Realizzazione di scoperte nel design leggero e in alta precisione: un oceano blu per riduttori armonici di ingranaggi umani specifici per robot per centinaia di miliardi di dollari

Il 2024 segna un'era d'oro per i robot umanoidi, spesso indicato come l'anno della robotica umanoide.la partecipazione dei giganti tecnologici e la maturità delle recenti tecnologie di ricerca e sviluppo, strettamente legata ai progressi delle tecnologie dell'IA e dell'hardware.

Tra i componenti fondamentali dei robot umanoidi, il controllore funge da cervello, il servomotore funge da centro di potenza e il riduttore di ingranaggi di precisione funge da tendini e articolazioni.In termini di composizione, il valore dei riduttori di precisione rappresenta circa il 30-40% del valore complessivo del robot, con costi pari a circa il 35%.Sono tra i componenti fondamentali più critici dei robot umanoidi..

Se i modelli di IA dettano le capacità dei robot umanoidi nell'interazione multimodale, nella percezione integrata e nel processo decisionale autonomo, i riduttori di precisione determinano la loro mobilità,flessibilitàAttualmente, per far prosperare i modelli di IA nel campo dei robot umanoidi, devono affrontare la sfida di unificare modelli matematici e fisici.È la ricerca e la produzione di riduttori di precisione che stabilisce una barriera scientifica per i robot umanoidi, che rappresenta un divario significativo tra tecnologie software e hardware in futuro.

I riduttori di ingranaggi di precisione sono classificati in riduttori armonici e riduttori RV.mentre i riduttori armonici sono principalmente applicati alle braccia e alle articolazioni dei robot umanoidiPiù alto è il grado di libertà nei robot umanoidi, più articolazioni possiedono, portando ad un aumento esponenziale dell'uso di riduttori armonici.ha 42 gradi di libertà ed è dotato di 28 riduttori di marciaIl robot umanoide di Tianlian ha 71 gradi di libertà e utilizza 41 riduttori armonici, composti da 57.7% del suo totale di riduttori di marciaQuesti esempi evidenziano il ruolo significativo dei riduttori armonici nella ricerca e nell'applicazione di robot umanoidi.

Il corpo umano ha circa 78 articolazioni denominate, di cui 60 situate nelle articolazioni del gomito, del polso, del dito, della gamba e del piede, che sono altamente flessibili e compatte, rendendole adatte per i riduttori armonici.Per i robot umanoidi raggiungere flessibilità e gradi di libertà vicini a quelli degli esseri umaniI riduttori armonici utilizzati nei robot sono generalmente riduttori di grado di precisione, che richiedono un livello di precisione di grado 2 o superiore.Ciò richiede che i riduttori armonici abbiano una lunga durata di vita e un'elevata precisione.

Migliorare la resistenza alla stanchezza e la durata di vita dei riduttori armonici, garantendo al contempo un'elevata precisione, è sempre stato il nostro obiettivo principale di ricerca e sviluppo.Come uno dei principali produttori cinesi di riduttori armonici, ci impegniamo per l'innovazione e la produzione di auto-ricerca. sulla base della teoria fondamentale della trasmissione armonica, determinare la forma dei denti flessibili della ruota e la struttura complessiva,curva di deformazione flessibile delle ruote, il profilo del generatore di onde, la forma dei denti rigidi della ruota e la struttura rigida della ruota in base alle esigenze di lavoro effettive.che è soggetta a guasti da stanchezzaDopo la convalida teorica, ci assicuriamo che la resistenza alla stanchezza della ruota flessibile soddisfi gli standard richiesti.Stabiliamo un modello tridimensionale del sistema di ruote rigide-flessibili e creiamo un modello a elementi finiti basato sulle condizioni di lavoro effettive del riduttore armonicoStudiamo il processo di assemblaggio del sistema ruota rigido-flessibile e il processo di coinvolgimento sotto carico nominale attraverso analisi di simulazione.spostamento del nodo, e la distribuzione delle sollecitazioni della ruota flessibile durante l'assemblaggio e l'inserimento sono ragionevoli,garantire che le relazioni posizionali tra i componenti del sistema ruota rigido-flessibile siano allineate alle condizioni realiInfine, si raggiunge lo sviluppo di un riduttore armonico compatto, ad alto carico e di alta precisione.

Simultaneamente, utilizziamo macchine multifunzionali di prova di attrito e usura per condurre test sui coefficienti di attrito e usura, profondità di usura,e il rilevamento del distacco della pellicola di lubrificante solido tramite curve di tensione acustica di emissione- mediante studi sperimentali su campioni sotto carichi variabili, velocità di scorrimento, quantità di deformazione, rugosità e metodi di lubrificazione in condizioni atmosferiche,analizziamo i meccanismi di usura in diverse condizioniAbbiamo stabilito una metodologia per studi sperimentali e analitici sullo sfasamento da stanchezza e sull'usura da attrito del sistema teorica rigido-flessibile nei riduttori armonici.che viene applicato alla previsione della durata di vita da stanchezza e alla progettazione di ottimizzazione strutturale della ruota flessibile, garantendo un funzionamento di alta efficienza e precisione della trasmissione armonica.

Dopo vari progetti di ottimizzazione, abbiamo sviluppato profili dentistici 3D RS arc proprietari che migliorano significativamente la precisione di mescolatura degli ingranaggi, raggiungendo un aumento del rapporto di mescolatura del 25% al 30%.L'applicazione della tecnologia di lubrificazione superficiale nano-migliorata ha migliorato le prestazioni di attrito e usura, aumentando la durezza degli ingranaggi di HRC da 2,5 a 3.5, con una durata di vita superiore a 15.000 ore e una reazione negativa inferiore a 10 secondi di arco.e processi di trattamento termico, abbiamo realizzato la miniaturizzazione dei riduttori armonici, aumentando la loro capacità di carico della coppia e la rigidità per supportare operazioni di giunto integrato ultraleggero.

Il nostro sviluppo di riduttori armonici miniaturizzati ha introdotto quattro nuovi modelli: 03, 05, 08, e 11,con un'intensità di torsione superiore a 50 W/cm3Questi nuovi riduttori mantengono elevate prestazioni, sottolineando la compatibilità con i robot umanoidi.

Considerando la domanda di robot umanoidi, il mercato globale dei riduttori armonici dovrebbe raggiungere i 14,75 miliardi di yuan entro il 2025.Questa proiezione riflette non solo l'espansione del mercato ma evidenzia anche il ruolo centrale dei riduttori armonici nella tecnologia dei robot umanoidi.

Dal punto di vista tecnico, la precisione e l'efficienza dei riduttori armonici li rendono uno dei componenti chiave dei robot umanoidi.Con l'aumentare delle esigenze di precisione e stabilità dei movimenti nei robot umanoidi, la domanda di riduttori armonici aumenterà di conseguenza.che sono cruciali per simulare i movimenti umani nei robot umanoidiInoltre, la struttura compatta dei riduttori armonici li rende adatti ai limitati layout spaziali dei robot umanoidi, offrendo una maggiore flessibilità nella progettazione e nella produzione.

In termini di ricerca e sviluppo, l'innovazione continua dei riduttori armonici è un fattore chiave per il progresso della tecnologia dei robot umanoidi.processi di produzione, e tecnologie di controllo, le prestazioni dei nostri riduttori armonici continuano a migliorare.L'applicazione di nuovi materiali consente ai riduttori armonici di ottenere una maggiore resistenza e resistenza all'usura a pesi più leggeriInoltre, i processi di produzione avanzati e le tecniche di lavorazione di precisione migliorano l'efficienza della produzione, riducendo i costi e accelerando la commercializzazione dei robot umanoidi.