智能机器人关节驱动机构设计

刘 银平
山东中康激宏科技开发有限公司

摘要


智能机器人技术在工业，医疗以及服务等领域应用的日益广泛，促使机器人关节驱动机构性能需求不断提
升。本研究基于高精度、高响应、高效率及轻量化目的，设计了一种新型智能机器人混合驱动关节机构，该机构采
用了精密减速器与柔性铰链传动相结合的方式实现动力传递，实现了伺服电机与压电陶瓷驱动器的有机结合。通过
有限元仿真与物理样机测试，对所设计机构的静态刚度、动态响应特性、传动精度及能耗进行了全方位多角度评估。
实验结果显示，该驱动机构在确保足够承载能力的前提下，显著提升关节的动态响应速度和定位精度，其最大输出
扭矩可达15 Nm，关节最高转速为120 RPM，定位精度优于±0.02°，能量转换效率提升了约21.4%，本研究为高性
能智能机器人关节的设计提供了一种有效的技术路径。

关键词


智能机器人；关节驱动；混合驱动；压电陶瓷；伺服电机；动力学仿真

全文:

PDF


参考


[1]高玉.双蜗杆电机驱动机器人智能关节控制系统

设计[D].西华大学，2024.

[2]黄步雨.农业机器人智能关节直流伺服驱动系统

的研究[D].浙江工业大学，2008.

[3]李明易.类人猿机器人双足全方位步行智能学习

运动控制研究[D].哈尔滨工业大学，2013.

[4]卢浩，郭士杰，杨志强，等.2R耦合驱动关节动

力学建模与参数辨识[J].机械工程学报，2022，58（23）：

51-64.

[5]高艺.基于智能控制的多关节机器人轨迹跟踪控

制算法设计与分析[D].曲阜师范大学，2025.

[6]于霜，周薇，周信.工业机器人智能运动控制方

法的分析[J].电子技术，2025，54（04）：218-219.

[7]董琪，奚清泉，印鹏，等.前馈插值补偿下机器

人抓取臂轨迹智能自动控制[J].信息技术，2025，（03）：

176-180.

[8]陈华舒.面向应用场景协作任务的具身智能机器

人关键技术研发[D].盐城工学院，2025.

[9]武文博，张建良，卫毓玲.变电站智能四足巡视

机器人避障轨迹自动规划研究[J].中国新技术新产品，

2024，（22）：1-4.

[10]刘德友，陈仕富，杜思成，等.智能巡检操作机

器人关节电机设计与优化[J].电力科学与工程，2024，40

（07）：52-59.

[11]张连浩.智能工厂复合机器人搬运关键技术研究

[D].沈阳工业大学，2024.

[12]黄树杰.整合多臂协作型机器人的养老院居住空

间设计初探[D].西安建筑科技大学，2024.


Refbacks

  • 当前没有refback。