Honpine

一体型ハーモニック /遊星ロボット関節モーター

ロボット関節アクチュエータは、ロボット、特殊ロボット、およびヒューマノイドロボットの中核動力部品です。ハーモニックドライブまたは遊星減速機、フレームレストルクモーター、エンコーダー、ブレーキを含む統合コンポーネントにより、関節の高精度なモーション制御を実現します。ロボット関節モーターはさらに次のように分類されます:一体型ドライブ付きハーモニック関節モジュール,一体型ドライブ付き遊星関節モジュール,外部ドライブ付きロータリーアクチュエータ。カスタマイズされた関節モジュールを必要とするお客様の利便性を高めるため、当カテゴリでは重要な動力部品であるフレームレストルクモーターも単体製品として提供しています。ロボット用途に加えて、関節モジュールは次の分野でも使用されています:半導体装置,太陽光発電装置,精密医療機器,3C設備,光学機器

ハーモニック・遊星フレームレスロボット関節モーター

ハーモニックジョイントモーター

HONPINEのハーモニックドライブ関節モーターは、高精度、高トルク、および大きな中空コア径を特長としており、限られたスペースでの用途にソリューションを提供することがよくあります。カスタマイズにも対応しており、これらのモーターは特殊ロボット分野で頻繁に使用されています。

遊星ジョイントモーター

遊星関節モーターもロボット動力システムの中核部品です。ハーモニック関節モジュールと比較すると、減速比が小さく、出力速度が高く、剛性が高い一方で、全体の出力精度はやや低くなります。遊星減速機、フレームレストルクモーター、ブレーキ、エンコーダー、ドライバーを含む高度に統合されたコンポーネントにより、サイズと重量が大幅に最適化され、関節の高精度なモーション制御を実現します。これにより、より高いトルク、よりコンパクトな寸法、そしてより軽量な設計が可能になります。遊星関節モーターは通常、広い電圧範囲に対応し、低電圧DC 24V~48Vに適応します。また、個別のお客様の要件に基づくカスタマイズソリューションも提供しています。

フレームレストルクモーター

フレームレストルクモーターは、永久磁石同期モーター (PMSM) の特殊な一種であり、ローターとステーターの2つの中核部品で構成され、従来のモーター構造であるハウジング、ベアリング、シャフトを排除しています。お客様の機械システムへ直接組み込むことを前提に設計されており、エンドユーザーが対応するベアリングと筐体を用意する必要があります。この設計思想により、より高い柔軟性、よりコンパクトな寸法、優れた性能が実現され、スペース、重量、動特性に厳しい要求がある用途に最適です。ヒューマノイドロボットの関節駆動、精密回転ステージ、医療機器、産業オートメーションシステムを含む、高精度かつ高応答性が求められる用途で優れた性能を発揮します。フレームレストルクモーターは、その構造構成に応じて、インナーローターフレームレスモーターとアウターローターフレームレスモーターにさらに分類されます。

ハーモニックドライブロボット関節モーターとは何ですか?

ハーモニック関節モーターは、ハーモニックドライブ、フレームレストルクモーター、ブレーキ、エンコーダー、駆動ユニットを含む統合コンポーネントにより、サイズと重量を最適化しながら非常に高精度なモーション制御を実現します。HONPINEのハーモニック関節モーターは、デュアルエンコーダー、STO (Safe Torque Off)、保持ブレーキ、一体型トルクセンサーなど、多様な用途ニーズに対応する柔軟な構成オプションを提供します。

 

ハーモニックドライブロボット関節モーター

ハーモニックドライブロボット関節アクチュエータの選定

多様な市場ニーズに対応するため、HONPINEのハーモニックドライブロボット関節モーターは現在、HPJM、TCHL、HAGの3つの主要シリーズに分かれています。

本ガイドでは、コスト管理、納期、基本性能要件などの要素に基づき、お客様の用途に最適なアクチュエータを選定するための初期概要を提供します。

詳細な選定および技術サポートについては、ぜひお気軽にお問い合わせのうえ、さらにご相談ください。

 

HPJM
TCHL
HAG

主な特長

本シリーズは発売から5年以上が経過しており、十分に開発された成熟したヒューマノイドロボット関節ソリューションを提供します。ハーモニック減速機、ドライバー、エンコーダー、フレームレストルクモーターを統合しています。デュアルエンコーダーおよびブレーキのオプションに対応しています。CAN (独自仕様)、CANopen、EtherCAT通信プロトコルをサポートします。

 

主な利点

高いコンパクト設計により、同等の性能要件のもとでシステム統合のためのより多くのスペースを確保

オプションの低温グリースにより、-40°Cまでの過酷な環境に対応

平均納期 ≤ 4 weeks,安定した生産能力を確保

 

用途

安定性と信頼性の高い性能、迅速な量産納品、または低温環境での運転が求められるプロジェクトに最適です。

注意事項

本シリーズは当初、トルクセンサーや防水性能を前提として設計されていません。そのような機能が必要な場合はカスタマイズ対応が可能ですが、追加コストとより長い納期が見込まれます。

主な特長
この新シリーズは2025年末に発売予定で、自社開発のハーモニック減速機を採用し、より優れたコスト管理を実現します。標準でデュアルエンコーダー (単回転アブソリュート, 23-bit resolution) を搭載し、CAN FDおよびEtherCAT通信プロトコルをサポートします。オプション機能には、ブレーキとトルクセンサーが含まれます。一体型端子ハーネスは、中空シャフト配線およびモジュールのカスケード接続に対応しています。

 

主な利点
大幅なコスト優位性
前面、側面、背面の取り付け構成に対応し、高い構造柔軟性を提供
ハーネス設計により容易なシステム統合を実現

 

用途
設置柔軟性に高い要求があるコスト重視のプロジェクトに最適です。

注意事項
現在は101 gear ratioのみ利用可能です。全ギア比ラインアップは2026年6月に発売予定です。現在の納期は約6 weeksです。

主な特長

2026年に発売されたこの新シリーズは、特定の安全要件を満たすためにSTO (Safe Torque Off) 機能を搭載しています。国内有力ブランドのハーモニック減速機を採用し、高い製品信頼性を確保しています。CANopenおよびEtherCAT通信プロトコルをサポートし、ブレーキおよびトルクセンサーはオプションです。

 

主な利点
より高い安全基準を満たす
中核減速機部品の優れた性能と信頼できる品質

 

用途

明確な安全要件があるプロジェクト、または減速機の信頼性が最優先事項である場合に最適です。

 

注意事項

新たに発売されたシリーズのため、生産能力はまだ立ち上げ段階です。現在の納期は約8–10 weeksです。

ロボット関節モーターのソリューションと用途

HONPINEは長年にわたり、ハーモニックロボット関節モーターおよび遊星関節モーターを、ヒューマノイドロボット、双腕ロボット、車輪型ロボット、ドローン、農業機械、原子力設備、産業用ロボット、産業オートメーション設備などのさまざまな分野に適用し、これらの業界向けに関節モーターソリューションを提供するとともに、カスタマイズにも対応してきました。HPJM、TCHL、HAGなどのロボット関節モーターシリーズは、実務サービスで得られた経験に基づいて開発されています。

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ハーモニックジョイントモーターの利点と欠点は何ですか

ハーモニックジョイントモーターの利点

 

超高精度

伝達バックラッシが最小限で、繰り返し位置決め精度は最大±0.01 mmに達し、精密なロボット動作に不可欠です。
 

高減速比

大きな単段減速比により、コンパクトなサイズで高トルク出力を実現し、効果的な“低速, 高負荷”性能を達成します。

ハーモニックドライブ関節モーター

極めてコンパクトな設計

シンプルな構造、小型、軽量設計により、手首やハンドなどのスペースに制約のあるロボット部品に非常に適しています。

高い統合能力

モーター、エンコーダー、その他の部品を組み合わせた統合モジュールとして販売されることが多く、便利な設置とメンテナンスを可能にしながら、モジュール設計をサポートします。

ハーモニックジョイントモーターの欠点

 

ハーモニック減速機とハーモニック関節モーターのトルクセンサーはカスタム開発されているため、価格を下げることは困難です。しかし、近い将来、需要と生産能力が一定の水準に達すれば、価格が引き下げられる可能性があります。

ハーモニックドライブロボット関節モジュール - よくある質問

HONPINEのハーモニックDC関節モーターは、エンボディドAI向けに特別設計されたハーモニックアクチュエータです。hpjmは最初に発売されたハーモニックアクチュエータであり、現在最も安定した性能と最短の納期を誇ります。お客様のニーズに対応するため、当社は最近2つの新しいハーモニックDC関節モーター、TCHLとHAGを発売しました。最新の製品パンフレットについてはお問い合わせください。

A：

当社のハーモニックドライブモジュールは,高精度16-bitエンコーダ分解能を備えており,1回転あたり65,536の離散位置を提供します。これは,モーター端で卓越した位置決め精度を実現するために,360°の全回転が極めて細かい増分に分割されることを意味します。

A：

HONPINEの標準ロボット関節モジュールには統合トルク測定は含まれていませんが, 外部トルクセンサーを統合することでトルクセンシング要件に対応できます。カスタマイズされたソリューションについては, 当社の技術チームまでお問い合わせください。

A：

当社の統合ドライバシステムは非常にコンパクトな設計であるため, HONPINEの現行ロボット関節モジュールには汎用I/Oピンが含まれていません. この合理化された設計により, ロボット用途において最適な省スペース化が可能になります.

A：

すべてのモジュールバリアントの質量および容積を含む完全な機械仕様は、当社のModel Selection Brochureでご覧いただけます。リソースセクションからパンフレットをダウンロードするか、特定の寸法要件については当社の営業チームまでお問い合わせください。

A：

CANプロトコルに基づき、単一モーターは各送受信に0.5msを必要とします。複数のモーターの場合、この時間はそれに応じて累積されます。

A：

基本的に, 1つのメインコントローラで4つのモジュールを処理できます。通常の通信サイクルは送信ごとに0.5msですが, この間隔が常に維持されるわけではありません—for instance, アラーム状態や同様の条件では高周波サンプリングは不要です。

A：

ハーモニック関節モジュールは, ハーモニック減速機の高い減速比 (typically 50–160:1) と低バックラッシ (less than 1 arcmin) によって, ロボット関節の精密な位置制御とトルク制御を実現します.
さらに, このモジュールはエンコーダーとトルクセンサーを統合しており, ±0.1 N·m の精度でリアルタイムのトルク調整を可能にするため, 柔軟でコンプライアンス性が求められる組立作業に非常に適しています.

A：

ハーモニック関節モジュールは、ロボット関節の回転運動を支え、最大 ±0.001° の繰り返し位置決め精度を実現します.
コンパクトな空間で高いトルク密度 (>100 N·m/kg) を発揮し、次のような用途に最適です:
ヒューマノイドロボットの関節
溶接およびハンドリングロボット
医療機械
産業用自動化設備
電動駆動システム
サービスロボットおよびその他のロボットシステム

A：

中空シャフト設計により、ケーブル, 空気圧ライン, または信号線を中心を通して配線でき、ジョイントの直径を抑え、ケーブル配線をより簡単で信頼性の高いものにします。これにより配線の複雑さが大幅に低減され、ロボット用途におけるシステム全体の統合性が向上します。

A：

主要パラメータ
16-bit 解像度: モーター1回転あたり 65,536 パルス。
減速比: 例, 101:1 はモーターが 101 回転するごとに出力が 1 回転することを意味します。
出力速度
出力速度 = モーター速度 ÷ 減速比。
例: モーターが 1 rev/sec (65,536 pulse/sec) で, 減速比が 101:1 の場合 → 出力は 101 秒で 1 回転します。
単位換算
Rad/s の換算:
1 rad/s ≈ 57.3 °/s
1 rad/s ≈ 9.55 rpm
Pulse/s ↔ rpm (16-bit エンコーダー):
1 rpm ≈ 1092.27 pulse/s
1 pulse/s ≈ 1/1092.27 rpm
注: 計算は物理的関係に基づいています。例として, 1 rad/s = 60/(2π) rpm。

A：

HPJM ハーモニックドライブモジュールは、異なる安全アプローチを採用しています。STOの代わりに、電源が切断されると自動的に作動して回転を直ちに停止させる、信頼性の高い内蔵電磁ブレーキシステムを組み込み、安全な動作を確保しています。

新しい2026 HONPINE HAGハーモニックドライブロボット関節モーターは、STO機能を備えています。HAGシリーズの詳細情報については、お問い合わせください。

遊星関節モーター - よくある質問

JRM遊星関節モーターはHONPINEの軍用グレード製品であり、高性能ロボット犬で一般的に使用されています。現在、ヒューマノイドロボットのバイオニクス向けに、よりコンパクトな設計とより大きな中空部を備えたHPJMハーモニック関節モーターがまもなく発売されます。

ヒューマノイドロボット用ハーモニックドライブアクチュエータ- よくある質問

これらは、ヒューマノイドロボット関節モジュールおよびアクチュエータシステムを評価する際に、顧客から寄せられる最も一般的な技術的および購買上の質問の一部です。トピックには、トルク選定, 減速比, モーション制御, 通信プロトコル, 熱管理, 動的歩行性能, およびヒューマノイドロボットプラットフォームとの統合が含まれます。

このガイドは、エンジニア, ロボティクス開発者, および調達チームが、さまざまなヒューマノイドロボットのサイズ, 可搬要件, およびアプリケーションシナリオに応じて適切な関節ソリューションをよりよく理解し、選定できるよう支援することを目的としています。
さらに多くのヒューマノイドロボットソリューションについてはhonpineまでお問い合わせください

A：

ロボットは片脚支持状態に入る可能性があるため,最も遠い上半身ペイロードに対して十分な安全マージンを確保する必要があります.
通常,動的シミュレーションは重心およびレバーアームの計算に基づいて実施されます.

A：

はい.
身長, 体重, 腕の長さ, 腕の可搬重量, 最大伸展負荷条件などのパラメータはすべて必要です.

A：

明確に定義されたペイロードがなければ、正確に計算することはできません。
参考として、当社の既存の170Aモデルをご参照ください。
上半身の作業ペイロードも考慮する必要があります。

A：

通信プロトコルによります。
プロトコルが標準のDS402仕様に準拠している場合、ROS2がサポートされます。
独自プロトコルは通常サポートされません。

A：

遅延時間は通常マイクロ秒 (µs) レベルです.
一般的なモーター制御サイクルは約 1 ms で動作します.

A：

必ずしもそうではありません.
統合ドライバ付きのバージョンには、すでに内部にFOC制御が含まれています.

A：

16 kHz は、DC モーター制御で一般的に使用される標準周波数です。

A：

一般的には位置制御の方がより適しています.
弾性変形が存在するため, PTモード（位置 + トルク同期制御）を使用することもできます.

A：

HONPINEの工場と技術チームは共同で統合のサポートを提供できます。

A：

ハーモニックドライブを使用するか遊星減速機を使用するかによります。
遊星減速機は、より速く精度を失う傾向があります。
ハーモニック減速機も時間の経過とともに摩耗しますが、精度が低下した後でも、角秒レベルの精度を維持できます。

A：

アクティブ冷却および液冷システムによって制御されます。

A：

それらは異なるパラメータです。
連続トルクは、持続的な動作トルクを指します。
ピークトルクは、損傷が発生する可能性がある前の瞬間的な衝撃トルクを指します。

A：

ヒューマノイドロボットのサイズ, 例えば 1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, または 2.4 m によって異なります.
上半身の可搬重量も重要です. トルク要件は可搬重量に基づいて計算する必要があります.

A：

必ずしもそうではありません.
それはヒューマノイドロボットのサイズ (1.2 m, 1.4 m, 1.7 m, 2.4 m, etc.) と上半身の可搬重量に依存します.負荷要件に応じて、異なるトルクレベルを選択する必要があります.

A：

コアレスモーターは通常、より長い軸方向長さとより大きな全体容積を持ち、一方、フレームレストルクモーターは厚みの面でよりコンパクトです。
選択は用途における取り付け位置によって異なります。
例えば:
器用なハンドにはコアレスモーターを使用できます。
軸方向寸法がより短いフレームレストルクモーターは、アームや類似の構造により適しています。

A：

必要な制御精度と適用環境によって異なります。
例えば,産業用ハンドリングと産業用組立では必要な精度レベルが異なります。
実際の適用シナリオに基づいて適切なバックラッシを選定する必要があります。

A：

使用されるのがハーモニック減速機か遊星減速機かによって異なります。
ハーモニックドライブの減速比は一般的に次のとおりです: 30, 50, 80, 100, 121, 161.
遊星歯車の減速比は一般に 50 未満です。
減速比は、全体のサイズおよび構造設計とあわせて選定する必要があります。

ロボット関節モジュール使用時の注意事項

関節モジュールの販売前および販売後に関する詳細については、お問い合わせください。HONPINEは1対1の技術サポートを提供します。

● 安全な操作:通電中はケーブルの抜き差しをしないでください。コンデンサを取り外す前に、完全に放電されていることを確認してください。
● 機器の設置: 設置構造に一体型関節の重量を支えるのに十分な機械的強度があることを確認し、確実に固定されていることを保証してください。
● ねじの締結: モーターと構造部品の間のねじを締結する際には、ねじ緩み止め接着剤とトルクレンチを必ず使用してください。モーターマニュアルに記載されたトルク仕様を厳守してください。
● 配線基準: ピン定義に厳密に従って配線を行ってください。識別をケーブルの色に頼らず、適切な抵抗整合を確保してください。
● 電源の使用: 電源電圧が一体型関節の定格電圧と一致していることを確認してください。ユーザーが外部リチウム電池を接続する場合、定格電圧が48Vであっても、満充電時の電池電圧は起動時に60Vを超える可能性があり、モーターの動作に影響を与えたり、モーターを損傷したりするおそれがあります。予防措置としては、電圧平滑化のために電解コンデンサを取り付けるか、電源電圧を安定化させるためにモーターの電源入力に電圧調整モジュールを直列接続する方法があります。
● バッテリー電源システム: バッテリー駆動システムでは、バッテリー自体が逆電流を吸収し、電圧が定格上限を超えるのを防ぐのに役立ちます。
● スイッチング電源システム: スイッチング電源システムでは、一体型モーターが急減速時または重力負荷によって駆動される際に回生エネルギーを発生させ、DCバス電圧が上昇して過電圧アラームを引き起こす可能性があります。これを防ぐため、大容量の電解コンデンサを並列に設置するか、電圧スパイクを低減するためにブレーキ抵抗を追加することを推奨します。
● 感電および挟まれ事故の回避: モーターの通電中, 運転中, または構造部品に接続されている場合は、感電や可動構造による挟まれ事故を避けるため、絶対に手でモーターに直接触れないでください。
● モーターの分解: 許可のないモーターの分解は禁止されています。分解は、協議のうえ専門家の指導の下でのみ、特別な状況に限り許可されます。無断分解を行うと保証は無効になります。
● 分解後の輸送: モーターを指導の下で分解し返送する必要がある場合は、振動や衝撃による輸送中の損傷を防ぐため、出荷前に減速機のねじ, リアカバーのねじ, その他の締結部品を含むすべての元のねじが適切に再取り付けされ、確実に固定されていることを確認してください。

業界動向

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