力控谐波关节模组：机器人商业化的关键解决方案

HONPINE力控谐波关节模组旨在支持机器人商业化的下一阶段发展，在这一阶段，机器人不仅需要实现精准定位。HAG 系列采用扭矩闭环控制，并将扭矩传感集成于关节内部，实现输出端360°连续旋转、更精准的扭矩控制以及实时扭矩反馈。

借助实时力信息，机器人能够更自然地响应外部载荷，并与人员、物体及其工作环境实现更柔顺的交互。

为什么选择力控机器人关节模组？

重力补偿示教过程中的“手感跟随”、人形机器人落地时所需的冲击吸收，以及抛光过程中所需的精准接触控制，都依赖于同一种基础能力：机器人关节能够以多高的精度和多快的速度测量并控制输出扭矩。

在传统的位置控制系统中，运动反馈历来以编码器数据为核心。随着机器人向力控制和物理交互发展，扭矩反馈变得愈发重要。扭矩反馈的获取方式直接影响关节模组的控制性能、机械集成、成本结构和尺寸限制。

力控关节模组为机器人提供的不仅是位置信息。它使系统能够实时感知扭矩，并根据变化的载荷调节关节输出，为柔顺运动和物理交互奠定基础。

力控谐波关节模组是否需要更大尺寸？

集成扭矩传感器并不一定意味着关节模组必须变得更大。

HONPINE将扭矩传感器直接集成到关节模组中，使力控与非力控配置能够保持相同的整体尺寸。这使客户无需对机器人的机械结构进行重大改动，即可选择或切换不同配置。

HONPINE力控关节模组的主要规格

• 集成式扭矩感知

• 扭矩闭环控制

• 扭矩控制精度低于1%

• 50 Hz扭矩带宽

• 360°连续输出旋转

• 紧凑型一体化关节架构

力控与非力控版本的机械尺寸一致

为什么力控关节模组对机器人的发展至关重要？

膝盖、肩部、肘部和腕部等人体关节并非只是骨骼之间的机械连接。它们在协调运动的同时，还会持续响应肌肉和周围环境产生的作用力。

例如，手持易碎玻璃杯时，人手会根据物体的重量和阻力自然调节施加的力。用毛笔书写时，手腕会持续调节力度和角度，以产生可控的动作。

机器人在与物理世界交互时，也日益需要具备类似的能力。

精准力感知，实现更可控的运动

高精度力控关节可提供有关作用于关节的扭矩的实时信息。这使机器人控制器能够响应外部载荷变化，而非仅依赖预定义的位置轨迹。

该能力可应用于以下场景：

• 精密装配

• 接触检测

• 机器人抛光与打磨

• 人机交互

• 重力补偿

• 碰撞检测

• 柔顺操作

例如，在精密装配过程中，机器人可能需要在继续运动前检测接触或插入阻力。扭矩反馈提供了额外信息，可帮助控制系统据此调节关节运动。

力控制实现更柔顺的机器人交互

当机器人在可预测且结构化的环境中运行时，传统位置控制具有很高的有效性。然而，许多新兴机器人应用涉及不确定的接触条件。

当机器人与人交互、抓取物体、接触表面或执行基于接触的工艺时，仅到达预定义位置可能并不充分。

力控关节提供了另一层反馈，使机器人能够响应外力并实现更柔顺的运动。

这对于以下应用尤其重要：

• 人形机器人

• 协作机器人

• 灵巧操作

• 机器人装配

• 抛光与表面精加工

• 服务机器人

一体化关节模组：机器人内部紧凑的“微型系统”

一套一体化机器人关节模组可能是相对较小的部件，但其中可包含多项关键技术。

典型的一体化关节模组可集成：

• 电机

• 谐波减速器

• 编码器

• 扭矩传感器

• 驱动电子设备

• 制动器

• 通信接口

• 控制组件

通过将这些部件集成到单一的关节级平台中，制造商可降低系统复杂性，并简化机械与电气集成。

集成式扭矩感知，适用于高精度机器人应用

集成扭矩传感器的加入，使关节模组在传统位置反馈之外具备额外的感知能力。

控制系统不再只是指令关节到达特定位置，还可监测关节产生的扭矩并响应载荷变化。

这为更灵活的控制策略奠定了基础，尤其适用于机器人必须与环境进行物理交互的场景。

HONPINE HAG谐波机器人关节模组

HONPINE HAG和HAU系列将谐波传动、电机、传感和控制技术集成到紧凑型机器人关节模组中。

凭借集成式扭矩感知、扭矩闭环控制、低于1%的扭矩控制精度以及50 Hz扭矩带宽，力控配置专为需要超越传统位置控制的机器人应用而设计。

力控与非力控配置能够保持相同整体尺寸，也使机器人制造商在同一机械平台上开发不同产品配置时拥有更大的灵活性。

力控谐波关节模组的应用

力控谐波关节模组尤其适用于涉及物理接触、可变载荷或柔顺运动的机器人应用，包括：

• 人形机器人

• 协作机器人

• 机器人抛光与打磨

• 精密装配

• 灵巧机器人操作

• 人机交互

• 服务机器人

联系HONPINE获取HAG机器人关节模组解决方案

如需了解更多有关HONPINE HAG谐波机器人关节模组及力控关节解决方案的信息，请联系HONPINE获取技术文档和应用支持。