ハーモニック関節モーター VS 遊星関節モーター

協働ロボットがチップを正確にピックアップし、AGVsが棚の間をスムーズに走行し、あるいは手術ロボットがミリメートルレベルの操作を行うとき、その性能を左右する joint motor 内の「power heart」—reducer に気づく人はほとんどいません。その中でも、harmonic reducers と planetary reducers は 2つの主流技術ソリューションであり、その違いは joint motors の精度、寿命、適用シナリオに直接影響します。

joint motors における Harmonic Reducers の動作原理

Harmonic reducers は、その独自の構造設計によって際立っています。主に flexspline、circular spline、wave generator で構成されています。動作時には、wave generator が flexspline に弾性変形を生じさせ、circular spline とのずれた噛み合いを形成することで減速を実現します。この設計には多くの利点があります。第一に、単段で 50-300 に容易に到達する超高減速比を備えており、限られたスペース内で大幅な減速を実現できます。さらに、非常に高い精度を備えており、robot joint の回転角度を正確に制御でき、繰り返し位置決め精度は ±0.01mm に達します。加えて、harmonic reducers はコンパクトで軽量であるため、協働ロボットの関節のように、スペースと重量の要件が厳しい用途に特に適しています。ただし、弱点もあります。flexspline は長期間にわたる交番応力を受けるため、疲労損傷が発生しやすく、比較的寿命が短くなります。また、放熱条件が悪いため、連続高負荷運転時には特に注意が必要です。

joint motors における Planetary Reducers の動作原理

Planetary reducers の構造は、sun gear、planetary gears、planetary carrier、ring gear を含む遊星歯車システムに基づいています。sun gear が回転すると、planetary gears が sun gear と ring gear の間で転動し、それによって減速を実現します。Planetary reducers の利点も同様に際立っています。伝達効率が高く、90%-95% に達し、エネルギー損失が最小限です。コンパクトな構造、小型サイズ、軽量設計により、設置が容易です。同時に、高い安定性を示し、運転中にオーバーシュートや衝撃力が発生しにくく、温度の影響も受けにくいため、広い温度範囲内で正常に機能できます。ただし、その精度は harmonic reducers にやや劣るため、極めて高い精度が求められるシナリオにはあまり適していない場合があります。

Planetary Joint Motors と Harmonic Joint Motors の最大の違いは何ですか?

joint motor 全体の観点から見ると、harmonic reducers を使用するモジュールは高精度かつコンパクトサイズで、繊細な動作を可能にします。医療用手術ロボットや半導体精密位置決め装置などの分野で優れた性能を発揮します。一方、planetary reducers を使用する joint motors は、その高効率と安定性により、産業オートメーション生産ラインや物流 AGVs など、高い安定性と効率が求められるシナリオで重要な役割を果たします。

要約すると、harmonic reducers と planetary reducers はいずれもそれぞれ独自の利点を持ち、異なるアプリケーションシナリオにおいて joint motors に固有の性能をもたらします。joint motor を選定する際には、ロボット関節の最適な性能を確保するために、実際のニーズに基づいて両者の長所と短所を比較検討することが不可欠です。