM-harmonisk ledmodul?

1. Högintegrerad mekatronisk konstruktion

HPJM integrerar en harmonisk reducer, en ramlös momentmotor, en 16-bitars encoder och en FOC-drivning (fältorienterad styrning) i ett kompakt hölje med måtten Ø57 × 60.5 mm.

I stället för att välja och integrera motor, reducer, encoder och drivning separat får kunderna en högintegrerad ledmodul som är utformad för att förenkla systemutvecklingen. Det kan minska arbetet med komponentanpassning, förkorta integrationstiden och påskynda robotutvecklingen.

För robottillverkare bidrar den här integrerade arkitekturen till att effektivisera den mekaniska och elektriska konstruktionen samt minska komplexiteten vid montering och driftsättning på lednivå.

2. Genomgående hål på 6 mm för intern kabeldragning

En av HPJM:s viktigaste egenskaper är dess ihåliga axel på Ø6 mm, som har ett genomgående hål för kablar och, när applikationens konstruktion medger det, pneumatikledningar genom ledens centrum.

Intern kabeldragning bidrar till att minska störningar från externa kablar och kan, beroende på kabeldragningen och tillåtet rotationsområde, begränsa kabelvridning eller risken för att kablar fastnar när leden roterar.

Den här egenskapen är särskilt värdefull i humanoida robotar och kompakta robotsystem, där flera kablar måste passera genom trånga ledstrukturer. Jämfört med en konstruktion utan hål i motsvarande dimensioner ger en genomgående hålkonstruktion större flexibilitet för intern kabeldragning.

3. Dubbla EtherCAT-gränssnitt för kedjekopplad nätverksanslutning

I konstruktionsritningen anges två EtherCAT-kontakter: EtherCAT_Input och EtherCAT_Output, med kontaktdon av typen X1002WVS-04L.

Denna in-/utgångskonfiguration stöder kedjekopplad nätverksanslutning, vilket gör det möjligt att ansluta flera ledmoduler i följd i stället för att behöva en separat punkt-till-punkt-kommunikationskabel för varje led.

För humanoida robotar med fler än 20 leder kan en kedjekopplad arkitektur bidra till att minska kabeldragningskomplexiteten och förenkla systemets ledningsdragning.

PRO-versionen har även ett separat gränssnitt för nedladdning av fast programvara, vilket gör det möjligt att uppdatera enskilda modulers fasta programvara utan att enbart förlita sig på huvudanslutningen för kommunikation.

Den faktiska nätverkstopologin, det antal noder som stöds och rutinerna för uppdatering av fast programvara bör bekräftas utifrån vald modell och styrenhetskonfiguration.

4. Elektriska gränssnitt på baksidan

Strömkontakten, kommunikationsgränssnitten och porten för nedladdning av fast programvara är samlade på modulens baksida. I ritningen anges strömkontakten som A1257WV-S-2P.

Den bakre placeringen gör att utgående fläns och radiella ytor inte har några utskjutande kontakter eller externa kabelutgångar. Det kan förenkla den mekaniska integreringen, minska risken för störningar från omgivande konstruktioner och underlätta utformningen av kapslingen.

För robotleder som kräver stora vinkelrörelser eller ska monteras inuti ett kompakt armhus ger denna placering större flexibilitet vid placering av kontakter och kabelhantering.

Den slutliga konstruktionen bör fortfarande ta hänsyn till kontaktutrymme, kabelns böjradie, värmehantering och avsett rotationsområde.

5. Symmetriska monteringsflänsar för flexibel installation

HPJM har symmetriska monteringsgränssnitt i båda ändar, vilket bidrar till att förenkla den mekaniska integreringen i olika positioner på robotens leder.

Enligt den tillhandahållna ritningsinformationen omfattar monteringskonfigurationen bultcirklar på Ø38 mm och Ø37.5 mm, åtta gängade hål M2.5 och tre genomgående hål M2.

Den symmetriska utformningen kan göra det möjligt att använda samma ledmodul i olika monteringsriktningar och potentiellt för axel-, armbågs-, handleds- och höftleder, beroende på de mekaniska kraven för respektive led.

För robottillverkare kan ett gemensamt monteringsgränssnitt bidra till att minska antalet mekaniska varianter, förenkla hanteringen av reservdelar och öka modulariteten i en robotplattform.

6. Litet glapp och hög stötmomentkapacitet

HPJM använder harmonisk transmissionsteknik, som är känd för sitt låga glapp. De tillhandahållna specifikationerna anger en utgående positioneringsnoggrannhet på cirka 0.67 bågminuter och en stötmomentkapacitet på cirka 1.8 gånger det nominella momentet.

Dessa egenskaper kan vara fördelaktiga i robotapplikationer med frekventa riktningsändringar, acceleration och retardation samt övergående mekaniska belastningar.

Glapp, positioneringsnoggrannhet, repeterbarhet och förlorad rörelse är dock olika prestandaindikatorer. Den faktiska utgående prestandan beror på vald modell, belastningsförhållanden, styrkonfiguration och mätmetod. Det tillåtna stötmomentet måste på samma sätt tolkas utifrån tillverkarens märkvillkor och ska inte betraktas som ett kontinuerligt driftmoment.

För tillämpningar som humanoida robotar och precisionsautomationsutrustning bör ingenjörer utvärdera dessa parametrar tillsammans med nominellt moment, toppmoment, vridstyvhet, hastighet och termisk prestanda.

Användningsområden för HONPINE HPJM-harmonisk ledmodul

Humanoida robotar

Humanoida robotar behöver kompakta ledmoduler som ryms i det begränsade utrymmet i extremiteterna och samtidigt ger stöd för exakt rörelsestyrning och integrerad kabeldragning. HPJM:s kompakta hölje, ihåliga axel och integrerade drivarkitektur gör den till en möjlig kandidat för konstruktion av axel-, armbågs-, handleds- och höftleder, beroende på vridmoment- och dynamikkraven för varje led.

Drönare och kompakta robotsystem

I kompakta robotplattformar och vissa drönarrelaterade mekanismer är installationsutrymme och komponentintegration viktiga konstruktionsaspekter. En integrerad harmonisk ledmodul kan förenkla monteringen av roterande mekanismer när dess vikt-, moment-, hastighets- och effektkrav motsvarar applikationens behov.

Optiska plattformar och precisionsautomation

Optiska positioneringssystem och precisionsautomationsutrustning kan kräva kompakta roterande drivningar med kontrollerad rörelse och repeterbar positionering. HPJM kan utvärderas för dessa tillämpningar utifrån krav på vinkelprecision, vibrationsegenskaper, rörelseprofil och miljöförhållanden.

HONPINE HPJM-harmonisk ledmodul kombinerar en kompakt ihålig axelkonstruktion, integrerade motor- och drivkomponenter, en arkitektur med dubbla encoders och EtherCAT-anslutning i en och samma lösning för roterande leder.

Det genomgående hålet på 6 mm underlättar intern kabeldragning, medan kontakterna på baksidan och de symmetriska monteringsgränssnitten ger flexibilitet vid mekanisk integrering. Dessa egenskaper gör HPJM värd att överväga för humanoida robotar, kompakta robotsystem, optiska plattformar och precisionsautomation.

Om du utvecklar en kompakt robotled eller söker ett integrerat harmoniskt ledldon, kontakta HONPINE för detaljerade specifikationer, konstruktionsritningar och stöd vid modellval.