Humanoides Robotergelenkdesign der nächsten Generation: HONPINE HPJM mit Harmonic Drive, Hohlwelle und integriertem Encodermodul

Vom 8. bis 11. Mai 2026 fand die 22. Zhengzhou Industrial Equipment Expo (ZIF) im Zhengzhou Zhongyuan International Convention and Exhibition Center (Airport Zone) feierlich statt. Als eines der Highlights der Robotik-Ausstellungshalle präsentierte HONPINE seine neuesteintegrierte Gelenkmodul-Serie HPJM.

Strukturelle Merkmale des integrierten Gelenkmoduls HPJM von HONPINE

Das neueste von HONPINE vorgestellte Gelenkmodul für humanoide Roboter zeigt eine hochintegrierte Konstruktionsphilosophie. Das Kernkonzept des integrierten Gelenkmoduls ist die tiefgehende Integration von sechs Kernkomponenten in eine einzige kompakte Einheit, darunter:

• Treiber

• Rahmenloser Torquemotor

• Untersetzungsgetriebe

• Bremse

• Encoder

• Sensoren

Auf Basis dieser Architektur entwickelte HONPINE darüber hinaus eine modulare Plattformstrategie. Durch das Angebot von mehr als 50 verschiedenen Gelenkmodul-Spezifikationen ermöglicht die Plattform die flexible Entwicklung von Robotersystemen mit unterschiedlichen Leistungsniveaus und Kostenstrukturen und senkt die Entwicklungshürden für humanoide Roboter erheblich.

Aus der Perspektive der Untersetzungsgetriebetechnologie werden die präsentierten Gelenkmodule in zwei technische Hauptrouten unterteilt:

Harmonic-Drive-Lösung (PRO-Serie)

Die PRO-Serie verwendet ein selbst entwickeltes ultradünnes Harmonic-Untersetzungsgetriebe mit folgenden Merkmalen:

Kompakte Struktur

Hohe Leistungsdichte

Optimiertes Design für präzise Oberkörperoperationen und Lastanforderungen bei humanoiden Robotern

Durch flexible Zahnradoptimierung und Materialinnovationen behebt das System häufige Probleme herkömmlicher Harmonic-Untersetzungsgetriebe, darunter:

Große Baugröße

Übermäßige Wärmeentwicklung

Begrenzte Lebensdauer

Thermomanagement und Hohlwellen-Kabelführungsdesign

Das Gelenkmodul ist mit einer hocheffizienten Wärmeableitungsstruktur ausgestattet, um Leistungsverluste durch Überhitzung zu verhindern.

Gleichzeitig verwendet die HPJM-Serie ein Hohlwellen-Kabelführungsdesign mit einem Hohlverhältnis von über 11%.

Das Produkt der neuen Generation erreicht eine große Hohlbohrung von 31.5 mm bei einem kompakten Außendurchmesser von 120 mm, was die Kabelführung erheblich erleichtert und den Kabelverschleiß wirksam reduziert. Dieses Design erfüllt vollständig die strengen Anforderungen humanoider Roboter an Verdrahtungskomfort und Betriebssicherheit.

Encoder- und Bremstechnologie

Die von HONPINE selbst entwickelte 24-bit-Dual-Encoder-Lösung ermöglicht in Kombination mit der Power-Loss-Memory-Funktion eines absoluten Multiturn-Encoders, dass der Roboter auch nach dem Ausschalten und Neustart die Gelenkpositionsinformationen präzise beibehält, wodurch eine erneute Nullpunktkalibrierung entfällt.

Diese Funktion ist besonders wichtig für hochpräzise Robotikanwendungen.

Das Permanentmagnetbremsendesign mit Klauenpol-Magnetkreis integriert Motor und Bremse in einer einzigen Struktur, spart axialen Einbauraum und erhöht gleichzeitig das Bremsmoment, wodurch Sicherheit und Zuverlässigkeit des Gelenks weiter verbessert werden.

Leistungsparameter des integrierten Gelenkmoduls HPJM von HONPINE

Spitzendrehmomentdichte

Das Gelenkmodul der neuen Generation erreicht eine Spitzendrehmomentdichte von:

192 Nm/kg

Dieser Parameter bestimmt direkt die Explosivkraft und die dynamische Leistung des Roboters und dient als Grundlage für fortgeschrittene Bewegungen wie:

• Laufen

• Springen

• Dynamisches Gleichgewicht

• Hohlbohrungsdurchmesser

Innerhalb der kompakten Struktur mit 120 mm Außendurchmesser integriert das Modul eine große Hohlbohrung von 31.5 mm, was die Kabelführung deutlich verbessert und die Flexibilität der Systemintegration erhöht.

Gewichts- und Volumenoptimierung

Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen:

Das Gewicht ist um mehr als ein Drittel reduziert

Der Gesamtenergieverbrauch ist deutlich gesenkt

Das Volumen ist bei gleicher Drehmomentabgabe maximal optimiert

Dies bietet deutlich größere Flexibilität für die strukturelle Auslegung des gesamten Roboters.

Encoder-Genauigkeit

Das Modul ist mit einem selbst entwickelten 24-bit-Dual-Encoder ausgestattet mit folgenden Merkmalen:

• Absolute Multiturn-Positionsspeicherung

• Hohe Positioniergenauigkeit

• Ausgezeichnete Bewegungsruhe

Es ist vollständig in der Lage, Folgendes zu bewältigen:

• Präzisionsoperationen

• Sanfte Bewegungssteuerung

• Komplexe Roboterbewegungen

Anwendungsszenarien des integrierten Gelenkmoduls HPJM von HONPINE

Basierend auf seinen selbst entwickelten leichten Gelenkmodulen werden HONPINE-Produkte bereits in mehreren humanoiden Roboterplattformen eingesetzt.

Beispielsweise verfügt ein humanoider Roboter, der mit Gelenkmodulen von HONPINE ausgestattet ist, über folgende Merkmale:

• Höhe: 1.7 meters

• Gesamtfreiheitsgrade: 44

• Gesamtgewicht: nur 48 kg

• Traglastkapazität eines einzelnen Arms: 5 kg

Dies zeigt ein außergewöhnlich hohes Verhältnis von Nutzlast zu Gewicht.

Anwendungen in der industriellen Automatisierung

In der industriellen Automatisierung werden die Gelenkmodule der PRO-Serie bereits umfassend in leichten kollaborativen Robotersystemen eingesetzt und erfüllen Anforderungen wie:

• Hohe Wiederholgenauigkeit

• Hohe Flexibilität

• Schnelle Implementierung

Kontaktieren Sie HONPINE, um weitere Informationen und technische Unterlagen zu HPJM-Robotergelenkmodulen zu erhalten.