關節電機的案例
人形機器人關節電機設計“寶典”
宇樹A1機器人關節電機簡介
（本圖來源于宇樹官網）
宇樹A1機器人關節電機是一款高性能電機，專為智能機器人設計，主要用于關節和機械臂。它配備高精度編碼器，支持精確角度控制和流暢運動，具備高扭矩輸出，適應復雜操作。
接下來，我們根據宇樹A1官網（https://www.unitree.com/cn/a1motor）提供的電機設計方案，采用“一鍵多場耦合分析”軟件仿真這款電機的各種性能。
b. 宇樹A1機器人關節電機設計方案
通過截取宇樹A1官網的磁密云圖并導入CAD，簡單量測可得到初步實施方案。
展開 人形機器人關節「心臟」大揭秘！特斯拉 / 小米 / 宇樹核心技術哪家強？
人形機器人的核心動作能力高度依賴于關節電機的性能。這些電機不僅要提供動力，還要精準控制動作。目前，人形機器人關節電機的主流技術方案主要包括無框力矩電機與空心杯電機、諧波減速器與行星減速器、力傳感器與電流環控制等。本文將對這些技術方案進行對比分析，并探討未來的發展趨勢。
（一）關節電機技術方案對比
無框力矩電機 VS 空心杯電機
諧波減速器 VS 行星減速器
力傳感器 VS 電流環
（二）技術路線分析
總的來說，特斯拉目前追求工業級性能，適合未來工廠、家庭助手等高端場景，但成本較高；宇樹則平衡性能與價格，瞄準教育、娛樂等中端市場；小米以低價推動普及，通過生態鏈擴展應用（如智能家居聯動）。隨著《人形機器人電驅動一體化關節接口規范》標準2025年立項，電機與減速器的兼容性將提升，國產替代加速。而軸向磁通電機、更高精度傳感器的應用，可能進一步突破現有技術瓶頸。
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展開 “機器狗”關節電機如何選？
軸向磁場電機給機器狗帶來的變化：
1、提高動力性能：軸向磁通電機可以提供更高的動力輸出，從而可以滿足機器狗對動力性能的需求；
2、提高可靠性：軸向磁通電機可以提供更高的可靠性，從而提高機器人關節的可靠性；
3、提高效率：軸向磁通電機的高效率和高功率密度將有助于提高機器狗整體效率，并減少機器人的能耗；
4、減小體積：軸向磁通電機的小體積使得他們可以更容易地安裝在機器人關節中，并為更大的空間提供更多的可能性；
5、實現電動化：軸向磁通電機的高功率密度和高效率將為機器人的電動化提供更好的技術基礎。
SEMOTOR擁有自主研發的軸向磁通電機及控制算法等核心技術，研發生產的電機相對于傳統電機擁有體積小，重量輕，效率高，并可在低轉速下輸出大扭矩等特點，特別適用于對于體積和重量敏感的應用領域，用范圍非常廣泛，如電動汽車、電動摩托車、電動船舶、醫療設備、工業機器人、AGV無人車、軍事裝備、無人機等行業。
展開 重磅官宣｜宇樹科技將攜最新產品亮相“2026北京人工智能展會”
宇樹高度重視自主研發和科技創新，全自研電機、減速器、控制器、激光雷達等機器人關鍵核心零部件和高性能感知及運動控制算法，整合機器人全產業鏈，在足式機器人領域達到全球技術領先。目前累計提交國內外專利申請200余項，其中授權專利180余項。
產品介紹 Unitree G1
G1:宇樹人形智能體AI化身，身高約127厘米，體重約35公斤，全身23~43個關節電機，超大關節運動角度空間，使其具有超越常人的靈活性，解鎖無限運動潛力。G1小跑速度大于2m/s，立定跳遠最遠可達1.4m，可完成高難度動態動作，如動態站起、坐下折疊、舞棍等。基于深度強化學習和仿真訓練，G1借助AI技術不斷升級演進，通過強化學習驅動，G1每天都在升級進化。搭配力控靈巧手，靈敏可靠，可以模擬人手實現對物體的精準操作。
Unitree Go2
Go2:宇樹秉承科技至上、科技創新的理念，帶領智能新伙伴強勢來襲，引領行業發展。具身智能新物種Go2標配自研4D超廣角激光雷達，具有360°*90°超廣角感知能力，感知系統提升200%，實現全地形感知。GPT大模型強勢賦能，幫助Go2更好地理解世界和做出決策。運動控制強力升級，關節峰值扭矩至45N.m，新增內部走線，膝關節電機區域內搭載熱管輔助散熱系統，性能強勁提升30%，實現跳躍、伸懶腰、握手、前撲、蹲坐等豐富動作姿態。Go2采用ISS2.0智能伴隨系統，通過采用全新的無限矢量定位技術及控制技術，定位精度提升50%，遙控距離大于30米，結合優化的避障策略，能更好地適應復雜環境。APP智能交互，且可搭載更多高科技配置，助你用科技探索極限。
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預告 | Ansys渠道合作伙伴5月活動一覽
時間：5月26日，14:30-15:15
合作伙伴：深圳市摩爾芯創科技有限公司
地點： 線上
費用： 免費
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5月27日 | 機器人關節電機設計與優化
簡介：AI 人形機器人已成為當前人工智能應用的關鍵市場，而關節模塊正是實現平順、仿生運動的核心技術。在極為有限的安裝空間內，馬達需同時兼顧小型化、輕量化與高扭矩密度等多重嚴苛設計要求，對機電整合能力帶來極高挑戰，同時也伴隨著日益復雜的熱管理問題。
本場研討會將深入解析高效能關節馬達的設計關鍵，從電磁設計、熱效應到系統整合，說明如何透過先進仿真技術，在設計初期預測問題并優化性能，協助研發團隊加速開發流程，搶占人形機器人市場先機。
時間：5月27日，14:00-15:00
合作伙伴：上海莎益博
地點： 線上
費用： 免費
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5月29日 | SynMatrix濾波器快速設計
簡介：在無線通信系統（5G/6G、衛星通信、雷達等）中，濾波器作為關鍵選頻部件，其設計周期與性能直接決定整機項目的進度與指標。傳統濾波器設計依賴大量電磁仿真與手動調諧，方案迭代慢、對經驗依賴高，難以滿足高密度、快交付的研發需求。本次線上公開課將以SynMatrix為核心工具，展示如何實現濾波器從拓撲綜合、耦合矩陣提取到協同仿真與調試的快速閉環。
時間：5月29日，14:00-15:00
合作伙伴：武漢慧和聚成科技有限公司
地點： 線上
費用： 免費
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5月29日 | 基于Ansys Icepak的電子熱管理仿真培訓-進階
簡介：在當今高度集成的電子時代，從高性能計算、5G通信到電動汽車和航空航天，電子設備正以前所未有的速度和復雜度發展。
展開 搭建你的專屬電機“考場”從伺服電機到牽引電機，一桌搞定
電機試驗平臺是評估電機性能的綜合檢測體系，貫穿電機設計、生產、應用全流程，確保其運行效率與可靠性 。
核心組成：硬件上包括驅動系統、加載裝置、高精度傳感器；軟件上則由自動化控制系統和數據采集分析軟件構成 。
能測什么：可完成從基礎的電壓、電流、電阻測量，到復雜的效率、溫升、齒槽轉矩、耐久性及路譜模擬等測試 。
電機試驗平臺并非千篇一律，針對不同類型和行業的電機，其測試平臺也有很大差異。下面是一些常見的類型和應用實例：
旋轉電機試驗平臺
測試對象：新能源汽車驅動電機、工業伺服電機、家用電器電機 。
主要特點：測試項目全和面，覆蓋電氣特性、負載性能、溫升等 。
行業應用實例：
新能源汽車：用于模擬路譜加載，評估能效與耐久性（如GB/T 18488標準測試）。
工業伺服：可進行毫秒級動態響應測試，優化關節電機重復精度 。
科研機構：如華中科技大學建成覆蓋5kW-250kW功率、轉速比較高15000rpm的系列化平臺，用于高性能電機研究 。
高等院校：浙江大學擁有價值412.68萬元的永磁牽引電機測試臺，用于電機設計與優化 。
直線電機試驗平臺
測試對象：平板型永磁同步直線電機 。
主要特點：專注于推力、齒槽力、反電勢常數等直線電機和關鍵參數測試 。
行業應用實例：
科研機構：中國科學院寧波材料所提供直線電機測試服務，可測比較大連續推力達14700N，推力測試精度1% 。
仿真與HIL試驗平臺
測試對象：電機控制器、復雜電機驅動系統 。
主要特點：采用功率硬件在環（PHIL）技術，可模擬不同電機類型，實現快速控制原型和系統級測試 。
行業應用實例：
高校/研發：OPAL-RT的OP1630仿真測試臺，可在實驗室環境下高和效、低成本地模擬5kW、15000rpm以內的多種電機運行狀態 。
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針對工業機器人高精度和高靈活性的需求，會提供相應的所需核心零部件，如行星滾柱絲杠、諧波減速器和RV減速器、關節電機、關節控制驅動器等零部件。此外，方案與產品相結合的服務方式是其首選的合作模式。
無人區制造將成行業必然，未來可期
近年來，工業機器人在中小企業的總體基業在——五大行業八大工藝，其中，3C、汽配、醫療、食品、新能源為潛力較大的五大行業。目前的智能制造企業更趨向于為產業賦能，其中，汽車產業是工業機器人重要的支撐行業，相關數據表明，國內61%的工業機器人應用于汽車制造業。
從國內制造業的總體趨勢上看，工業機器人的發展更依賴于爆發性的行業，例如3C行業上機器人的需求。隨著國產手機的愈加強勢，國產車、新能源將是主流發展的必然趨勢。雖然國內部分企業制造業智能基礎尚顯薄弱，但是依據當前工業機器人總體科研成果看，無人區制造局勢已定。多種工業機器人制造業正不斷探索新方向，提升自己的爆發力。
現階段，相比于傳統的工業集成商龐大的智能制造生產體量，某些新興的智能制造服務商會選擇更多的在硬件設備上優化自己的核心競爭力。而在落地方面，難點存在于深耕的行業容量太局限。當前工業制造領域細分行業存在碎片化，對于細分領域的通用型集成案例，自動化服務目前無法達成。例如自動化打魚，在投入和產出不成比例的情況下，不具備商業通用性，因此無法獲取相應的利潤，方案成本上沒有適用合理性。
此外，柔性化的客戶需求是行業發展的又一趨勢。在龐大的設備制造生產線的要求下，企業后臺技術運營大多以機器人研究院、機器人控制系統開發、算法優化、機器人本體設計研發生產、機器人應用事業部（集成方案、自動化規劃）等部分構成。且順應國內產業需求小批量式定制化制作流程，工業機器人制造商會為客戶提供相應的服務模式，例如分布式構架或整體式構架。
展開 機器人日行十萬步卻無需動力源 完美的機械結構讓你開始懷疑人生
這樣，當被動擺動（沒有電機）的雙腿與強大的髖關節電機相連時，彈簧－質點模型就能產生一種極為高效的步態，受到擾動時能夠神奇般地自動復原。
在ATRIAS基礎上，今年2月份Agility Robotics公司（ATRIAS研發團隊中的某些人）又推出了上面這款機器人Cassie。看圖片也知道，相比于人類來說，它更像是一只鴕鳥的兩條腿。但無論如何，圖片中的Cassie才三個月大，關于Cassie的詳細介紹，可以查看我們之前的文章：深度解析|鴕鳥機器人Cassie，如何進化成機器人通用型平臺？最最重要的，Cassie不再僅僅是用作實驗室的研究，它可以走出去用于災害救援，也可以用于貨物運輸。
最后說一個小插曲，ATRIAS的全稱是“assume the robot is a sphere”，意為“假定機器人是一個球體”——這是物理學圈內的一個經典笑話，基本意思是“簡單的才是最好的”。感覺有種站在高地嘲笑那些苦心鉆研各種算法的科研人員的意思。不過我很贊同他們的觀點，正應了中國的一句成語——大繁若簡。
機器人，就是夾雜著各種科學的奇思妙想
作者：海蛟
展開 工業機器人精度測量方案-激光跟蹤儀
運動學誤差主要包含加工誤差、機械公差/裝配誤差、零點誤差、減速器回差、減速比誤差、標定誤差等；動力學誤差主要包含質量/重心、慣性張量、摩擦力、關節柔性、連桿柔性等。
六軸工業機器人系統本質上是一種半閉環的控制結構，系統只能精確控制關節伺服電機位置，而電機位置與機器人末端執行器位姿之間關系通過運動學確定。理論運動學模型與實際模型之間不可避免存在誤差，因此需要通過標定提高機器人的空間絕對位置精度。
GTS激光跟蹤儀+RobotMaster軟件為工業機器人空間絕對位置精度測量標定和性能檢測提供高效可行的解決方案。
標定時，通過機器人的連桿理論長度、各關節旋轉方向、機器人零點狀態、各關節理論減速比這四項參數建立機器人理論運動學模型，讓機器人運行30-50個關節角坐標點位，激光跟蹤儀記錄機器人法蘭盤末端坐標。RobotMaster軟件通過不斷迭代計算，修正機器人運動學模型直至達到最優狀態，將最優運動學模型修正至機器人系統，機器人空間絕對位置精度即可得到一定的提升，標定后空間絕對位置精度相對標定前可提升3~15倍左右。
展開 電機技術干貨：振動原因一網打盡，扁線繞組成新能源工業新寵
</p><p>轉向助力電機（EPS）：高剛度繞組降低振動噪音，提升轉向手感，應用于大眾ID.系列、寶馬iX等車型。</p><p>油泵/水泵電機：小型化設計適配集成式熱管理系統，如特斯拉熱泵系統中的循環泵電機。</p><p><strong style="background-color: rgb(253, 198, 32);">2、工業與商用設備</strong></p><p>1）. 工業驅動電機</p><p>場景：數控機床、機器人關節電機、風機、泵類等大功率工業設備。</p><p>優勢：1）高槽滿率：70%+提升電機出力，滿足重型負載需求，如注塑機驅動電機功率可達100kW以上；2）散熱性好：適合長時間連續運行，如鋼廠軋機電機、礦山輸送機電機。</p><p>2）. 發電設備</p><p>場景：風力發電機、小型柴油發電機組的定子繞組。</p><p>優勢：扁線繞組可減少繞組端部長度，降低發電機銅損，提升發電效率，如1.5MW以上風電發電機采用扁線技術后效率提升0.5%-1%。</p><p><strong style="background-color: rgb(253, 198, 32);">3、消費電子與家電</strong></p><p>1）. 高端家電電機</p><p>場景：滾筒洗衣機直驅電機、變頻空調壓縮機電機、吸塵器無刷電機等。</p><p>優勢：1）低噪音特性：適配家用場景，如扁線電機驅動的洗衣機噪音可降低5-10dB；2）高效節能：符合家電能效標準，如一級能效空調壓縮機采用扁線技術后能耗降低10%。</p><p>2）. 移動設備與工具</p><p>場景：電動工具（如電鉆、電鋸）、無人機驅動電機、平衡車電機等。</p><p>優勢：輕量化與高功率密度結合，提升設備續航和動力，如扁線電機驅動的無人機續航時間延長10%-15%。
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CyberOne支持多大21個自由度，并能實現各自由度0.5毫秒級別的實時響應，模擬人的各項動作，機身內置了多個電機，還有更多的機身自由度、復雜的人形雙足控制算法，這些都是小米自研。
雷軍發布會也驕傲的表示，CyberOne背后的智能、機械能力，全部由小米機器人實驗室全棧自研完成，背后軟硬件/算法的開發工作巨大，所以含金量也是相當的高。
對于消費者來說，這款產品可能感知不大，但是對有小米而言，這是一款極具創新的產品，這也難怪雷軍會自豪的表示，CyberOne以人工智能為內核，標準人形為載體，是小米對未來科技生態的一次探索，也是小米多元融合技術體系的新成果。
CyberOne搭載了自研MiAl環境語意識別引擎和MiAl語音情緒識別引l擎，能夠實現85種環境音識別和6大類45種人類情緒識別，甚至“能夠像個老朋友一樣在你失落時給你一個擁抱”，以上所有的能力均集成在CyberOne的大腦中，并且配合曲面OLED顯示模組，進行交互信息實時顯示。
CyberOne是小米打造一個“連接人與萬物”科技生態的探索過程，也是現階段機械/AI等技術的綜合展示，這也是為什么馬斯克表示特斯拉也要做這款產品的原因，甚至表態這是科技產品的未來。
最后特別要說的一點是，機器人除了算法和感知能力重要外，機身的關鍵同樣重要，這背后就是電機的設計，小米表示自研了一枚重量僅500克，額定輸出扭矩達30nm的電機，保證上肢靈活性。
CyberOne的髖關節主要電機瞬時峰值扭矩可達300nm，配合自研的人形雙足控制算法，行走姿態更加平穩。其他方面，CyberOne支持單手握持1.5公斤重物、反向拖動上肢復現運動等功能。
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小米發布仿生四足機器人“鐵蛋”！解讀背后的建模和仿真技術
在相同的關節輸出力矩的情況下，腿的質量/轉動慣量越小，則被控響應速度越快。機器人在從高處下落這種情況時，腿著地瞬間，關節速度瞬間突變。如機器人腿的轉動慣量過大，將會給腿連桿產生較大的沖擊力矩，而損壞腿或足。尤其是如果采用較高減速比的減速器來驅動關節，那么電機轉子本身的轉動慣量等效到腿關節上后將會很大，使得在關節速度突變這種情況下，很容易損壞減速器。
為獲得更好的運動效果，可采用五次多項式軌跡進行足端軌跡規劃，并在機器人行走前對 4 條腿的初始位置進行調整，使得在行走過程中，重心相對于支撐腳連線的運動盡量保證前后對稱，提高行走過程中機身穩定。
最后，根據仿真結果對設計方案進行優化，提高機器人結構的合理性。
理論就說到這了，如果想親自體驗一番的話，可以掃碼領取北鯤云2000核時免費體驗券在北鯤云超算平臺進行仿真模擬計算。
北鯤云一站式云超算平臺集成了Adams、ANSYS Workbench、Gaussian、GROMACS等多款設計與仿真軟件，解決軟件安裝繁瑣等困擾；基于公有云模式可提供近無限的算力資源，并支持前后處理可視化、仿真并行化、應用交互化等功能，可滿足您對機器人模擬及仿真計算的需求。
展開 ABB史上最大機器人攜25%速度優勢隆重上市
IRB 8700占地節省，配重優化，采用平行連桿機構與剛性轉軸，并減少驅動電機數量，具有慣量小而速度快的優勢。”
IRB 8700將ABB各項功能及專門技術盡數囊括并融于一體。其每個關節均采用單電機加單減速器設計，比大部分同級別產品的雙電機和/或雙減速器設計更加簡約。此外，IRB 8700不使用氣體彈簧，僅依賴可靠的配重和機械彈簧實現平衡。采用以上設計的IRB 8700具有零件數量少、節拍時間短、操作精度高等優勢。
IRB 8700提供兩種型號：一種工作范圍為4.2 m，有效負載550 kg（手腕垂直向下時為620 kg，配套LeanID時為475 kg）；另一種工作范圍為3.5 m，有效負載800 kg（手腕垂直向下時為1000 kg，配套LeanID時為630 kg）。兩種型號的轉動慣量均高達725 kgm2。
ABB機器人部是全球領先的工業機器人供應商，并向焊接、搬運、裝配、涂裝、精加工、拾料、包裝、碼垛、上下料等作業環節提供機器人軟件、外設、模塊化制造單元及相關服務。主要市場涵蓋汽車、塑料、金屬加工、鑄造、電子、機加工、制藥、食品飲料等行業。ABB注重解決方案的開發，致力于提高制造企業的生產效率、產品質量及員工的人身安全。ABB機器人的全球裝機量已超過300,000臺。
所有ABB機器人產品均由ABB機器人部遍布全球53個國家的100多個銷售服務網點提供全方位技術支持。
ABB位列全球500強，是電力和自動化技術領域的領導企業。ABB致力于幫助電力、工業、交通和基礎設施等領域客戶提高業績，同時降低對環境的影響。ABB集團業務遍布全球近100個國家，擁有14萬名員工。ABB在中國擁有研發、制造、銷售和工程服務等全方位的業務活動，員工1.9萬名，擁有39家本地企業和遍布全國126個城市的銷售與服務網絡。
展開 基于comsol的混沌擺仿真 ￥460
</p><p> 因此，為了加快戲劇性的混沌現象，現實產品會在主關節處增加一個電機，由電池驅動在固定的時間間隔時給與隨機扭矩激勵。</p><p> 同樣，仿真的模型也參考實物處理，可以分析不同時間間隔的隨機激勵帶來的影響。</p><p><br></p><p>同一模型同一設置，兩次求解后產生的混沌擺動動圖。<br></p><p> <br></p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202012/1e6dd395046c4ed9bfd221d8efc7d231.gif" title="Untitled.gif" alt="Untitled.gif" style="max-width: 760px; width: 545px; height: 382px;" width="545" height="382" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202012/1e6dd395046c4ed9bfd221d8efc7d231.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202012/1e6dd395046c4ed9bfd221d8efc7d231.gif?
展開 這是我看過最全的工業機器人基礎知識介紹
然后進行運動學、動力學和插補運算，最后得出機器人各個關節的協調運動參數。 這些參數經過通信線路輸出到伺服控制級，作為各個關節伺服控制系統的給定信號。 關節上的伺服驅動器將此信號D/A轉換后驅動各個關節產生協調運動。
傳感器將各個關節的運動輸出信號反饋回伺服控制級計算機形成局部閉環控制，達到精確的控制機器人在空間的運動。
2）基于PLC的運動控制 兩種控制方式：
①利用PLC的輸出端口使用脈沖指令來產生脈沖驅動電機，同時使用通用I/O或者計數零部件來實現伺服電機的閉環位置控制
②使用PLC外部擴展的位置控制模塊來實現電機的閉環位置控制，這種方式主要是以發高速脈沖控制，屬于位置控制方式，位置控制一般都是點到點的位置控制方式較多。
機器人重要參數
本文重點介紹工業機器人技術參數，圖文描述非常詳細，希望能對大家帶來幫助！！
機器人的技術參數反映了機器人可勝任的工作、具有的最高操作性能等情況，是設計、應用機器人必須考慮的問題。機器人的主要技術參數有自由度、分辨率、工作空間、工作速度、工作載荷等。
1、自由度
是指機器人具有的獨立運動的坐標軸數量。
機器人的自由度是指確定機器人手部在空間的位置和姿態時所需要的獨立運動參數的數量。 機器人的自由度數一般等于關節數量。
常見機器人自由度數一般有5～6個。有些機器人還附帶有外部軸。
2、關節（Joint）
即運動副，允許機器人手臂各零件之間發生相對運動的機構。
3、工作范圍
工業機器人手臂或手部安裝點所能達到的所有空間范圍。
其形狀取決于機器人的自由度數和各運動關節的類型與配置。 機器人的工作范圍一般有：圖解法和解析法這兩種方法表示。
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