2025 / 12 / 08

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Schlüsselmodul für humanoide Roboter — PEEK-Harmonic-Drive von JunDe HPP

Das Harmonic-Drive ist eine außergewöhnliche mechanische Erfindung – ein Präzisionsgetriebe, das hochdrehende, niederkraftige Eingaben in niederdrehende, hochbelastbare Ausgaben umwandelt.
Es besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Zahnkranz (Circular Spline): ein starrer Ring mit Innenverzahnung

• Flexspline: ein dünnwandiges, elastisches Zahnrad mit zwei Zähnen weniger

• Wave Generator: ein elliptisches Bauelement mit Wälzlagern

Funktionsweise im robotischen Gelenk

Wenn der Wave Generator in den Flexspline eingesetzt wird, verformt er diesen elliptisch.
Dadurch greifen die Zähne an den Enden der Ellipsen-Hauptachse ein und lösen sich entlang der Nebenachse.

Da der Flexspline zwei Zähne weniger besitzt:

• Führt eine 180°-Drehung des Wave Generators zu einer Zahnbewegung gegen den Uhrzeigersinn des Flexsplines

• Eine volle Drehung führt zu einer Bewegung von zwei Zähnen

Dieses Prinzip ermöglicht ein hohes Untersetzungsverhältnis und eine signifikante Drehmomentverstärkung, bei gleichzeitig extrem kompakter Bauweise – ideal für humanoide Roboter.

Technologische Kernbarrieren

1. Anforderungen an das Flexspline-Material

Da es häufig mikroskopisch kleine elastische Verformungen erfährt, muss das Material bieten:

• Hohe elastische Grenzen

• Hervorragende Ermüdungsfestigkeit

• Strenge Reinheitskontrolle

• Präzise Wärmebehandlung

2. Rigide & verschleißfeste Circular Spline

Um präzise Bewegungsübertragung zu gewährleisten, muss die Circular Spline nahezu verformungsfrei bleiben.

3. Vorteile des PEEK5600CF30 von JunDe HPP

Das Material PEEK5600CF30 bietet:

• Hohe Steifigkeit

• Geringen Reibungskoeffizienten

• Geringe Abnutzung

In Kombination mit Stahl-Flexsplines liefert es:

• Gewichtsreduktion

• Verbesserte Verschleißfestigkeit

• Reduzierte Geräuschentwicklung

• Stabile Übertragungspräzision

PEEK-basierte Harmonic-Drive-Baugruppen ermöglichen:

• bis zu 40 % Gewichtsreduktion

• bis zu 20 % Platzersparnis

Dies steigert Traglast und Akkulaufzeit humanoider Roboter.

4. Zahnprofil bestimmt Präzision & Effizienz

Das Zahnprofil beeinflusst:

• Genauigkeit

• Steifigkeit

• Lebensdauer

• Wirkungsgrad

Ein gutes Profil gewährleistet spielfreie, kontinuierliche und ruhige Kraftübertragung.

5. Fertigungsanforderungen mit Mikrometergenauigkeit

Die Herstellung erfordert hochpräzise Maschinen wie:

• Fünfachsen-Bearbeitungszentren

• Zahnradschneidmaschinen

• Spezielle Werkzeugsysteme

Für eine stabile Serienproduktion sind erforderlich:

• Konstante Materialqualität

• Zuverlässige Bearbeitung und Montage

• Lückenlose Prüfprozesse

• Präzise Kostenkontrolle

Zukunftsausblick

Die humanoide Robotik entwickelt sich rapide und erreicht weltweit ein explosives Wachstum. Harmonic Drives – als Kernkomponenten – erleben eine stark steigende Nachfrage.

Aktueller Einsatz in humanoiden Robotern

• Internationale Roboter: ca. 14 Harmonic Drives pro Roboter

• Chinesische Roboter: 3–6 Einheiten

• PEEK-Harmonic Drives haben enormes Wachstumspotenzial

Marktprognosen weltweit

Laut Dongwu Securities:

• 2025: ~160.000 Einheiten

• 2026: ~900.000 Einheiten

• 2027: ~6.000.000 Einheiten

• 2030: voraussichtlich 3,5 Mio. humanoide Roboter weltweit

  • Bei durchschnittlich 10 Harmonic Drives pro Roboter entspricht dies über 42 Mio. Einheiten

JunDe HPP — Ihr PEEK-Lösungspartner für humanoide Robotik

Als spezialisierter Anbieter von PEEK-Hochleistungsmaterialien verfügt JunDe HPP über eine vollständig integrierte industrielle Wertschöpfungskette und bietet komplette PEEK-Lösungen für robotische Schlüsselkomponenten.

JunDe HPP unterstützt Kunden im gesamten Entwicklungsprozess – von der Materialauswahl bis zur Serienfertigung – und fördert leichtere Strukturen, niedrigere Kosten und eine skalierbare Massenproduktion der nächsten Generation humanoider Roboter.