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Unitree G1 のコア機械アーキテクチャとは何ですか?

Unitree G1 ヒューマノイド ロボットは、コンパクトで高トルクのメカトロニクス統合の頂点を表し、手足と胴体全体に 23 の自由度を実現します。 Reboot Hub の技術者が診断と修復を行ってきました 800+ 2022 年以降の Unitree G1 ヒューマノイド ロボット ユニット。中国の人力資源社会保障部が認定する MOHRSS レベル 3 高度技術者認定を取得しています。この Unitree G1 修理および診断ガイドのすべての推奨事項を裏付ける実践的な内容です。機械的バックボーンを深く理解することは、すべてのチップレベルの精密な修理作業の基礎となります。主な運動関節 (股関節、膝、足首) には、ブラシレス DC モーターと波動ギアを組み合わせたカスタム Unitree K1 シリーズ ハーモニック ドライブ アクチュエータが採用されており、最高トルク密度を達成します。 108Nm/kg。各アクチュエータ アセンブリは 7075‑T6 アルミニウム合金ハウジング (耐力 503 MPa) を中心に構築されており、単純なタイミング ベルトと間違われることが多い繊維強化ポリマー ベルト ステージが組み込まれていますが、実際にはフェールセーフ トルク リミッターとして機能します。

臨界応力点は有限要素解析によってマッピングされ、MOHRSS レベル 3 グレードの故障調査中にひずみゲージ テレメトリによって検証されています。股関節のピッチ ロール複合ジョイントは最も負荷のかかる構造で、階段を登る際の動的ピーク モーメントは 120 Nm です。膝関節は、絶対トルクが低いにもかかわらず、かかと接地時に 85 Nm の繰り返し衝撃荷重にさらされ、出力ベアリングのクロスローラー セットに応力が集中します。足首の 2-DOF 機構にはディファレンシャル ギアボックスが使用されており、これによりバックラッシュ管理に特有の課題が生じます。工場出荷時のゼロバックラッシュは、アンギュラコンタクトベアリングの一致するペアによって 0.02° 以下に維持されており、ブリネリングが検出された場合はセットで交換する必要があります。

重量と耐久性のバランスを考慮した素材の選択。構造外骨格には、高い疲労強度と衝突後の矯正時の機械加工性のために選ばれた Al 7075-T6 鍛造品が使用されています。カーボンファイバー複合カバー (3K 2x2 ツイル、エポキシ マトリックス) は電子コンパートメントを保護しながら、ロボットの総質量の 4% 未満に寄与します。ジョイント モジュール内部のハーモニック ドライブ フレックススプラインは、18Ni(300) に類似した独自のマルエージング鋼で製造されています。このマルエージング鋼はサイクル寿命にとって重要ですが、適合しない潤滑剤で汚染されると水素脆化を起こしやすくなります。当社のベンチ分解調査では、工場で塗布された Kluber Isoflex NBU 15 グリースは、中国南部で一般的な高湿度環境で約 1,200 時間の運転時間後に劣化し、軌道面の孔食を防ぐために早期の再潤滑が必要であることが一貫して明らかになりました。

コンポーネントレベルでの耐久性評価には、計測グレードの機器が必要です。当社では、Keyence VR-6200 3D 光学プロファイラーを使用して歯車の歯の摩耗を定量化し、0.5 µm の体積精度を備えた座標測定機 (CMM) を使用して、衝撃後のジョイント ハウジングの形状を検証します。クイックチェック公差: ヒップロール軸の同軸度は Φ 0.015 mm 以内でなければなりません。この値を超えるドリフトがあると、歩行に顕著なふらつきが生じ、エンコーダ リングの偏心エラーが加速します。これらの機械的ベンチマークは、MOHRSS レベル 3 の認定を受けた技術者が微細加工によって部品を節約できるか、それとも交換する必要があるかを判断する際に参考となるベースラインを形成します。

最も一般的な Unitree G1 の機械的故障モードは何ですか?

G1 の反復的な高トルク デューティ サイクルにより、いくつかの予測可能な劣化パターンが加速されます。サーボ モータの故障は通常、巻線の完全な短絡ではなく、相間の抵抗の不均衡が徐々に増加することで始まります。診断フラグのトリガーとして 0.15 Ω のしきい値デルタを記録します。 G1‑EC-101 — サーボ過電流警告。多くの場合、根本原因はステーター スロット内のエナメル絶縁体の微振動によるフレッチングであり、モーターの動作温度範囲が 85 °C になると悪化します。これを修正せずに放置すると、ターン間ショートに発展し、ジョイントドライバーボード上の MOSFET ブリッジを破壊する可能性があり、修理の複雑さとコストが大幅に増加します。

ジョイント関節の摩耗は、ハーモニックドライブのフレクスプラインとサーキュラ スプラインの境界面に集中します。潤滑不足や金属片の侵入によりピッチングが発生し、最初は指令トルクの 3 ～ 5% のトルクリップルと特有のクリック音として現れます。 Unitree 診断システムは、これを次のように捕捉することがあります。 G1‑EC-205 — トルクリップル範囲外。当社の修理ログでは、1,500 時間以上記録された G1 ユニットの 8% にこのコードが示されており、多くの場合、接合部の温度上昇率の上昇が伴います。摩耗したフレクスプラインを再調整することはできません。チップレベルの魔法は電子側にのみ適用されるため、現在のシグネチャ分析による早期検出が最も経済的な戦略です。

構造的なアライメントのドリフトは、微妙ではありますが、パフォーマンスに重大な影響を与える障害です。 G1 のシャーシは、5 つのアルミニウム モノコック セクションのボルト締めアセンブリです。側方からの落下や床への衝撃が繰り返されると、胴体と腰の取り付け面がわずか 0.1 mm ずれることがあります。この小さな変位は運動連鎖を通じて増幅され、ヒップ ロール/ホーム センサーのオフセットを引き起こし、低レベルのコントローラーがそれを補償しようとし、最終的にはジョイントのキャリブレーション ウィンドウを飽和させます。診断コード G1-EC-310 — キャリブレーション オフセット制限を超えました は通常の結果です。当社の分解手順には、MOHRSS レベル 3 チームが工場出荷時の新しい基準ユニットから確立した基準点を使用した、運動学的ツリー全体のレーザー トラッカー アライメントが含まれます。

高精度エンコーダの故障は、断続的な位置スパイクとして現れます。 G1 は、モーター シャフトにアブソリュート磁気エンコーダ (iC-MU シリーズ) と出力にインクリメンタル光学式リング エンコーダを組み合わせて使用​​します。ガスを放出した潤滑剤や塵粒子による光ディスクの汚染が主な原因であり、 G1‑EC‑302 — エンコーダー データ CRC 不一致。単一の斑点によって 0.5° の出力ジャンプが生じ、それが全身バランスの障害につながる可能性があります。チップレベルのリカバリには、クラス 100 のクリーン テント内でエンコーダ ハウジングを取り外し、99.9% 以上のイソプロピル アルコールでディスクを洗浄し、再封する前に 200 MHz オシロスコープで信号のアイ パターンを検証することが含まれます。グレーティングの傷などの永続的な損傷の場合は、コストのかかるジョイント交換ではなく、コンポーネント レベルでのディスク交換が必要になります。

Unitree G1 で高度な診断を実行するにはどうすればよいですか?

体系的な診断アプローチにより、高価なモジュールを時期尚早に交換するというよくある間違いを防ぎます。私たちは、中国の深センの施設で行われた何百もの G1 摂取評価を通じてその価値が証明されている 5 段階のフローチャートに従っています。ステージ 1: 衝撃変形、シールの完全性、コネクタ ピンのフレッチングの外部検査。ステージ 2: UnitreeInspector ソフトウェア ツールキットを使用した低電圧パワーオン セルフテスト (POST)。RS-485 メンテナンス バス経由でブート ログと保存されているエラー コード (G1-EC-xxx シリーズ) をダンプします。ステージ 3: パッシブ バス診断 — 当社の MOHRSS レベル 3 技術者は、差動アクティブ プローブ (500 MHz 帯域幅) を使用して CAN-FD ラインをプローブし、マイクロコントローラーには見えない限界のトランシーバー状態を検出します。

ステージ 4 は、アクティブなジョイントごとの検証です。各アクチュエータは、相電流、エンコーダフィードバック、および温度上昇を監視しながら、定格トルク 40% で 0.1 Hz ～ 5 Hz の正弦波スイープを通じて指令されます。健康な関節では、速度信号の THD が 2% 未満になります。 4% を超える場合は、機械の劣化またはエンコーダのノイズを示します。波形の解釈の詳細については、専用のガイドを参照してください。 ロボットシステム診断。ステージ 5 では、温度制御された部屋 (22 ± 1 °C) でレーザー干渉計を使用して、ゼロ点とバックラッシュの補正ルーチンを行う精密校正が行われます。当社では、股関節の絶対エンコーダ アライメント許容誤差 ±0.012° と最大補正バックラッシュ 0.03° を強制しています。これらの範囲は工場のサービスマニュアルよりも厳格ですが、G1 の特徴である滑らかな歩行を復元するには不可欠です。

テストウォーク中のリアルタイムのパフォーマンス監視により、診断スナップショットが完成します。メンテナンス ポートに接続されたワイヤレス データ ロガーは、1 kHz のトルクと現在のデータ ストリームを記録します。ベースラインのトルク-角度曲線からの逸脱、特にスイング段階での逸脱は、まだ故障コードをトリップしていない潜在的なドライバ MOSFET ゲート ドライバの弱点を明らかにすることがよくあります。このデータを社内の MATLAB スクリプトで後処理すると、各関節の健康指標が得られ、メンテナンスのセクションで説明する予後判断が可能になります。

Unitree G1 エレクトロニクスのチップレベルの修復はどのように機能しますか?

「デッド ジョイント」または「通信損失」として現れる多くの G1 障害は、その根本的には、高密度に実装された PCB 上の単一の SMD コンポーネントの障害です。 Reboot Hub のチップレベルの専門知識により、標準的なメンテナンス手法を超えた、複雑なヒューマノイド ロボット システムの診断と修復において、微細な精度が可能になります。たとえば、ジョイント ドライバ ボードは、DRV8301 三相ゲート ドライバ IC と 6 個のディスクリート N チャネル MOSFET (Vishay SiS434DN) を中心とした 6 層 HDI 設計です。ハイサイド MOSFET が短絡すると、小さな 0 Ω センス抵抗が切れることが多く、修理に費用がかかります $192 コンポーネントと精密はんだ付けの場合、 $744 ドライバーボードを完全に交換します。チップレベルの介入のコスト範囲は多岐にわたります $192–577、関係する層と BGA パッケージの数に応じて異なります。

当社のプロセスはマイクロコントローラーレベルの診断から始まります。必要な場合にのみ、予熱プレートとスプリットビジョンアライメントシステムを備えた BGA リワークステーションを使用して、MCU (STM32H743、BGA-400) の実装を解除します。その前に、JTAG/SWD インターフェイスをプローブして障害レジスタ ログを抽出します。多くの場合、このログは過電流ラッチや特定の GPIO ピンが Low にスタックしていることを直接示しています。その後、コンポーネントレベルの修理が続きます。カスタム ノズルを備えた熱風ペンシルを使用して QFN-32 モーター ドライバー IC を交換し、基板を 150 °C に予熱し、精密マイクロステンシルを介して鉛フリー SAC305 はんだペーストを塗布します。再加工されたすべてのボードは、完全な関節作動サイクルによる 24 時間のバーンイン テストを受けます。当社の MOHRSS レベル 3 認定では、ボードがロボットに戻される前に、このバーンインでの故障率が 0% であることが義務付けられています。

高度なはんだ付け技術は、コテだけの問題ではありません。それには、12 層メイン プロセッサ ボードの熱質量を理解することが含まれます。当社では、NVIDIA Jetson ベースのコンピューティング モジュールのメモリ パッケージ (LPDDR4、200 ボール、0.8 mm ピッチ) について、衝撃による損傷によりはんだ接合部に亀裂が生じた後、BGA リボールを定期的に実行しています。このサービスには料金がかかります $410 — 依然として大幅に下回っている $1,410 新しいモジュールの価格。方法論のより詳細な説明については、「 【6】精密な修理技術 Precision Repair Techniques リソース。ボードに複数の崩壊したパッドがある場合、20 ～ 40 倍の倍率の顕微鏡を使用してマイクロ ジャンパー ワイヤ (直径 0.05 mm、エナメル コーティング) を採用します。これはレベル 3 認定技術者のみにのみ限定されるスキルです。これは、コンフォーマル コーティングを 1 回誤って塗布すると、ロボットの EtherCAT バックボーンを実行しているインピーダンス制御された差動ペアが混乱する可能性があるためです。

同じチップレベルの哲学がセンサー サブシステムにも当てはまります。ひずみゲージを屈曲部に接着する足首の力・トルク センサー PCB は、湿気の侵入により頻繁に故障します。脚のサブアセンブリ全体を廃棄するのではなく、湿気で損傷した計装アンプ (AD8421) を交換し、パリレン C 蒸着で再度防水処理を行います。これ $308 修理は代替品に勝ります $923 工場で校正されたひずみゲージ マトリクスを保持しながら、新しい足首モジュール。

Unitree G1 の修理費用は完全交換と比べてどれくらいかかりますか?

高度なロボット工学にとって、修理か交換かの経済的な決定は決して簡単ではありません。以下は、一般的な G1 コンポーネントの詳細な内訳であり、Reboot Hub のチップレベルまたはコンポーネントレベルの修理コストと、メーカーからの新しいモジュールの見積交換コストを比較しています。すべての米ドル建ての価格には、診断、作業工賃、およびサービス対象コンポーネントの 90 日間の保証が含まれています。プラットフォーム間の価格のより広範な比較については、次のサイトを参照してください。 リブートハブ修理コストデータベース 2026.

多重故障 G1 ケースの一般的な修理費用の範囲は、 255 ドルと 770 ドル、システム全体のモジュール交換戦略は簡単にそれを超えますが、 $3,590。純粋な価格差を超えて、チップレベルの修理により、苦労して得た機械アセンブリの校正と摩耗マッチングが維持され、長期的な信頼性の利点が得られます。当社の修理後の追跡では、 94% その後 1,000 時間にわたって故障なく動作する確率。チップレベルの作業に対する保証は 90 日間で、部品と作業の両方をカバーしており、精密な再加工後に予想される初期故障期間と一致しています。実践的な評価については、以下をご覧ください。 Reboot Hubの専門修理サービス — 中国の深センにある当社のチームは、摂取後 48 時間以内に詳細な診断レポートを提供します。

プロアクティブ メンテナンスで Unitree G1 の障害をどのように防ぐことができますか?

事後修理から予知保全への移行は、G1 の運用寿命を最大化する最も効果的な方法です。当社が推奨するプロトコルは、関節の電流特性と温度傾向を継続的に記録することから始まります。アイドル時の膝モーターの実行平均より 7 °C 上昇するか、特定のトルク コマンドに対して消費電流が 15% 増加する場合は、潤滑不良の初期指標であり、潤滑油の故障の前にグリースを再注入する間隔が促されます。 1,200‑時間の標準マーク。ハーモニックドライブのハウジングに取り付けられた加速度計を使用した振動スペクトル分析により、致命的な故障の数日前に 2 倍のボール通過周波数でフレクスプラインの亀裂を検出できます。これは航空宇宙予知から採用した技術です。

定期メンテナンスの間隔については交渉の余地がありません。 500 運転時間ごと、または 6 か月ごと (どちらか早い方)、すべてのジョイント シールを検査し、エア ポケットを避けるために真空補助充填を使用してサービス ポートから Kluber Isoflex NBU 15 グリースを補充する必要があります。 1,000 時間のマークで、完全な運動学的キャリブレーションが実行されます。ゼロ点の検証、バックラッシュの測定、バックラッシュが 0.05° を超えている場合は、ハーモニック ドライブ シムの調整またはベアリングの交換が行われます。中国深センの高湿度地域で動作するユニットの環境適応プロトコルでは、すべての露出したコネクタを DeoxIT D シリーズ コンタクト クリーナーで処理し、300 時間ごとにシリコーン ベースの保護ジェルでシールすることを要求しています。これにより、痕跡腐食に起因するエンコーダ通信障害が大幅に減少します。内部電子機器の保護に関するガイダンスについては、当社にお問い合わせください。 電子システム保守 ガイド。

パフォーマンスの最適化はファームウェア側の対策にも及びます。当社は、G1 の低レベル ジョイント コントローラー ファームウェアを最新の Unitree リビジョンに定期的に更新しています。これにより、デッドタイム補償が改良され、MOSFET スイッチング損失が削減され、間接的にドライバー ボードの熱負荷が軽減されます。ファームウェアを変更した後は、診断スイートを使用した完全なシステム チェックが必須です。 MOHRSS レベル 3 認定技術者は、健康指標を監視しながら、0.8 m/s で 24 時間周期歩行テストを実施します。ベースラインからの偏差が 5% を超えると、再キャリブレーションがトリガーされます。これらの慣行を制度化することで、研究室や産業パイロットラインのオペレーターは計画外のダウンタイムを大幅に削減しました。 40%、この数値は修理センターの受け入れデータで検証できます。正確な測定に基づいた定期的なケアにより、G1 は壊れやすいプロトタイプから信頼できる労働力の資産に変わります。

中国深センにある Reboot Hub の先進ロボット修理センターで、Unitree G1 の専門的な診断コンサルティングを予約します。

よくある質問

DJI RC Pro またはスマート コントローラーを使用して Unitree G1 を操縦できますか?

いいえ、DJI の無線コントローラーは、G1 の ROS 2 ベースの制御アーキテクチャと互換性のない独自の OcuSync/HD 伝送プロトコルを通じて通信します。ただし、遠隔操作には、Unitree SDK を備えた標準 PC または Bluetooth 経由で接続された汎用ゲームパッドを使用できます。

G1 のバッテリー パックは DJI TB シリーズ インテリジェント フライト バッテリーと交換可能ですか?

互換性はありません。 Unitree G1 は CAN バス BMS を備えたカスタム 48V 20Ah リチウムイオン パックを使用しており、DJI TB バッテリーは独自のスマート BMS とデータ ピン配置で 22.8 ～ 52.8V を出力します。それらを相互接続すると、保護障害が発生し、ロボットの配電盤に永久的な損傷を与える可能性があります。

G1 ジョイント軸のトラブルシューティングに移行する DJI 技術者に推奨される診断ソフトウェアは何ですか?

Unitree InScan Web インターフェイスを使用してモーターの温度とトルクをライブでログ記録し、次に公式の `unitree_ros2_real` パッケージを使用してエンコーダのドリフトと IMU ノイズ フロアをグラフ化します。交換用モーター ドライバーやハーモニック ドライブ コンポーネントについては、Reboot Hub などの信頼できるサプライヤーが、事前に校正されたアブソリュート エンコーダーを備えた OEM 仕様ユニットを在庫しています。コンポーネント交換の価格はチップレベルの修理で 192 ドルからで、標準納期は 5 ～ 7 営業日です。

G1 の IMU キャリブレーション手順は、Mavic または Matrice ドローンの IMU キャリブレーションとどのように比較されますか?

どちらも多軸の静的配置ルーチンに従いますが、G1 では、DJI Assistant 2 GUI ではなく、ROS サービス コールを介してトリガーされる 6 ポジション シーケンス (平坦、左、右、前方、後方、逆さま) が必要です。キャリブレーション後、すぐに InScan ダッシュボードでロール/ピッチ バイアスを確認します。オフセットが 0.02 rad を超える場合は、IMU 取り付けブラケットを再調整する必要があることを示します。

通常の DJI 部品ベンダーに G1 用の純正ジョイント アクチュエーターと構造部品が在庫がない場合、どこで入手できますか?

Reboot Hub などのロボット専門の電子商取引プラットフォームには、フレーム リンクやワイヤリング ハーネスとともに、G1 互換の膝および股関節アクチュエータ アセンブリがリストされています。コンポーネントの価格はチップレベルの修理で 192 ドルからで、中国全土で 3 ～ 5 営業日以内に配送されます。 2024 年半ばのリビジョンでバス電圧の許容値が変更されたため、ロボットの製造バッチとの互換性 (v1.0 と v1.1) を確認するために、常に部品のバッチ番号を Unitree のシリアル番号デコーダと照合して確認してください。

Reboot Hub での通常の Unitree G1 修復にはどのくらい時間がかかりますか?

Unitree G1 のほとんどの修理は 5 ～ 10 営業日以内に完了します。 MOSFET の交換やエンコーダ ディスクのクリーニングなど、単一コンポーネントのチップ レベルの修理には、完全な診断と 24 時間のバーンイン テストを含めて通常 5 ～ 7 営業日かかります。多関節のオーバーホールと構造の再調整には最大 10 営業日かかります。修理費用は、コンポーネントごとに 192 ドルから始まります。ユニットが研究上重要である場合は、Reboot Hub に問い合わせて迅速な見積もりを依頼してください。

Reboot Hub は Unitree G1 チップレベルの修理に対してどのような保証を提供しますか?

Reboot Hub でのすべての Unitree G1 チップレベルの修理には、部品と作業の両方をカバーする 90 日間の保証が含まれています。この期間は、精密な再加工後に予想される初期故障期間と一致しており、当社の修理後の追跡では、その後 1,000 時間にわたって故障なしで動作する確率が 94% であることが示されています。保証期間内の通常の動作条件でサービス対象のコンポーネントに障害が発生した場合、追加費用なしで再診断して修理します。機関および研究のお客様は延長保証オプションをご利用いただけます。価格についてはお問い合わせください。