为什么谐波一体化电机模组是外骨骼机器人的最佳选择?

2025/07/17

什么是外骨骼机器人?


外骨骼机器人通常集成谐波减速电机、传感器以及其他组件,这些组件融合了感知、控制、信息处理、数据融合和移动计算技术。这些系统将人体的感知和运动功能与机器人动力传输和控制系统同步,用于增强身体能力或提供医疗康复。作为一项前沿的颠覆性技术,外骨骼在军事和医疗应用中都具有重要的战略意义。谐波减速机所提供的高扭矩密度和精密控制,使其成为外骨骼机器人的首选方案。



Wearable Robots


为什么外骨骼机器人需要谐波减速机


外骨骼机器人属于可穿戴机器人类别。鉴于用户与外骨骼之间存在紧密的物理交互,这些设备必须具备符合人体工学的设计、轻量化结构,以及在不造成动作限制或阻力的情况下与穿戴者同步运动的能力。谐波减速机通过以下特性满足外骨骼的传动需求:


  • 高扭矩输出

  • 卓越的精度

  • 紧凑的外形尺寸

  • 低运行噪音

  • 零背隙

  • 抗冲击性


harmonic drive picture


这些特性使谐波减速机成为高性能外骨骼设计的最佳选择。



外骨骼机器人的分类


外骨骼机器人主要分为:


  • 医疗康复外骨骼

  • 工业增强外骨骼

  • 军事动力外骨骼

  • 柔性可穿戴设备


每种类型对谐波减速机都有不同要求。



类型

典型应用

谐波减速机要求

医疗康复

脊髓损伤辅助(如 ReWalk)

±0.1°重复精度,<50dB噪音

工业增强

物料搬运(如 Sarcos Guardian)

>100Nm扭矩,IP65防护

军事动力

负重行军(如 HULC)

-20℃~60℃运行,高功率密度

柔性可穿戴

手部康复(如 Hand of Hope)

<40mm直径,<300g重量


谐波减速机在外骨骼中的应用
鸿磐 通过从原型设计到测试的整个开发阶段提供定制化解决方案。典型应用包括:


1,下肢外骨骼

膝关节驱动:谐波减速机与无刷电机配合,将高速/低扭矩输入转换为低速/高扭矩输出,以辅助行走和爬楼梯。



2,上肢外骨骼

肩/肘关节:鸿磐 的 SHD 系列轻量化减速机可在工业搬运作业中最大限度减轻肌肉负担。



3,柔性可穿戴系统

将谐波减速机与串联弹性执行器(SEA)结合的集成设计,可实现柔顺运动控制(例如哈佛大学的软体外骨骼)。



未来发展趋势

机电一体化关节模组将通过标准化降低研发成本

像 鸿磐 这样的中国制造商正通过以下优势成为市场领导者:

  • 更优的性价比

  • 更短的交付周期

  • 可与日本媲美的质量标准



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