Realização de avanços em design leve e alta precisão: um oceano azul para redutores de engrenagem harmônicos específicos de robôs humanóides que valem centenas de bilhões

2024 marca uma era de ouro para robôs humanóides, muitas vezes referido como o ano da robótica humanóide.A participação de gigantes tecnológicos e a maturidade das tecnologias recentes de investigação e desenvolvimento, estreitamente ligada aos avanços nas tecnologias de IA e hardware.

Entre os componentes principais dos robôs humanóides, o controlador atua como cérebro, o servomotor serve como centro de energia e o redutor de engrenagem de precisão funciona como tendões e articulações.Em termos de composiçãoO valor dos redutores de engrenagem de precisão representa aproximadamente 30% a 40% do valor global do robô, com custos que representam cerca de 35%.Eles estão entre os componentes fundamentais dos robôs humanóides..

Se os modelos de IA ditam as capacidades dos robôs humanóides em interação multimodal, percepção integrada e tomada de decisão autônoma, redutores de engrenagem de precisão determinam a sua mobilidade,flexibilidadeAtualmente, para que os modelos de IA floresçam no campo dos robôs humanóides, eles devem enfrentar o desafio de unificar modelos matemáticos e físicos.É a pesquisa e produção de redutores de engrenagem de precisão que estabelece uma barreira científica para robôs humanóides, representando uma divisão significativa entre tecnologias de software e hardware no futuro.

Redutores de engrenagem de precisão são classificados em redutores harmônicos e redutores RV. Redutores RV são tipicamente usados na base, braço superior e ombro de robôs industriais,Enquanto que os redutores harmônicos são aplicados principalmente aos braços e articulações dos robôs humanóidesQuanto maior o grau de liberdade dos robôs humanóides, mais articulações possuem, levando a um aumento exponencial no uso de redutores harmônicos.tem 42 graus de liberdade e está equipado com 28 redutores de velocidadesO robô humanoide de Tianlian tem 71 graus de liberdade e usa 41 reductores harmônicos, compostos por 57.7% do seu total de redutores de engrenagemEstes exemplos evidenciam o importante papel dos redutores harmónicos na investigação e aplicação de robôs humanóides.

O corpo humano tem aproximadamente 78 articulações nomeadas, com 60 localizadas nas articulações do cotovelo, pulso, dedo, perna e dedo do pé, que são altamente flexíveis e compactas, tornando-as adequadas para redutores harmônicos.Para que os robôs humanóides alcancem flexibilidade e graus de liberdade próximos dos humanosOs reductores harmónicos utilizados em robôs são geralmente reductores de grau de precisão, que exigem um nível de precisão de grau 2 ou superior.Isto exige que os redutores harmônicos possuam uma longa vida útil e alta precisão.

Aumentar a resistência à fadiga e a vida útil dos redutores harmônicos, garantindo ao mesmo tempo uma elevada precisão, sempre foi o nosso principal objectivo de investigação e desenvolvimento.Como um dos principais fabricantes chineses de redutores harmônicosBaseado na teoria fundamental da transmissão harmônica, determinamos a forma dos dentes flexíveis da roda e a estrutura geral,Curva de deformação flexível da roda, o perfil do gerador de ondas, a forma dos dentes rígidos da roda e a estrutura rígida da roda de acordo com as exigências reais de trabalho.que é propenso a falhas por fadigaApós a validação teórica, asseguramos que a resistência à fadiga da roda flexível atenda aos padrões exigidos.Estabelecemos um modelo tridimensional do sistema de rodas rígido-flexível e criar um modelo de elementos finitos com base nas condições reais de trabalho do redutor harmônicoEstudamos o processo de montagem do sistema de rodas rígido-flexível e o processo de engate sob carga nominal através de análise de simulação.deslocamento nodal, e a distribuição das tensões da roda flexível durante a montagem e a ligação são razoáveis,assegurar que as relações posicionais entre os componentes do sistema de rodas rígidas-flexíveis estejam alinhadas com as condições reaisFinalmente, conseguimos o desenvolvimento de um redutor harmônico compacto, de alta carga e de alta precisão.

Simultaneamente, utilizamos máquinas multifuncionais de teste de atrito e desgaste para realizar testes sobre coeficientes de atrito e desgaste, profundidade de desgaste,e a detecção do descolamento da película de lubrificante sólido através de curvas de tensão de emissão acústica- através de estudos experimentais em amostras sob diferentes cargas, velocidades de deslizamento, quantidades de deformação, rugosidade e métodos de lubrificação em condições atmosféricas,Analisamos os mecanismos de desgaste em diferentes condições.Estabelecemos uma metodologia para estudos experimentais e analíticos sobre a falha por fadiga e o desgaste por atrito do sistema de teoria rígida-flexível em reductores harmônicos.que é aplicado à previsão da vida útil da fadiga e ao projeto de otimização estrutural da roda flexível, assegurando uma operação de elevada eficiência e precisão da transmissão harmónica.

Após vários projetos de otimização, desenvolvemos perfis dentários 3D de arco RS proprietários que melhoram significativamente a precisão de malhagem da engrenagem, alcançando um aumento da proporção de malhagem de 25% a 30%.A aplicação da tecnologia de lubrificação nano-reforçada de superfície melhorou o desempenho de atrito e desgaste, aumentando a dureza dos engrenagens em HRC 2,5 a 3.5A redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação, a redução da velocidade de rotação e a redução da velocidade de rotação.e processos de tratamento térmico, realizámos a miniaturização dos redutores harmónicos, aumentando a sua capacidade de carga de binário e a sua rigidez para suportar operações conjuntas integradas ultraleves.

O nosso desenvolvimento de redução harmônica miniaturizada introduziu quatro novos modelos: 03, 05, 08, e 11,cada um concebido com diferentes opções de entrada e saída (eixo e flange) e adaptado a várias configurações de binário e velocidade com relações de redução de 30Estes novos redutores mantêm um alto desempenho, enfatizando a compatibilidade com robôs humanóides.

Considerando a demanda por robôs humanóides, espera-se que o mercado global de redutores harmônicos alcance 14,75 bilhões de yuans até 2025.Esta projecção reflecte não só a escala de mercado em expansão, mas também destaca o papel fundamental dos redutores harmônicos na tecnologia de robôs humanóides.

Do ponto de vista técnico, a precisão e a eficiência dos redutores harmônicos fazem deles um dos componentes-chave dos robôs humanóides.À medida que os requisitos de precisão e estabilidade de movimento em robôs humanóides aumentamOs seus princípios de transmissão únicos permitem um binário elevado, baixo ruído e uma saída de movimento suave.que são cruciais para simular os movimentos humanos em robôs humanóidesAlém disso, o projecto compacto dos redutores harmónicos torna-os adequados para as configurações espaciais limitadas dos robôs humanóides, proporcionando uma maior flexibilidade no projecto e na produção.

Em termos de investigação e desenvolvimento, a inovação contínua dos redutores harmónicos é um motor fundamental para o avanço da tecnologia de robôs humanóides.processos de fabrico, e tecnologias de controlo, o desempenho dos nossos reductores harmônicos continua a melhorar.A aplicação de novos materiais permite que os redutores harmônicos obtenham maior resistência e resistência ao desgaste a pesos mais levesAlém disso, os processos de fabrico avançados e as técnicas de usinagem de precisão aumentam a eficiência da produção, reduzem os custos e aceleram a comercialização de robôs humanóides.