模块化低功耗机器人

任务能耗降近三成

通过重力补偿机制显著降低关节驱动扭矩，实现模块化设计与能量效率的协同优化。

陶广宏 · Zhengxing, Cao · Nie, Fuxiang

Mechatronics 2026

参数信息

俯仰模块能耗降低

83 %

偏航模块能耗降低

82 %

总能耗降低

27.7 %

俯仰运动范围（代表性案例）

±40 °

偏航角度

±180 °

技术优势

能耗大降

通过集成重力补偿单元抵消机械臂自重产生的力矩，显著减小关节驱动扭矩，从而大幅降低关节模块能耗。

适应多变负载

通过精确调节内部几何安装参数，重力补偿机构可提供可调的补偿范围，以应对不同模块组合产生的变化重力矩，适应多样化负载条件。

扩大工作空间

偏航关节模块基于行星齿轮系设计，实现±180°的偏航角度，有效扩展了机器人的工作空间。

应用场景

• 工业自动化：模块化关节可灵活集成，降低产线机器人能耗，提升连续作业时间。
• 物料搬运机器人：重力补偿降低搬运任务总能耗27.7%，适合长时间物料搬运。
• 节能机电系统：重力补偿设计显著降低关节能耗，为节能机电系统提供新方案。