İnsansı Robot Kolları ve Bacakları için Robot Eklem Modülü Çözümleri

Robotik kolların uygulama alanı, çok çeşitli sektörlerde hızla genişlemektedir. Robotik bir üst gövde, eksiksiz bir insansı robotun parçasını oluşturabilir veya bileşenlerin alma ve yerleştirilmesi, vida sıkma, konnektör takma ve çıkarma, anahtar çalıştırma, kutu taşıma, elektrikli el aleti kullanımı, görüntü rehberliğinde alma, depo toplama, otomotiv montajı, 3C elektronik montajı, laboratuvar işlemleri ve tıbbi yardım gibi görevleri gerçekleştirmek için sabit bir robotik kol ve mobil tabanla ya da maharetli elli bir robotik kolla birleştirilebilir.

Bu uygulamaların merkezinde, gerekli hareketi, torku, hassasiyeti ve tepki hızını sağlamada kritik rol oynayanrobot eklem modülleri yer alır.

Daha küçük eklemler genellikle düşük ağırlık ve hızlı tepkiye öncelik verirken, daha büyük eklemler daha yüksek tork yoğunluğu ve güvenilirlik gerektirir. İyi bir eklem çözümü, yalnızca aynı modülün boyutunun büyütülmesi veya küçültülmesi meselesi değildir. Bunun yerine, her eklem kendi özel yüküne, hareket aralığına ve kontrol gereksinimlerine hassas şekilde uyarlanmalıdır.

HONPINE'ın robot eklem modülleri, dört harmonik eklem modülü serisini —HPJM,TCHL,HAU veHAG— ve ayrıca HPA ve JRM planet eklem modülü serilerini içerir.

Bu makalede, insansı robot üst ve alt uzuvları için bir robot eklem modülü çözümünü sunmak üzere HONPINE HPJM serisini örnek olarak kullanıyoruz.

İnsansı Robot Üst Uzuv Eklem Çözümü: Omuz, Dirsek ve Bilek için Torka Göre Kademelendirilmiş Konfigürasyon

Bilek ve Parmaklar: 3–10 Nm

Bilek ve parmak eklemleri, insansı bir robottaki en küçük eklemler arasındadır. Çevik hareketler elde etmek için son derece düşük ağırlık ve hızlı tepki gerektirirler.

HONPINE HPJM-RE30-40 serisi, yalnızca 0.19 kg ağırlıkla 3.3–4.8 Nm tepe torku sağlar ve bu özelliğiyle bilekler, parmaklar ve diğer uç eklemler için son derece uygundur.

24–48 V geniş voltaj aralığı, CAN iletişimi ve yüksek düzeyde entegre tasarımıyla modül, hafif insansı robot eklemleri için kompakt bir çözüm sunar.

Dirsek: 20–50 Nm

Dirsek eklemi, yeterli hareket aralığı sağlarken ön kol ve elin yükünü desteklemelidir.

HONPINE HPJM-RE50-60 serisi, 0.45 kg ağırlıkla 34 Nm'ye kadar tepe torku sağlar. 51, 81 ve 101 redüksiyon oranları mevcut olup, bu seri insansı robot dirsek eklemleri için pratik bir seçimdir.

Daha yüksek tork gerektiren uygulamalar için HPJM-RE60-70 serisi, daha yüksek faydalı yük gereksinimlerini destekleyerek 66 Nm'ye kadar tepe torku sağlar.

Omuz: 50–150 Nm

Omuz, üst uzuvdaki en büyük eklemlerden biridir. Geniş bir hareket aralığı sağlarken tüm kolun ağırlığını desteklemesi gerekir.

HONPINE HPJM-RE70-80 serisi 69–108 Nm tepe torku sağlarken, HPJM-RE80-97 serisi 217 Nm'ye kadar tepe torku sunar ve hafif uygulamalardan daha yüksek yüklü uygulamalara kadar geniş bir omuz eklemi gereksinimleri aralığını kapsar.

Çift enkoderli sürüm hem CAN hem de EtherCAT'i destekleyerek birden fazla robot ekleminde daha hassas senkronizasyon ve koordineli kontrol sağlar.

İnsansı Robot Üst Uzuvları için Hafif Tasarım

İnsansı robot üst uzuv eklemlerinde ortak önceliklerden biri ağırlığın azaltılmasıdır.

Aynı boyut sınıfındaki standart PRO serisiyle karşılaştırıldığında, HONPINE HPJM-REPRO-S serisi yaklaşık %15–%30 daha hafiftir. Bu durum, toplam sistem ağırlığının kontrol edilmesinin kritik olduğu insansı robotlar için özellikle değerli olabilir.

İnsansı Robot Alt Uzuv Eklem Çözümü: Yüksek Yük ile Hafif Tasarımın Dengelenmesi

Alt uzuv eklemleri, birçok üst uzuv eklemine göre önemli ölçüde daha yüksek yük ve darbe gereksinimleriyle karşı karşıyadır. Temel zorluk; tork kapasitesi, yapısal dayanım, tepki hızı ve ağırlık arasında denge kurmaktır.

Ayak Bileği: 30–80 Nm

Ayak bileği eklemi, dengenin korunmasında kritik bir rol oynar ve yeterli tork kapasitesiyle birlikte hızlı tepki gerektirir.

HONPINE HPJM-RE50-70 ve HPJM-RE60-70 serileri, yaklaşık 0.6–0.8 kg ağırlıkla 34–66 Nm tepe torku sağlayarak ayak bileği uygulamalarında kullanılabilir.

Bu, insansı robot ayak bileği eklemleri için tepki hızı ve yük kapasitesi arasında denge sağlar.

Diz: 80–200 Nm

Diz eklemi; yürüme, çömelme ve diğer dinamik hareketler sırasında önemli darbe yüklerine maruz kalır. Bu nedenle yüksek tork kapasitesi ve güvenilir çalışma gerektirir.

HONPINE HPJM-RE80-97 serisi 121–217 Nm tepe torku sağlarken, HPJM-RE80-110 serisi 217 Nm'ye kadar tepe torku sağlar; bu seriler çeşitli insansı robot diz uygulamaları için uygundur.

27 mm geçiş deliğine sahip geniş içi boş tasarım, dahili kablo yönlendirmesini ve pnömatik veya hidrolik hatların geçirilmesini kolaylaştırır.

Kalça: 150–800 Nm

Kalça, insansı bir robottaki en büyük ve en ağır yüklü eklemlerden biridir. Çok eksenli harekete olanak sağlarken robotun toplam gövde ağırlığını desteklemesi gerekir.

HONPINE HPJM-RE100-120 serisi 267–459 Nm tepe torku sağlarken, HPJM-RE110-145 serisi 491–800 Nm'ye kadar tepe torku sunarak ağır hizmet tipi kalça eklemi uygulamaları için yüksek tork seçenekleri sağlar.

Ürün, belirtilen sürekli tork koşulları altında hassasiyeti korurken 10,000 saatten fazla hizmet ömrü için derecelendirilmiştir ve uzun vadeli çalışma güvenilirliğini destekler.

Entegre Harmonik Eklem Modülleri İnsansı Robotlar için Neden Önemlidir?

İnsansı robot alt uzuvları için temel mühendislik zorluklarından biri, yüksek yük kapasitesi ile hafif yapı arasında doğru dengeyi sağlamaktır.

HONPINE HPJM serisi, harmonik redüktörü çerçevesiz tork motoruyla birleştirerek kompakt bir pakette yüksek tork yoğunluğu sağlar. Çapraz makaralı rulman, darbe yüklerine karşı yüksek direnç sunarken yüksek eksenel ve radyal yük kapasitesi sağlar.

Bu entegre mimari, robot eklemi için gereken temel bileşenleri kompakt bir modülde birleştirerek eklem düzeneğinin karmaşıklığının ve toplam ağırlığının azaltılmasına yardımcı olur.

Robot Eklem Modülleri ve İnsansı Robot Kollarının Çalışma Alanı

Bir robot kolunun en temel işlevi dışarı doğru uzanmaktır. Ancak asıl zorluk, kolun yeterince geniş bir çalışma alanını kapsayıp kapsayamadığı, hedeflere uygun duruşla ulaşıp ulaşamadığı ve robotun görüş sistemi, gövdesi ve alt uzuvlarıyla etkili şekilde koordinasyon sağlayıp sağlayamadığıdır.

Üst uzuv, uçta bulunan bir konsol gibi davranır ve bu nedenle uzun moment kollu bir yük oluşturur. İnsansı bir robotta, kolun kendi ağırlığı kalça, bel ve alt uzuvlar üzerinde önemli devrilme momentleri oluşturabilir.

Entegre bir robot eklem modülü, uygulamanın gerektirdiği tork, kontrol ve hareket performansını korurken her bir eklemin ağırlığını ve karmaşıklığını azaltmaya yardımcı olabilir. Bu, koordineli tüm vücut hareketini desteklerken daha kompakt ve daha hızlı tepki veren insansı robot kollarına olanak tanır.

Robot eklem modüllerimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek ve insansı robot uygulamanız için uygun bir eklem çözümünü görüşmek üzere HONPINE ile iletişime geçin.