Des avancées dans la conception légère et la haute précision: un océan bleu pour des réducteurs d'engrenages harmoniques pour robots humanoïdes d'une valeur de centaines de milliards

2024 marque une ère dorée pour les robots humanoïdes, souvent appelée l'année de la robotique humanoïde.la participation des géants de la technologie et la maturité des technologies récentes de recherche et de développement, est étroitement liée aux progrès de l'IA et des technologies matérielles.

Parmi les composants de base des robots humanoïdes, le contrôleur agit comme le cerveau, le servo-moteur sert de centre d'alimentation et le réducteur de vitesses de précision fonctionne comme les tendons et les articulations.En termes de compositionDans le cas des réducteurs d'engrenages de précision, la valeur représente environ 30% à 40% de la valeur globale du robot, les coûts représentant environ 35%.Ils sont parmi les composants essentiels des robots humanoïdes.

Si les modèles d'IA dictent les capacités des robots humanoïdes dans l'interaction multimodale, la perception intégrée et la prise de décision autonome, les réducteurs de vitesses de précision déterminent leur mobilité,la souplessePour que les modèles d'IA puissent prospérer dans le domaine des robots humanoïdes, ils doivent relever le défi d'unifier les modèles mathématiques et physiques.C'est la recherche et la production de réducteurs d'engrenages de précision qui établit une barrière scientifique pour les robots humanoïdes, représentant un fossé important entre les technologies logicielles et matérielles à l'avenir.

Les réducteurs d'engrenages de précision sont classés en réducteurs harmoniques et réducteurs RV. Les réducteurs RV sont généralement utilisés dans la base, le haut du bras et l'épaule des robots industriels,Alors que les réducteurs harmoniques sont principalement appliqués aux bras et aux articulations des robots humanoïdesPlus le degré de liberté des robots humanoïdes est élevé, plus ils possèdent de joints, ce qui conduit à une augmentation exponentielle de l'utilisation de réducteurs harmoniques.a 42 degrés de liberté et est équipé de 28 réducteurs de vitesseLe robot humanoïde de Tianlian possède 71 degrés de liberté et utilise 41 réducteurs harmoniques, comprenant 57.7% de son total de réducteurs d'engrenagesCes exemples soulignent le rôle important des réducteurs harmoniques dans la recherche et l'application de robots humanoïdes.

Le corps humain a environ 78 articulations nommées, dont 60 sont situées dans les articulations du coude, du poignet, du doigt, de la jambe et des orteils, qui sont très flexibles et compactes, ce qui les rend appropriées pour les réducteurs harmoniques.Pour que les robots humanoïdes atteignent une flexibilité et des degrés de liberté proches de ceux des humainsLes réducteurs harmoniques utilisés dans les robots sont généralement des réducteurs de précision, nécessitant un niveau de précision de grade 2 ou supérieur.Cela nécessite que les réducteurs harmoniques possèdent une longue durée de vie et une grande précision.

L'amélioration de la résistance à la fatigue et de la durée de vie des réducteurs harmoniques tout en assurant une grande précision a toujours été notre principal objectif de recherche et développement.En tant que l'un des principaux fabricants chinois de réducteurs harmoniques, nous sommes engagés dans l'innovation et la production d'auto-recherche.courbe de déformation flexible des roues, profil générateur d'ondes, forme des dents de roue rigides, et structure de roue rigide selon les exigences réelles de travail.qui est sujette à une défaillance par fatigueAprès validation théorique, nous nous assurons que la résistance à la fatigue de la roue flexible répond aux normes requises.Nous établissons un modèle tridimensionnel du système roue rigide-flexible et créer un modèle d'élément fini basé sur les conditions de travail réelles du réducteur harmoniqueNous étudions le processus d'assemblage du système de roue rigide-flexible et le processus d'engagement sous charge nominale par analyse de simulation.déplacement des nœuds, et la répartition des contraintes de la roue flexible pendant le montage et l'engagement sont raisonnables,s'assurer que les rapports de position entre les composants du système roue rigide-flexible sont alignés sur les conditions réellesEn fin de compte, nous parvenons au développement d'un réducteur harmonique compact, à haute charge et de haute précision.

Simultanément, nous utilisons des machines multifonctionnelles de test de frottement et d'usure pour effectuer des tests sur les coefficients de frottement et d'usure, la profondeur d'usure,et la détection du détachement du film de lubrifiant solide par des courbes de tension d'émission acoustique- par des études expérimentales sur des échantillons soumis à des charges variables, des vitesses de glissement, des quantités de déformation, de rugosité et des méthodes de lubrification dans des conditions atmosphériques,nous analysons les mécanismes d'usure dans différentes conditionsNous avons établi une méthodologie pour des études expérimentales et analytiques sur la défaillance par fatigue et l'usure par frottement du système théorique rigide-flexible dans les réducteurs harmoniques,qui est appliqué à la prédiction de la durée de vie par fatigue et à l'optimisation structurelle de la conception de la roue flexible, assurant un fonctionnement efficace et précis de la transmission harmonique.

Après diverses conceptions d'optimisation, nous avons développé des profils dentaires 3D propriétaires RS arc qui améliorent considérablement la précision du maillage des engrenages, obtenant une augmentation du ratio de maillage de 25% à 30%.L'application de la technologie de lubrification nano-améliorée de surface a amélioré les performances de frottement et d'usure, augmentant la dureté des engrenages de 2,5 à 3 HRC.5, avec une durée de vie supérieure à 15 000 heures et une réaction inverse inférieure à 10 secondes d'arc.et procédés de traitement thermiqueDans le domaine de l'assistance technique, nous avons réalisé la miniaturisation des réducteurs harmoniques, en augmentant leur capacité de charge de couple et leur rigidité pour soutenir les opérations de joints intégrés ultra-légers.

Notre développement de réducteurs harmoniques miniaturisés a introduit quatre nouveaux modèles: 03, 05, 08, et 11,chacune conçue avec différentes options d'entrée et de sortie (arbre et bride) et adaptée à divers réglages de couple et de régime avec des rapports de réduction de 30Ces nouveaux réducteurs conservent des performances élevées tout en soulignant la compatibilité avec les robots humanoïdes.

Compte tenu de la demande de robots humanoïdes, le marché mondial des réducteurs harmoniques devrait atteindre 14,75 milliards de yuans d'ici 2025.Cette projection reflète non seulement l'expansion de l'échelle du marché, mais souligne également le rôle central des réducteurs harmoniques dans la technologie des robots humanoïdes.

Du point de vue technique, la précision et l'efficacité des réducteurs harmoniques en font l'un des composants clés des robots humanoïdes.Les exigences en matière de précision et de stabilité des mouvements des robots humanoïdes augmentent, la demande de réducteurs harmoniques augmentera en conséquence. Leurs principes de transmission uniques permettent un couple élevé, un faible bruit et un mouvement en douceur.qui sont cruciaux pour simuler les mouvements humains dans les robots humanoïdesEn outre, la conception compacte des réducteurs harmoniques les rend adaptés aux dispositions spatiales limitées des robots humanoïdes, offrant une plus grande souplesse dans la conception et la production.

En termes de recherche et de développement, l'innovation continue des réducteurs harmoniques est un moteur clé pour faire progresser la technologie des robots humanoïdes.procédés de fabrication, et technologies de contrôle, les performances de nos réducteurs harmoniques continuent de s'améliorer.L'application de nouveaux matériaux permet aux réducteurs harmoniques d'obtenir une résistance et une résistance à l'usure plus élevées à des poids plus légersEn outre, les procédés de fabrication avancés et les techniques d'usinage de précision améliorent l'efficacité de la production, réduisent les coûts et accélèrent la commercialisation des robots humanoïdes.