鸿磐HAG 谐波机器人执行器单元（带扭矩传感器）综合指南

本文全面概述了带扭矩传感器的 鸿磐HAG 谐波减速机机器人执行器单元，包括其功能、优点、缺点及应用价值。

什么是带扭矩传感器的谐波减速机机器人执行器单元？

标准的谐波减速机机器人执行器单元通常集成：谐波减速机、无框力矩电机、制动器、编码器、驱动单元

鸿磐HAG 谐波减速机机器人执行器在标准配置基础上进一步集成了内置扭矩传感器，实现高精度力感知和先进的力控制能力。

带扭矩传感器的谐波减速机机器人执行器单元具备哪些功能？

实时输出扭矩检测

该执行器直接测量关节实际输出扭矩，而不是通过电机电流计算来估算扭矩。这可实现：

• 更高的测量精度

• 更快的响应速度

• 实时反映负载、外力和接触力

• 高精度柔顺力控制

集成扭矩传感器支持：

• 阻抗控制

• 柔顺控制

• 零力拖动示教

• 重力补偿

当机器人遇到障碍物或发生外部接触时，该执行器可灵活让步，而不是刚性顶撞目标物体。这使其非常适用于人形机器人和协作机器人。

• 碰撞检测与安全防护

• 系统持续监测扭矩突变，并可快速检测：

• 碰撞

• 干涉

• 卡滞

• 过载工况

结合 STO（安全扭矩关断）、降速或反向退让功能，该执行器形成双层安全防护系统，可弥补纯位置控制的局限性。

负载监测与过载保护

该执行器持续监测：

• 额定扭矩

• 峰值扭矩

• 冲击载荷

• 这有助于保护：

• 谐波减速机

• 轴承

• 电机

传动结构

同时降低长期过载或冲击载荷导致齿轮齿断裂、变形和机械损坏的风险。

高精度扭矩闭环控制

该执行器非常适用于需要恒力输出的应用，包括：

• 精密装配

• 连接器插拔

• 抛光

• 表面贴合

系统不再仅依赖刚性位置控制，而是以力作为闭环控制目标，从而显著提高作业精度和生产良率。

带扭矩传感器的谐波减速机机器人执行器单元的优点

原生力控制，响应速度快

通过直接测量关节输出扭矩，该执行器支持毫秒级阻抗控制和力控制，可实现高度灵敏、柔顺的交互。

紧凑轻量的结构

一体化扭矩传感器设计不会增加轴向长度，提高了载荷/重量比，适用于人形机器人对紧凑空间的要求。

高刚性与更好的动态性能

由于扭矩传感器内置于内部，不会因外部传感器而造成额外刚性损失或增加转动惯量，从而带来更优的动态性能。

集成化安全与力控方案

该执行器将以下功能集成于一个紧凑模块中：

• 驱动

• 传动

• 感知

• 控制

• 安全功能

从而简化整体机器人设计并缩短研发周期。

协作安全与柔顺交互

STO 可确保碰撞安全，而扭矩传感器可实现柔顺接触与力控运行，因此该执行器非常适用于协作机器人和人形机器人。

优化空间与重量效率

通过取消外部力传感器和独立安全模块，该执行器可实现：

• 最小轴向尺寸

• 更低的整体重量

• 更高的运动效率

• 更好的电池续航

带扭矩传感器的谐波减速机机器人执行器单元的缺点

成本显著更高

高精度应变片和信号调理电路会增加制造成本，校准设备也很昂贵。

制造工艺复杂

一体化结构要求极高的装配精度，因此量产周期更长。

维护困难

如果扭矩传感器发生故障，可能需要拆卸谐波减速机或电机，从而导致更长的维护周期和更高的维修成本。

整体系统成本更高

STO 与集成扭矩感知的组合会提高模块成本，限制其在低端或成本敏感型应用中的采用。

维护和售后成本更高

故障诊断更复杂，通常需要专用设备和技术经验，从而增加售后服务成本。

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