Elbow design

----手肘设计----

轻量化 灵活性

手臂设计在确保刚度的同时,实现了轻量化和灵活性,为机器人行业提供了新的解决方案
  • 重量与重心与人手臂相似:重心位于上臂靠近肩膀的40%处。
    定滑轮组减速机构:关节刚度提升n平方倍。
    滚动关节创新:对称拉线分布,简化线绳结构,提高效率。

  • 构型对比: 图(a) - 传统机械手:关节刚度高,但重量分布关节处转动惯量大。
    图(b) - 肌腱手臂:质量集中肩部转动惯量小,但线绳弹性影响刚度。
    图(c) - 本项目构型:刚度和质量分布的优化折衷。

  • 手部设计创新: 7自由度高灵活性。
    电机布局优化:四个电机肩部安装,降低转动惯量。
    独特减速机构:拉力绳驱作为减速器和拉力放大器,保障关节刚性,减轻重量惯性。

Wrist design

----手腕设计----

设计亮点

手腕设计通过创新的结构和传动机制,实现了高度灵活的运动能力,为机器人的操作提供了精准和流畅的手腕动作
  • 3自由度灵活手腕
    前后/左右弯曲:两个半圆球接触结构,实现2自由度运动。
    中心旋转自由度:第三个自由度,实现手腕的全方位旋转。

  • 质量(大臂/小臂/手腕): 2.4kg/0.7kg/0.35kg
    减速比: 120 / 88 / 50
    最大转矩: 70NM/ 50NM/ 12NM
    刚度rad: 2420NM 1440NM 600NM

  • 中间旋转轴:驱动手腕的中心旋转自由度。
    万向节连接:两侧连接小臂与手掌,确保运动的灵活性。
    大范围运动:手腕弯曲可达±90度,旋转可达360度。
    拉力放大:拉绳设计,拉力放大4倍。

Foot design

----足部设计----

线绳驱动的3自由度脚踝

实现了脚踝的高效、灵活运动,为机器人提供了稳定的行走基础和广泛的应用潜力
  • 创新驱动方式:
    采用线绳驱动,实现脚踝的灵活运动。

  • 自由度: 2+1
    质量: 0.5kg脚掌+1.7公斤脚踝
    运动范围: [-30, 30], [-20, 70]
    最大转矩: 152Nm, 220Nm

  • 运动自由度:
    左右侧倾、前后摆动、前脚掌弯曲。

Leg design

----腿部设计----

电机: 4个
膝盖转矩: 220Nm
脚踝转矩: 112Nm, 50Nm
脚趾转矩: 50Nm
膝盖转速: 100rpm
脚踝转速: 120rpm 200rpm
脚趾转速: 100rpm
高度: 0.785m
重量: 8.1kg
大腿质量: 3.94kg(4电机)
小腿质量: 3.11kg
脚踝质量: 1.1kg

Whole machine design

----整机设计----

Wire-Driven Humanoid Robot

身高: 1.65m
质量: 55kg
身体自由度: 31 自由度
电池容量: 20AH
视觉 激光雷达: + 深度视觉
运动: 行走+斜坡+上下楼梯+跳起
续航: 至少3小时