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开云全站通用机械行业专题研究：人形机器行业新闻人再探讨：下肢结构

发布时间：2023-10-08 丨 浏览次数：

　　机器人下半身移动有轮式/双足，膝盖有正屈/反屈，执行器有线性/旋转机器人下半身构型对于其整体运动至关重要，根据下半身移动方式可分为轮式和双足等，前者动力转换效率高，但环境适应性差；后者避障性高，但承载能力有限。轮足复合机器人结合两者特点行业新闻，具有较强的地形适应能力。正屈膝和反屈膝是机器人膝关节的两种弯曲方式，前者适用稳定性要求较高的场景如家庭服务、残疾辅助等，后者适用续航要求高的复杂场景如护卫巡逻、物流运输等。腿部执行器亦可分为线性和旋转两种方案，前者适用于高承载场景，后者适用于高爆发场景开云全站。

　　轮式vs 双足：前者可用于平地运输/巡检，后者可用于家庭助手/崎岖环境轮式机器人利用车轮驱动，适用平地运输、巡检等场景；双足机器人利用仿生腿型机构驱动行业新闻，适用家庭助手、崎岖环境探测等场景。前者采用电机直接驱动轮组，动力转换效率高、能耗低；但其环境适应性差开云全站，在岩石地形、陡坡或低摩擦地区无法很好地运作，工作时噪音较高、车轮易打滑。后者具有较强的地形适应能力和避障性，但其承载能力有限且移动速度缓慢。结合轮式和双足机器人的各自特点，研究人员从“叠加功能”和“改变外形”两点切入，研制开发出兼具轮式和双足机器人优点的轮足复合机器人。

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　　正屈膝vs 反屈膝：前者面向高稳定需求，后者面向高续航需求机器人膝关节的弯曲方向分为正屈和反屈。正屈膝需依靠髋关节运动实现推进和抬腿运动，运动时膝盖几乎保持固定，可避免反向弯折而导致失稳；但因其在收回摆腿时电机转动惯量较大，故其比反屈膝平均多消耗60%的能量。反屈膝结构直接支持运动所需的推进和拉伸，可实现更大的活动范围且储存更多的弹性能量，提高机器人续航时间。因此正屈膝机器人适用稳定性要求较高的应用场景如家庭服务、残疾辅助等，反屈膝机器人适用续航要求高的场景如护卫巡逻、物流运输等。目前大多数机器人采用正屈膝开云全站，但存在能量损耗高的难点，反屈膝机器人生产成本小、续航时间长。

　　线性vs 旋转关节：前者面向高承载需求，后者面向高爆发需求目前人形机器人腿部结构有线性执行器和旋转执行器两种方案。线性执行器多采用丝杆将旋转运动转化为直线运动，其更适用于角度变化不大的腿等关节；旋转执行器多采用电机加减速器的方案直接输出旋转运动，适用于大角度转动的髋关节。我们认为腿部的线性和旋转执行器选型取决于应用场景，旋转执行器可通过运动中的转动惯量储存能量开云全站，比如当机器人进行跳跃动作时，其释放能量更有爆发性。线性执行器体积小且具备较好的抗冲击性，适用于承载力高的场景，可提高机器人腿部末端关节的力矩控制能力与步态和行走能力。

　　风险提示：运动控制算法发展超预期、膝关节技术路线变化、执行器发展超预期。