Entraînements compacts de précision pour robots humanoïdes - Réducteurs à arbre creux sans jeu et actionneurs de Nabtesco

Les robots humanoïdes doivent être stables, réagir de manière dynamique à leur environnement et exécuter avec précision les tâches les plus diverses. Les réducteurs intégrés aux articulations jouent ici un rôle clé. On recherche des systèmes d'entraînement alliant une densité de puissance élevée, un encombrement réduit et des fonctions intelligentes permettant de collecter des informations sur les engrenages, l'application et l'état du système.

Réducteurs à arbre creux sans jeu et actionneurs pour robots humanoïdes

Les réducteurs à arbre et les actionneurs de Nabtesco conviennent à différentes articulations des robots humanoïdes, en particulier aux épaules, aux coudes, aux hanches et aux jambes. Différents niveaux d’intégration offrent une grande flexibilité de conception et permettent une intégration du système adaptée aux besoins. Ces solutions d’entraînement fonctionnent sans jeu, offrent des rapports de réduction élevés dans un format compact et se caractérisent par une rigidité élevée, de faibles erreurs de transmission et une légère augmentation du couple d’entraînement en mode de rotation inverse. Cela permet des mouvements précis et délicats tout en garantissant une faible dissipation de puissance, favorise le maintien stable des positions articulaires et réduit les efforts de régulation.

Une densité de puissance élevée dans un espace restreint

Dans les articulations humanoïdes notamment, chaque millimètre d’espace de montage compte. Les actionneurs regroupent un réducteur à arbre cannelé, un moteur et d’autres composants en une seule unité compacte, facilitant ainsi la conception et l’intégration. Les arbres creux permettent en outre un acheminement peu encombrant des câbles et des composants. Pour les concepts d'entraînement particulièrement compacts, Nabtesco propose des réducteurs courts qui, par rapport aux réducteurs à arbre ondulé de même taille, offrent 20 % de couple en plus et une durée de vie 40 % plus longue.

Fonctions numériques directement intégrées au réducteur

Le réducteur à arbre creux numérique enrichit la technologie des réducteurs sans jeu en y intégrant des capteurs, des outils d’analyse et des fonctions numériques sans impact sur l’encombrement. La position, le couple, la température et les vibrations peuvent être mesurés directement au niveau de l’entraînement ; des métadonnées et des données d’analyse sont également disponibles. Le robot peut ainsi mieux prendre en compte les charges et les influences extérieures et exécuter ses mouvements de manière plus adaptée à la situation.

À terme, l’introduction de fonctions supplémentaires est prévue : les « Gear Booster », par exemple, permettent un ajustement dynamique de la limite de charge, de sorte que la transmission puisse, si nécessaire, fonctionner au-delà de ses valeurs nominales. Grâce à une fonction de détection des anomalies, la transmission vérifie, à l’aide de modèles basés sur l’IA, la présence de signes d’usure ou de dommages et résume les résultats dans un indice d’état. Quant à la fonction dite de détection de surcharge, elle identifie et enregistre les événements de surcharge, déclenche des alarmes en cas de surcharge et évalue statistiquement la charge.

Avantages par rapport aux réducteurs planétaires

Les réducteurs planétaires sont fréquemment utilisés dans les robots humanoïdes. Ils sont généralement moins coûteux à l’achat, mais nécessitent des mesures supplémentaires en matière de conception ou de régulation lorsque les exigences de précision sont élevées. Les réducteurs à arbre offrent des avantages en termes de précision, d’absence de jeu, d’effort de régulation, d’efficacité énergétique et d’encombrement. Grâce à un besoin de réajustement réduit, l’énergie est utilisée plus efficacement, ce qui contribue à allonger les durées de fonctionnement. Même avec des rapports de réduction élevés, les réducteurs à arbre creux nécessitent moins d’encombrement, tandis que les réducteurs planétaires requièrent souvent plusieurs étages pour atteindre ces rapports.

Une production à grande échelle rentable

Pour les fabricants de robots humanoïdes, la capacité de production en série est tout aussi déterminante que les performances techniques. Nabtesco dispose d’une expertise complète en matière de développement et de production en série issue de l’industrie automobile et accompagne les fabricants dans la conception, l’intégration et la mise à l’échelle, même pour des volumes de production élevés. La fabrication certifiée IATF des réducteurs à arbre cannelé en Allemagne est garante de normes de qualité élevées dans la production industrielle en série.