빠르게 발전하는 체화 지능의 시대에,HONPINE는 혁신에 대한 투자를 확대하고 새로운TCHL 하모닉 드라이브 액추에이터를 출시했습니다. 이 글에서는 HONPINE TCHL 하모닉 드라이브 액추에이터가 로봇 제조업체의 신뢰를 얻을 수 있게 한 핵심 성능상의 장점을 살펴봅니다.
휴머노이드 로봇 분야에서 하모닉 조인트는 로봇의 유연성, 가반하중 능력, 비용 효율성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 부품입니다. 휴머노이드 로봇의 적용 범위가 산업 제조에서 서비스 산업으로 계속 확대됨에 따라, 하모닉 조인트에 대한 시장 수요도 빠르게 증가하고 있습니다.

그러나 현재 시장은 여전히 많은 과제에 직면해 있습니다. 한편으로 전통적인 하모닉 조인트는 비교적 무거워 로봇의 가반하중 능력과 유연성을 제한합니다. 이러한 문제는 경량 로봇 설계의 중요성이 커짐에 따라 더욱 두드러지고 있습니다. 다른 한편으로 기존 솔루션은 힘-위치 제어 정확도, 설치 편의성, 비용 관리 측면에서 여전히 뚜렷한 한계를 가지고 있습니다. 실제 응용에서 사용자는 종종 정밀도 부족, 복잡한 설치 과정, 높은 전체 비용과 같은 문제를 겪습니다. 이러한 과제는 다양한 산업 전반에서 휴머노이드 로봇의 더 광범위한 보급을 제한할 뿐만 아니라, 보다 효율적이고 유연하며 비용 효율적인 하모닉 조인트 솔루션에 대한 시장의 시급한 수요를 부각시킵니다.
이러한 산업 과제를 해결하기 위해, HONPINE TCHL 시리즈는 상당한 성능 향상과 최적화된 솔루션을 제공하여 다양한 응용 시나리오의 복잡한 요구 사항을 효과적으로 충족하는 동시에 휴머노이드 로봇공학과 고급 지능형 제조에 새로운 선택지를 제공합니다.
휴머노이드 로봇을 위한 강화 학습은 고성능 관절 센싱 능력에 크게 의존합니다. 효과적인 Sim-to-Real 전이를 달성하려면, 관절은 밀리초 수준의 지연 시간, 높은 신호 대 잡음비의 토크 피드백, 넓은 동적 범위, 우수한 선형성을 제공하여 모델 예측 제어 및 임피던스 기반 알고리즘의 고주파 힘 제어 요구 사항을 지원해야 합니다.
HONPINE TCHL 시리즈 하모닉 조인트는 자체 개발한 일체형 크로스 롤러 베어링 기술과 콤팩트한 구조 최적화를 결합하여 극한의 경량 성능을 실현합니다. 크기나 무게를 늘리지 않으면서, 이 설계는 조인트 모듈의 반경 방향 및 축 방향 치수를 모두 크게 줄입니다. 현재 가장 작은 모델인 TCHL-11M의 무게는 0.35 kg에 불과하면서도 최대 토크 25 Nm를 제공합니다. 가장 큰 모델인 TCHL-32H는 무게가 3.3 kg에 불과하며 최대 토크 799 Nm를 달성합니다. 시중의 대부분의 외부 힘 센서 솔루션과 비교할 때, 이 일체형 설계는 강성 손실 및 감도 저하와 같은 문제를 방지합니다.
일체형 크로스 롤러 베어링 기술의 적용은 전달 효율과 구조 강성을 향상시킬 뿐만 아니라, TCHL 시리즈 하모닉 조인트 액추에이터에서 힘-위치 하이브리드 폐루프 제어의 기반도 제공합니다. 내장 토크 센싱 기술을 통해, TCHL 시리즈는 고정밀 힘 센서를 산업용 등급의정밀 하모닉 감속기 출력단에 직접 통합하여, 기존 외부 센서 솔루션과 관련된 구조적 유연성 문제를 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 출력 위치 및 토크 데이터를 실시간으로 수집할 수 있으며, 강화 학습 알고리즘을 위한 네이티브 고대역폭 힘 피드백 지원을 제공합니다.
힘-위치 하이브리드 폐루프 제어와 결합하여, TCHL 시리즈 센서는 위치 모드와 토크 모드 간의 원활한 전환도 가능하게 하여 정밀 조립 및 힘 제어 응용에서 동적 응답 성능을 크게 향상시킵니다.
휴머노이드 로봇의 다중 시나리오 응용은 하모닉 조인트 모듈에 대해 더욱 포괄적인 기술적 요구 사항도 제시합니다. 이러한 모듈은 경량 설계, 고강성, 고출력 밀도 사이의 균형을 달성해야 합니다. 또한 복잡한 산업 및 실외 환경에 적응하기 위해 IP65, 내진동성, 전자기 적합성과 같은 높은 보호 등급이 필수적입니다.
시스템 통합 수준에서, HONPINE TCHL 시리즈는 전력 전달과 EtherCAT 및 CAN FD와 같은 실시간 통신 프로토콜을 하나의 커넥터에 결합한 일체형 전기기계 인터페이스 설계를 채택합니다. 8 mm 케이블 직경은 중공 배선을 지원하여 전체 로봇 시스템의 전자기 적합성을 향상시킬 뿐만 아니라 다관절 협조 제어의 엄격한 동기화 요구 사항도 충족합니다. IP65 보호 등급은 먼지와 습기와 같은 열악한 환경에서 장기적인 작동 안정성을 보장합니다.

설치 유연성 측면에서, TCHL 시리즈 하모닉 조인트 하우징은 6개 면에 걸쳐 여러 표준 기계 인터페이스를 통합하여 양측 고정, 바닥 직접 장착, 반경 방향 측면 설치를 포함한 다양한 장착 방식을 지원합니다. 이는 로봇 전체 구조의 최적화를 크게 용이하게 합니다. 조인트 설계에 이미 기계 인터페이스가 확보되어 있기 때문에, 어댑터 플랜지와 추가 커넥터의 사용이 크게 줄어듭니다.
TCHL 시리즈 하모닉 조인트로 조립된 단일 로봇 팔의 무게는 6 kg에 불과하면서도 유효 가반하중 5 kg을 지원하여 83%라는 인상적인 하중 대비 중량 비율을 달성합니다.
HONPINE 하모닉 감속기, 유성 및 하모닉 조인트 모듈에 대해 더 자세히 알아보려면, 추가 정보를 위해 당사에 문의해 주십시오.
저자 소개
Theodore Li는 HONPINE의 기술 이사로 재직하며, 복제 제품의 R&D 전략을 총괄하고, 팀 선정을 지도하며, 사전 판매 및 사후 판매 운영을 관리합니다.
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