차세대 휴머노이드 로봇 관절 설계: 하모닉 드라이브, 중공축 및 통합 엔코더 모듈을 갖춘 HONPINE HPJM

2026년 5월 8일부터 11일까지, 제22회 정저우 산업 장비 박람회(ZIF)가 정저우 중위안 국제 컨벤션 및 전시 센터(공항 구역)에서 성대하게 개최되었습니다. 로봇 전시관의 주요 하이라이트 중 하나로, HONPINE은 최신HPJM 일체형 조인트 모듈 시리즈를 선보였습니다.

HONPINE HPJM 일체형 조인트 모듈의 구조적 특징

HONPINE이 선보인 최신 휴머노이드 로봇 조인트 모듈은 고도로 통합된 구조 설계 철학을 보여줍니다. 일체형 조인트 모듈의 핵심 개념은 다음 6가지 핵심 구성요소를 하나의 컴팩트한 유닛에 심층 통합하는 것입니다:

• 드라이버

• 프레임리스 토크 모터

• 감속기

• 브레이크

• 엔코더

• 센서

이 아키텍처를 기반으로, HONPINE은 모듈형 플랫폼 전략을 더욱 발전시켰습니다. 50가지 이상의 다양한 조인트 모듈 사양을 제공함으로써, 이 플랫폼은 다양한 성능 수준과 비용 구조를 갖춘 로봇 시스템의 유연한 개발을 가능하게 하여 휴머노이드 로봇 개발의 진입 장벽을 크게 낮춥니다.

감속기 기술의 관점에서 보면, 전시된 조인트 모듈은 두 가지 주요 기술 경로로 나뉩니다:

하모닉 드라이브 솔루션(PRO 시리즈)

PRO 시리즈는 다음과 같은 특징을 갖춘 자체 개발 초박형 하모닉 감속기를 채택했습니다:

컴팩트한 구조

높은 출력 밀도

휴머노이드 로봇의 상체 정밀 작업 및 하중 요구사항에 최적화된 설계

유연 기어 최적화와 소재 혁신을 통해, 이 시스템은 기존 하모닉 감속기에서 흔히 발견되는 다음과 같은 문제를 해결합니다:

큰 크기

과도한 발열

제한된 수명

열 관리 및 중공축 케이블 배선 설계

이 조인트 모듈에는 과열로 인한 성능 저하를 방지하기 위한 고효율 방열 구조가 탑재되어 있습니다.

동시에, HPJM 시리즈는 중공비가 11%를 초과하는 중공축 케이블 배선 설계를 채택했습니다.

차세대 제품은 컴팩트한 120 mm 외경 내에서 큰 31.5 mm 중공 구경을 구현하여 케이블 배선을 크게 용이하게 하고 케이블 마모를 효과적으로 줄입니다. 이 설계는 배선 편의성과 운용 신뢰성에 대한 휴머노이드 로봇의 엄격한 요구를 충분히 충족합니다.

엔코더 및 브레이크 기술

HONPINE의 자체 개발 24-bit 듀얼 엔코더 솔루션은 멀티턴 절대형 엔코더 전원 차단 메모리 기능과 결합되어, 전원 종료 후 재시작 시에도 로봇이 조인트 위치 정보를 정확하게 유지할 수 있게 하여 재영점 보정의 필요를 없앱니다.

이 기능은 고정밀 로봇 응용 분야에서 특히 중요합니다.

돌극 자기회로 영구자석 브레이크 설계는 모터와 브레이크를 하나의 구조로 통합하여 축 방향 설치 공간을 절약하는 동시에 제동 토크를 증가시켜 조인트의 안전성과 신뢰성을 더욱 향상시킵니다.

HONPINE HPJM 일체형 조인트 모듈의 성능 파라미터

피크 토크 밀도

차세대 조인트 모듈은 다음과 같은 피크 토크 밀도를 달성합니다:

192 Nm/kg

이 파라미터는 로봇의 폭발적인 힘과 동적 성능을 직접적으로 결정하며, 다음과 같은 고급 동작의 기반이 됩니다:

• 달리기

• 점프

• 동적 균형

• 중공 구경 직경

컴팩트한 120 mm 외경 구조 내에서, 이 모듈은 큰 31.5 mm 중공 구경을 통합하여 케이블 배선 편의성과 시스템 통합 유연성을 크게 향상시킵니다.

중량 및 부피 최적화

기존 솔루션과 비교하면:

중량이 1/3 이상 감소했습니다

전체 에너지 소비가 크게 낮아졌습니다

동일한 토크 출력 조건에서 부피가 극한까지 최적화되었습니다

이는 완성형 로봇 구조 설계에 훨씬 더 큰 유연성을 제공합니다.

엔코더 정확도

이 모듈에는 다음 특징을 갖춘 자체 개발 24-bit 듀얼 엔코더가 탑재되어 있습니다:

• 멀티턴 절대 위치 메모리

• 높은 위치 결정 정확도

• 우수한 동작 부드러움

다음과 같은 작업을 충분히 처리할 수 있습니다:

• 정밀 작업

• 부드러운 모션 제어

• 복잡한 로봇 동작

HONPINE HPJM 일체형 조인트 모듈의 적용 시나리오

자체 개발한 경량 조인트 모듈을 기반으로, HONPINE 제품은 이미 여러 휴머노이드 로봇 플랫폼에 적용되었습니다.

예를 들어, HONPINE 조인트 모듈이 탑재된 한 휴머노이드 로봇은 다음과 같은 특징을 갖습니다:

• 신장: 1.7 meters

• 총 자유도: 44

• 총 중량: 단 48 kg

• 단일 팔 적재 용량: 5 kg

이는 매우 뛰어난 적재량 대비 중량 비율을 보여줍니다.

산업 자동화 응용 분야

산업 자동화 분야에서, PRO 시리즈 조인트 모듈은 경량 협동 로봇 시스템에 널리 채택되어 다음과 같은 요구사항을 충족하고 있습니다:

• 높은 반복 정밀도

• 높은 유연성

• 신속한 배치

HPJM 로봇 조인트 모듈에 대한 더 많은 정보와 기술 문서를 얻으려면 HONPINE에 문의하십시오.