高精度人形机器人控制应选择哪种机器人关节模组？

2026年，在与数十家人形机器人制造商进行技术交流后，有一点对我来说愈发清晰：许多企业并非只是在开发能够行走或完成基本动作的人形机器人，而是在追求更具雄心的目标——打造能够执行精细、实用任务，并在日常生活和工业环境中真正帮助人们的人形机器人。

大家好，我是 HONPINE 技术总监 Theodore Li。

今天，我想介绍一款面向不止于运动的人形机器人的谐波关节模组。对于需要执行现实任务、实现精准定位、精确力控制和稳定运动的机器人，我想向大家推荐 HONPINEHAG 谐波关节模组。

HONPINE HAG 谐波关节模组的五大优势

1. 高定位精度与出色的转矩控制能力

实现类人精准动作的基础

人形机器人需要执行装配、物体操作、抓取和行走等复杂任务。这些应用对关节定位精度和运动控制提出了极高要求。

HONPINEHAG 谐波关节模组具备多项功能，可支持高精度运动控制：

双绝对值编码器：所有型号均配备 20 位单圈绝对值编码器（每转 1,048,576 个计数）和 12 位多圈绝对值编码器，并支持 BiSS-C 通信协议。

高定位精度：单向定位精度可达 ≤45 arcsec，重复定位精度为 ≤10 arcsec。这些指标有助于人形机器人在复杂操作中实现精细的运动调整和更稳定的定位。

可选转矩传感器：根据产品规格，HAG 系列支持选配集成式转矩传感器（T 后缀），测量范围覆盖 25 N·m 至 500 N·m，非线性度低至 0.5%。

这使基于转矩的控制策略成为可能，例如柔顺交互、力反馈和碰撞检测。这些功能对于实现更安全的人机协作和精细操作任务至关重要。

高扭转刚度：较大型号（如 HAG-40）的扭转刚度最高可达 18.6 × 10⁴ N·m/rad。高扭转刚度有助于减少负载下的变形、抑制不必要的振动，并保持运动稳定性和末端执行器定位精度。

2. 高转矩密度与强大的过载能力

满足人形机器人的高功率需求

髋关节和膝关节需要提供足够的转矩，以支持跳跃、爬楼梯、起身和跌倒后恢复等高要求动作。同时，人形机器人安装空间和电池容量有限，因此转矩密度和整体重量是至关重要的设计考量因素。

HONPINE HAG 系列提供广泛的转矩范围，可满足不同关节的需求。

宽广的转矩范围：从峰值转矩范围为 11.4 至 18 N·m 的 HAG-11，到峰值转矩最高可达 800 N·m、额定转矩为 557 N·m 的 HAG-40，HAG 系列适用于多种人形机器人关节应用。

根据机器人的机械设计和负载要求，较小型号可用于腕部和手臂关节等应用，较大型号则适用于肩部、髋部和膝部等负载较高的关节。

强大的短时过载能力：人形机器人在动态运动中经常会遇到瞬时高负载工况。例如，HAG-25 的额定转矩范围为 48–115 N·m，峰值转矩范围为 86–203 N·m。

额外的短时转矩能力有助于支持跳跃、快速加速和跌倒后恢复等高要求动作。

3. 紧凑轻量化设计与中空走线结构

针对人形机器人有限的内部空间进行优化

人形机器人的内部布局受到严格限制。每个部件都必须经过精心布置，而额外重量会直接影响电池续航、动态性能和整体能效。

通过集成式架构和中空设计，HAG 谐波关节模组应对了这些挑战。

中空走线：HAG 系列采用中心通孔设计，便于内部走线。例如，HAG-20 的中心孔径为 Φ16.8 mm，HAG-40 则提供 Φ28 mm 的通孔。

电源线、通信线及其他必要线缆可穿过关节中心，有助于简化内部线缆管理，并减少外部走线造成的干扰、弯折和磨损。

轻量化、高集成度结构：HAG 将无框转矩电机、谐波减速器、驱动器板和可选电磁制动器集成于紧凑的关节组件中。

以 HAG-20 为例，安装制动器后的总重量仅为 1.63 kg。这种紧凑结构适用于安装空间和重量均受严格限制的人形机器人设计。

4. 出色的动态响应能力与通信兼容性

支持灵敏运动响应与系统无缝集成

人形机器人必须根据不断变化的指令、外力和环境条件持续调整关节动作，因此需要采用运动响应灵敏、通信接口可靠的关节模组。

高速运行：HAG-14 等较小型号的最高转速可达 98 rpm，可支持行走和手臂快速运动等需要相对快速关节动作的应用。

工业通信协议：HAG 系列支持 CANopen 和 EtherCAT 通信协议，便于将关节模组集成到不同的机器人控制架构中。

内置 STO 安全功能：HAG 还集成了安全转矩关闭（STO）功能。在适当的安全控制系统触发后，STO 会停止电机产生转矩，有助于降低紧急情况和系统故障时的风险。

需要注意的是，STO 不提供机械制动，也不会机械锁定关节。对于断电后仍需保持位置的应用，还应考虑选配电磁制动器。

5. 高结构刚度与可靠的机械设计

在严苛的运行条件下保持关节稳定性

人形机器人在行走、站立、抬举和其他动态运动过程中，关节会承受复杂的作用力。关节模组除了传递转矩，还必须承受外部弯矩并保持结构稳定性。

高倾覆刚度：较大型 HAG 型号具有较高的倾覆刚度。例如，HAG-40 的倾覆刚度可达 175 × 10⁴ N·m/rad，有助于关节承受机器人运动和外部负载产生的弯矩。

这对于髋关节和膝关节等承重关节尤为重要，因为结构变形可能影响机器人的运动精度和稳定性。

可选电磁制动器：HAG 系列提供可选制动器配置。对于需要在电机不主动驱动时保持站立姿态或关节位置的人形机器人，电磁制动器可提供额外的机械保持能力。

对于断电或空闲期间保持关节位置是重要设计要求的应用，这一功能尤其有价值。

HONPINE HAG 谐波关节模组适合您的机器人吗？

如果贵公司正在开发用于执行实际任务，而非仅展示基本动作的人形机器人，就值得认真考虑关节模组的选择。

定位精度、转矩控制、过载能力、结构刚度、动态响应和系统集成都会影响机器人可靠执行复杂任务的能力。

HONPINEHAG 谐波关节模组将谐波减速器、无框转矩电机、集成式驱动电子装置、绝对值编码器以及可选转矩传感和制动功能整合于紧凑的关节解决方案中。

如果您正在开发需要高精度运动控制和可靠关节性能的人形机器人，请联系 HONPINE 索取HAG 谐波关节模组数据表，并与我们的工程团队讨论您的应用需求。