人形机器人旋转关节产业报告（27页）

行业报告下载 2025年02月20日 11:47 管理员

关节电机扭矩是观察核心指标之一。对机器人性能要求越高，往往对关节电机的扭矩要求越大。所有关节之中，一般膝关节对的扭矩要求最高，决定了机器人的整机负载。MIT 设计了一款可以做空翻的高性能人形机器人 MIT humanoid，所有关节中也是膝关节的扭矩最高，达到 136Nm。膝关节的扭矩要求和机器人整机质量相关。MIT humanoid 的重量只有 21kg，所以膝关节扭矩也只有 136Nm。ARTEMIS 的重量达到 37kg，所以关节最大扭矩达到了 250Nm。上肢关节中肩部和腰部位置需要的扭矩最大，影响机器人的单臂负载。针对上肢部分，意大利技术研究院 IIT 设计了一款可以承受 10kg 负载的上肢，其中肩部和腰部位置需要的扭矩最大，对应关节最大扭矩为 147Nm，连续扭矩 90.4Nm。肩部的旋转关节、肘部关节最大扭矩也是 147Nm，但连续扭矩为 52.9Nm。腕部关节的扭矩需求比较小。为了实现这一目的，会用到一些传动结构，包括连杆、皮带、链条、线缆等。其中连杆传动是人形机器人中一种常见方案。但是当关节角度接近奇异点时，连杆力迅速增加往往会超过结构承载上限，所以需要对运动范围进行一定的限制。ARTEMIS 机器人的下肢就采用了 5- Dof 的设计方案，并且借助连杆传动方案把电机尽可能向臀部集中，减少了腿部末端的质量。

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