国产仿人机器人关节伺服系统的挑战与发展方向

本文主要探讨了人形机器人多关节的电机伺服控制系统的关键技术和挑战，特别关注了中国机器人和伺服电机产业的发展现状。在最近的上海国际机器人展示会上，国产机器人与伺服电机的表现相较于进口产品存在明显差距，其中精密伺服电机减速箱技术是制约国产机器人性能提升的重要因素。日本公司在编码器技术上占据优势，如增量编码器安装在电机尾部，能够提供高精度速度信号和快速响应，但对于绝对值编码器的需求，由于其高分辨率和快速信号输出的要求，国产化面临困难。 作者指出，尽管国产厂家承认在核心技术上有所欠缺，但日本公司如尼康也意识到仅在伺服电机高速端使用增量编码器的局限性，开始探索在低速端增加绝对值编码器以提高精度，这种方法能减轻对减速箱精密度的依赖。然而，这需要重新设计机械结构和电气接口，反映出国内在创新和机械设计优化方面的不足。 文章重点关注的是仿人机器人关节电机伺服系统的选型和设计，提到了永磁同步电机作为常用驱动类型。过去十年，仿人机器人技术发展迅速，尤其是日本本田公司的ASIMO项目引领了这一领域。未来，国产仿人机器人关节电机伺服系统的发展方向将强调自主知识产权的突破，包括研发高性能的绝对值编码器、改进减速箱设计以及优化整体系统集成，以提高机械输出精度并缩小与国际先进水平的差距。 关键词：电机伺服系统、仿人机器人、伺服电机、永磁同步电机、电气传动、精密减速箱、绝对值编码器、创新设计。文章强调了国产机器人产业需要摆脱对外国技术的过度依赖，通过自主研发和技术创新来推动整个行业的进步。