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ハーモニック／遊星ロボット関節モーター／アクチュエーター／モジュール

ロボット関節モジュールは、ロボット関節アクチュエーターまたはロボット関節モーターとも呼ばれ、モーター、減速機、エンコーダー、駆動システムなどの主要部品をコンパクトなユニットに統合したものです。HONPINEのロボット関節モジュールには、ハーモニック関節モジュールと遊星関節モジュールがあります。ヒューマノイドロボット、特殊用途ロボット、ロボットアーム、四足歩行ロボットの重要な動力部品として使用されています。統合設計により設置スペースを削減し、熱管理の課題への対応にも役立つため、医療機器、オートメーションシステムなどの精密モーション制御用途にも適しています。

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HONPINE 製品 > ロボット関節モーター

ハーモニック関節モーター／アクチュエーター／モジュール

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、大径中空穴を特長とし、限られたスペースでの使用に適したソリューションを提供します。カスタマイズにも対応しており、特殊ロボットの分野で広く使用されています。

遊星関節モーター／アクチュエーター／モジュール

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べて減速比が小さく、出力速度が高く、剛性にも優れていますが、総合的な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、ドライバーなどを高密度に統合することで、サイズと重量を大幅に最適化し、関節の精密なモーション制御を実現します。これにより、高トルク、コンパクトな寸法、軽量化を実現します。遊星関節モーターは通常、幅広い電圧範囲に対応し、低電圧のDC 24V~48Vで使用できます。また、お客様の個別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。

ロボット関節モーター用フレームレストルクモーター

HONPINEは、生産歩留まりと供給能力の向上を目指し、ロボット関節モジュールのコア部品を自社で開発することに取り組んでいます。
以下に示すのは、HONPINEの標準フレームレストルクモーターです。これらをさらに改良・最適化し、完全統合型関節モジュールに採用しています。標準モーターは単体でもご購入いただけます。

ロボット関節モジュールとは？

ロボット関節モジュールは、ハーモニックドライブ／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、駆動ユニットなどを統合し、サイズと重量を最適化しています。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、トルクセンサー一体型など、多様な用途のニーズに応える柔軟な構成オプションを提供します。

ハーモニック関節アクチュエーターの型式選定

多様な市場ニーズに応えるため、HONPINEのハーモニックドライブ・ロボット関節モジュールは現在、HPJM、TCHL、HAU、HAGの4つの主要シリーズに分かれています。

このガイドでは、コスト管理、納期、基本的な性能要件などを考慮し、用途に最適なアクチュエーターを選定するための概要を紹介します。

詳細な選定や技術サポートについては、ぜひお問い合わせのうえご相談ください。

HPJM

TCHL

HAG

HAU

主な特長

2020年から量産されているHPJMシリーズは、ヒューマノイドロボット向けの成熟した実績ある関節ソリューションです。ハーモニック減速機、サーボドライブ、エンコーダー、フレームレス・トルクモーターを統合し、デュアルエンコーダーと保持ブレーキをオプションで選択できます。対応する通信プロトコルには、CAN（独自プロトコル）、CANopen、EtherCATがあります。

主なメリット

- 同等の性能要件を満たしながら、非常にコンパクトな設計によりシステム統合のためのスペースを広く確保できます。

- 他のハーモニック関節モジュールシリーズより大径の中空穴を備え、業界トップクラスのトルク密度を実現します。

- 低温用グリースをオプションで選択でき、−40°Cまでの過酷な環境で動作します。

- 特殊ロボットで広く使用されており、多くのHONPINEのお客様が用途要件に合わせてシーリングを追加しています。

主な特長

HONPINE TCHLハーモニック関節モジュールは、社内開発のハーモニック減速機を採用し、コスト管理を向上させています。23ビット分解能のデュアル単回転アブソリュートエンコーダーを標準搭載し、CAN FDおよびEtherCAT通信プロトコルに対応しています。保持ブレーキとトルクセンサーはオプションで選択できます。端子コネクター付きの一体型ワイヤーハーネスは、中空軸を通した配線とモジュール間のデイジーチェーン接続に対応しています。

主なメリット

- 大幅なコストメリット。

- 前面、側面、背面など、柔軟な取り付け方法に対応。

- ワイヤーハーネス設計により、システム統合が容易。

- 軽量設計で設置が容易なため、ヒューマノイドロボットやその他の具現化AI用途に適しています。

主な特長

HONPINE HAGハーモニック関節モジュールは、内蔵トルクセンサーを搭載でき、特定の安全要件に対応するSTO（Safe Torque Off）機能をオプションで選択できます。高精度のハーモニック減速機を採用し、高い信頼性を確保しています。CANopenおよびEtherCAT通信プロトコルに対応し、保持ブレーキもオプションで選択できます。

主なメリット

- より厳しい安全要件に対応。

- 高性能で信頼性の高い中核減速機部品。

- 特定の安全要件があるプロジェクトや、減速機の信頼性を最優先する用途に適しています。

- 高い性能と信頼性が求められるロボットアームや医療機器に最適なソリューションです。

主な特長

HAUシリーズのハーモニック関節モジュールは、HAGシリーズを改良した製品です。トルクセンサーを搭載していないため、HAGシリーズよりコスト効率に優れています。

主なメリット

HAUシリーズのハーモニック関節モジュールは、大径中空穴、高い位置決め精度、高い過負荷容量を特長としています。

用途

HAUシリーズのハーモニック関節モジュールは、高精度ロボットアーム、ヒューマノイドロボット、特殊用途ロボットに適しています。

遊星関節アクチュエータの型式選定

HONPINEの遊星関節モジュールは、四足歩行ロボット、ロボット犬、AGV駆動輪など、幅広い用途で使用されています。お客様のニーズや性能要件に応じて、HONPINEはJRM、HPA、防爆型の遊星関節モジュールシリーズを提供しています。

JRM

HPA

防爆シリーズ

HONPINE JRM遊星関節モジュールは、エンジニアリング検証と広範な試験を経ています。現在、JRMの出荷台数の約80%は、一般にロボット犬と呼ばれる四足歩行ロボットに使用されています。

試験では、HONPINE JRM遊星関節モジュールを搭載した四足歩行ロボットに、飲料水2ケース相当の荷重をかけて2時間稼働させました。筐体温度は約60°Cに保たれました。この試験は、JRM関節モジュールが高負荷運転時にも発熱を比較的低く抑えながら高トルクを発揮できることを示しており、高負荷の四足歩行ロボットに適しています。

HONPINE HPAシリーズ遊星サーボ関節は、最大210 N·m/kgのピークトルク密度を実現し、軽量設計と2段高精度遊星減速システムを特長としています。位置、速度、トルク、力・位置制御など、複数の制御モードに対応しています。

HONPINEの遊星関節は、コスト効率、伝達効率、信頼性、耐衝撃性に優れています。ヒューマノイドロボットは通常、約31個の関節モジュールを使用します。低トルクモデルは主に上半身に、高トルクモデルは股関節や膝関節などの下半身に使用されます。HONPINEの遊星関節モジュールは、現在、AGVの駆動輪向けにもまとまった数量を出荷しています。

この生産ラインでは、自動車用トランスミッションの製造から得た工程と設備に関する知見を取り入れています。これらの技術により、生産効率と製品耐久性を向上させるとともに、具現化知能の発展に伴う需要増加に対応するため、生産能力を拡大しています。

防爆関節モーターシリーズは、膝関節、ピッチ関節、ロール関節の3種類を取り揃えています。最大450 N·mのピークトルクと110 N·mの定格トルクを実現し、20 kgを超えるロボット可搬質量での連続運転に対応します。

Ex d IIB T4やEx d IIC T6など、複数の防爆要件に対応する設計により、高い運用安全性を確保します。石油・化学産業をはじめ、複雑な屋外環境や地上での作業など、幅広い危険環境で使用できます。

防爆関節モーターは、複数の四足歩行ロボットプラットフォームへの搭載に成功しており、石油化学施設、天然ガスの検査現場、緊急救助活動など、人手や輸入部品に頼ってきた高リスクの立入制限区域で使用されています。これらの用途は、防爆ロボット犬における重要な技術進歩を示しています。

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と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、原子力関連設備、産業用ロボット、産業オートメーション機器など、さまざまな分野に提供してきました。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し、カスタマイズにも対応しています。HPJM、TCHL、HAGなどのロボット関節モーターシリーズは、実際のサービスを通じて培った経験をもとに開発されています。