执行器与腿部设计台

整机需求 -> 电机 -> 减速方案 -> 齿轮 -> 包络;腿部机构 -> 连杆实体 -> 弹性储能,全程可回溯

齿轮箱录入已有的箱:填表导入即校核

电机与输出锚一个数,其余全部是结果

rpm
为什么只能锚一个数 电机定了,就只剩速比一个自由度,一个数刚好把它用完。再给第二个数就得靠换电机去满足 —— 那是反向问题,它自己有一页。所以另外两个数在这里是结果, 要对它们提要求请写到下面的"验收下限",那是筛选条件,不是目标。
锚定的那一项自动置灰(它已经被钉住)。留空 = 不判这一项。 下限走上面"工况与余量"的倍数,与反向模式同一套口径。
为什么要留这一格 锚点通常是"大约 150 rpm",齿数却只能是整数。用 3% 的转速换掉一个模数档或一个惰轮, 是这一页性价比最高的一次操作。微调后达成值会实时重算并写在右栏, 锚点本身永远不动,所以你随时看得见自己让了多少。
配比怎么算、为什么不是乘出来的 你给的是比例不是乘积:把末级拖小,总速比应该待在原处。所以形状按你给的保留, 在对数空间里整体平移到乘积等于总速比 —— 动一级,各级等量分担, 而不是把误差全倒给末级(末级模数正是整个包络之争的焦点)。 撞到单级上下限(2.2 ~ 5)的那一级会被钉住并标出来,余量由其它级分摊。

设计目标

工况与工艺

滑杆是对数刻度(跨三个数量级,线性刻度低端调不动)。
默认 2.5×(伺服选型手册常见带 2~3×)。
为什么是 2.5,什么时候该改 腿式机器人真正决定"推不推得动"的是堵转:支撑相、落地冲击、卡住脱困都发生在接近堵转处。 maxon / Faulhaber 的选型手册给伺服 2~3×,ANYmal 与 MIT Mini Cheetah 公布的峰值/额定在 2.4~3.0。 1.0 = 不额外要求(纯分度驱动才对);超过 3 的冲击载荷别用倍数表达,直接切到"按堵转"输入绝对值 —— 过了 3 倍两端就不再成比例。
留空 = 按电机直径 ×1.3 推定;填腿部实际留给齿轮箱的直径。
为什么这一格决定能不能用小电机 齿轮承载按包络直径三次方走。空间由腿决定、不由电机罐决定:填了真实包络,工具才可能把 Φ18 电机配上 Φ30 齿轮组,而不是被迫换大电机。现役模块就是 Φ12 电机挂 Φ13.3 齿轮簇。

留空时的 ×1.3 是对腿的猜测,不是腿提的要求,所以拿它判"设计不成立"是工具自己 发明了一条约束。默认开着自动放宽:只在确实是包络卡住时按 1.25/1.5/1.75/2.0 逐档抬,取第一档 成立的,并在方案卡与导出件里写明放宽到了 Φ 多少 —— 箱子真的变大了,这件事不许沉默。 一旦你填了具体数字,它就是硬约束,自动放宽不再生效。

默认 0 = 取窗口下限,即每台电机自己的最优点;上限已被承载饱和点截断。
为什么默认贴着下限 扭矩一达标,再加速比只会让级数、成本、回差、折算惯量单调变差。0 还是唯一公平的比较口径—— 所有候选都交付同一个扭矩,质量成本才可比。要扭矩余量请去"安全余量"里写成数字,别靠滑杆偷。
自动推荐按行业次序升档:能用直齿就用直齿,装不下才上行星末级。
行星级不是"更好的齿轮" 它是一次买三四个齿轮 + 行星架 + 销 + 轴承来分摊扭矩,直齿够用时它只加成本。 直齿在包络内做不到才上行星末级,再不行才全行星。选中方案里到底有没有行星,看下面的架构徽章和图。
中间轴上的"上一级大轮 + 下一级小齿"是一个零件:大轮坐在小齿延伸出来的承座上、端面贴合。 这一格只选那道接缝怎么合上,不重排电机榜。
扭矩根本不进轴,所以这道缝是唯一的扭矩路径 先把力路说清:上一级大轮的齿受力 → 承座 → 下一级小齿的齿,全程在同一个零件内部, 轴只把这个零件托住。所以中间轴的截面按纯弯曲定径(扭矩项取 0), 而两齿之间那道缝要独自扛下整站扭矩。三条做法:
1) 一根坯上直接滚出两组齿——本尺寸段做不出来:滚刀是直径 25 mm 的圆柱, 要在紧邻大轮的地方切到小齿齿宽末端,需要 sqrt(2·r·δ) 的轴向让刀,算出来接近 19 mm, 比整台齿轮包还长。不是贵,是几何上进不去。所以"双联体"只能做成两片合一件。
2) 过盈压装——摩擦是唯一扭矩路径,而承座直径就在 Φ2~Φ5 这一段: ISO 286 的过盈字母档在这里给不出保证过盈(H7/r6 在 Φ1~3 最小 0 μm), 得靠"直接给孔带 + 固持胶"凑。
3) 激光环焊(默认)——大轮定心落到承座上、端面贴合,然后在孔口整圈环焊: 配合只管同心,焊缝只管传扭,两件事两个特征,谁也不替谁干活。
端面贴合还顺手省掉轴向尺寸:两齿之间不再留空气间隙(原来那段"颈"归零), 省下的长度直接从齿轮包总长里扣掉。
代价有两笔,都已经进账本:焊道收缩把大轮端面拉歪(b·TIR/d), 以及承座止推端面本身的垂直度(压装档也照付)。它们与轴弯曲、支承间隙花同一份 齿向预算——看下面的齿向错位账本。
只对多级行星有意义:一次镗孔换同心度,还是每级一个孔换直径自由度。
两种做法各自的代价 共用一圈 = 各级同模数同内齿圈齿数,内齿圈是一个零件(或壳体本体),一次镗孔一次插齿, 级间同心度是同一个面而不是两个面去对齐——这正是"跌落时内部齿轮在杠杆下倾斜"那类故障的工艺根因。 各级速比仍能不同,靠改太阳轮齿数(z_p=(z_R-z_S)/2 跟着变)。代价是直径自由度:末级不能比 输入级用更大的圈,而共用圈的直径被输入级行星销的 PV 卡住, 所以承载比"各级自选"低一档,速比也只能落在单圈的离散档位上(实测最差 2%)。 各级自选把这两样换回来,代价是壳体要几个不同直径的镗孔、级间同心度落到装配公差链上。 徽章下面会写清这台到底几个镗孔。
这一档买的是精度,不是分贝:本工具不给 dB 预测值。
为什么不给 dB 文献里唯一的几何法预测(Kato/Masuda 1986,KISSsoft 用的那条)作者自评 ±5 dB,可查到的转写彼此矛盾; VDI 2159 是按功率回归的实测带,答不了"一级精度值多少";AGMA 6025 只是测量方法。 所以档位翻译成三条约束:精度上限重合度下限是硬的(写在图纸上,达不到就不出这个方案), 节线速度上限只作提示(v=πdn/60 由工况点决定,图纸承载不了它)。 可引用的敏感度只有一条:每粗一级约 +2.5 dB。量级参照 Neugart PLE 样本 58~70 dB(A)。
超预算时按"对输出端贡献最大"的顺序逐级提精度;算的是啮合项预算,不能直接写进规格书。
为什么是末级更精,而不是少一级 每一级的回差在传到输出时被它下游所有速比除掉一次,所以末级才是杠杆。提到最精仍够不着, 会明说这一档得靠配对选装或消隙结构,不是精度能买到的。预算不含行星架/轴承/花键间隙, 也不含行星载荷分担的平均,所以用途是比设计。
为什么这一格和"提一级精度"是同一件事 回差 = 齿厚公差带 + 2·Δa·sin α_w。第二项就是这一格:在本箱尺度上它和整条齿厚带同量级, 所以收紧壳体和提高齿轮精度买的是同一个回差,只是价钱不同(前者是壳体加价,后者是工序加价)。 它还有一个齿轮精度买不到的作用:中心距往负偏会吃掉最小背隙,吃光就是冷态预压、一升温抱死—— 这条只有壳体能救。未指定 = 落进未注公差(GB/T 1804-f 在 6~30 mm 段是 ±100 μm), 那不是"差一点",是回差翻倍。
锁死 = 钉在现图纸 40Cr 调质;阶梯 = 沿"剃齿→喷丸→珩齿→磨齿→渗碳"爬到够用的第一档。只改齿轮承载,不改电机。
机器人实际跑的母线电压。它不改排名,只改驱动器要出多少安。
为什么改电压不改扭矩 重绕在 km 不变下把 Kt 正比于匝数、R 正比于匝数平方一起缩放, 转矩-转速曲线完全不动。目录电压与它不同的机型即为"需重绕",匝数比超过 2 倍会给出警告 (槽满率、绝缘等级、端子电流密度已经不能只当换线径处理)。同扭矩下电流降低, 铜损按平方降——这也是升压能降温的全部原理。
同一颗电机,两个电压,为什么温升不一样 重绕:匝数随电压比缩放,Kt 与 R 同步变,转矩-转速角点一点不动; 同扭矩下电流按 1/V 降、铜损按 1/V² 降 —— 这是升压能降温的全部原理, 但降的是"驱动器要出多少安",电机自己的连续扭矩天花板没变。 沿用现有绕组:空载转速与堵转扭矩按 V 线性抬,峰值机械功率按 V² 抬, 可连续扭矩一点不涨(它由罐子散热决定,不由电池决定)。 所以同一颗样机换到高压包上,能更快、瞬时更猛,但你把它按新的堵转扭矩去长期使用, 绕组就会过温 —— 右栏温度卡算的正是这件事。
跳跃高度的真实天花板,常比电机本身更紧。它是限幅不是筛子:不剔除机型,只削跳跃数。
为什么不拿它当筛子 蹬地积分会向绕组要轨迹需要的电流,小电调直接给不出来,于是高度被削。 按堵转电流筛会把强力外转子整类误删——Φ23 外转子堵转近 38 A,干这活只要 10 A 左右。 堵转电流仍要报,因为那是过流保护要扛住的数,不是工作电流。
默认只看有刷空心杯(现役方案 + 驱动器差价 3 元 vs 18 元)。想看无刷切到"全部"。

工况与余量需求与余量分开存,随时撤得回去

这里改的是要求,不是电机;原始计算永不被覆盖。
为什么余量要单独存 把余量藏进上面的目标值里,是三周后没人说得清 1.0 N·m 是需求还是需求 ×1.25 的唯一原因。 采纳后右边会并排给出加余量前后的差别。

排序权重默认按机器人量产立场,可换档可微调

每个目标在可行集内做 min-max 归一,再按权重加权求和。权重全相等时不预设立场;把某项拉到 0 就是"不在乎它"。

选型建议

齿轮箱录入结果缺项不拦,缺多少就少一档结论;补的每一个数都列出来

选中方案

传动与堆叠指到任意一级,图与表同时高亮

三维装配预览与二维图同一份齿廓、同一套相位;转速比是算出来的,不是配的动画

尺寸与包络形状看上面的图,这里只给数

余量前后对比基线与采纳两套结果并排,原始值永不覆盖

齿轮逐级ISO 6336 method C,逐级校核

齿廓 / 基本齿条齿顶高、齿根高、刀尖圆角:换一把刀值多少安全系数,标准刀还是专用刀

精度 / 回差 / 噪声ISO 1328-1 偏差、回差预算、啮合频率

轴与连接齿根圆减去轮缘 = 轴能用的全部空间;支承与配合在每张卡片底部

受力与应力分布同一批数换个形状:谁最先坏、还差多少

抗扭能力包络这台传动系统能一直扛多少、一下能扛多少,谁先坏

热学先说结论,再分工况 / 环境 / 优化 / 依据四页

效率与润滑电机 x 逐级(啮合 + 支承) = 总效率;换脂值多少效率、多少寿命、多少噪声

质量与减重交付质量、分布、齿体单侧环槽逐件减重、强度与工时代价

生产规格:图纸公差 / 精度价签 / 壳体与检验每一级再精一档值多少钱、该买在哪一级、壳体要跟到多紧

配合与压装按读者分卡:图纸看孔带、装配线看力、评审看出路

量产圆整与备料把最优解改成买得到、量得出的数

厂标 vs 需求(绕组对表)可直接发给电机厂的 RFQ,可回填反馈重算

物料清单(BOM)逐件毛坯 / 工艺 / 重量 / 成本,质量与成本的唯一真值

推导过程点开每一步看公式与代入值

电机选型库目录原值 + 全部派生量 + 两个标准设计点,全部现算

搜索 厂家 来源 品类 外径 mm 动力等级 评级 证据
每行两个设计点:A 扭矩极限速比取到齿轮承载 / 最低关节转速 60 rpm / 速比上限三者中最紧的一个,代表这台电机作为关节的最大连续扭矩; B 步态点速比取到关节 180 rpm,代表它在真实步态转速下还剩多少扭矩。两点之差就是这台电机的扭矩-转速可交易区间。 表里不预置"推荐",因为最优只在给定目标下才有定义 —— 那是"执行器设计"页的事。
动力等级按峰值机械功率分档,因为减速箱只搬运功率、不制造功率 —— 速比能把扭矩换成转速, 换不出更多瓦。本机 1.167 kg 跳 13.4 cm 需要单关节约 13 W,所以 8 W 以下的机型无论配什么速比都跳不动; 目录里有 106 行低于 2 W,连步行巡航都撑不住,它们是玩具与仪表件。 综合分是七项与绕组无关的指标(连续扭矩密度 / 峰值功率密度 / km√Rth⁻¹ / 扭矩惯量比 / 效率 / 性价比 / 过载比) 各自在全池里的分位数加权平均,所以它评的是机座而不是某一个电压档的绕组; 同尺寸分换成在同一外径档内比,回答"这个尺寸里谁最强"。两者吵架是正常的: 小机座可以在自己档内第一、在全池中游。缺项不按 0 分算,而是在剩余权重上归一并如实报覆盖率。
型号后的厂家胶囊分三档,因为这三档的后果不一样:目录件(蓝)按料号可直接询价,参数是厂家实测; 在用件(绿·在用)是本项目已装机的非目录定制绕组,参数为推导值,改设计要找厂家重新确认; 候选件(绿·候选)是本工具寻优推荐、还没人拿到手的方案。同一个绿色压过厂家色是故意的 —— "这件是不是已经在机器上"比"谁做的"更能改变一条推荐的含义。

全盘规格分布同一批筛选结果的二维视图:看规律、看前沿、看离群

表能给精确值,看不出规律离群 —— 而"值得做旗舰"恰恰是个二维判断: 在同样质量下扭矩高一倍的那颗,单看任何一列都不一定第一。 这里的每个点都是上面表里的一行(同一份筛选、同一份计算,图不重算指标)。 与 Dynamixel 的全系列图相比有四处不同,都是刻意的:默认画密度而不是绝对扭矩(绝对量的图里大电机必然在右上角, 看不出代价);跨度超过 50 倍的轴取对数并在轴标题写明(线性轴会把八成点挤在左下角); 画出 Pareto 前沿(前沿之外的每一行都存在一个两维都不输于它的替代品,所以短名单只该从前沿上取); 双对数下按换向类型拟合幂律趋势线并给出指数与 R²——指数就是这条产品线的设计规律,明显偏离它的点才是真正的离群者。
怎么用:颜色 = 换向类型(点图例可在图里隐藏某一类,只影响图,不改表格与分位数)、点大小 = 外径、 绿圈 = 本项目在机/打样件、橙圈 = 顶级候选。点任意一点只做高亮并在右栏展开它的全部关键规格 —— 右栏始终占位,所以选中与取消都不会让页面重排;真要把表筛成这一行,用右栏那个明确的按钮(清空搜索框即可还原)。 "外径 ≤ / 动力等级 / 品质"这三刀改的是上方表格那一份筛选(不是第二套),在这里改表格跟着变。

执行器总成对标整颗关节对整颗关节:我们 vs 业界顶级总线舵机与灵巧手

这是第二张表,不是上面那张的一个筛选。上面一行是电机机座(Kt / R / n0,与减速比无关); 这里一行是可直接装上机器的总成(电机 + 减速箱 + 编码器 + 驱动板 + 壳), 厂家印的扭矩已经乘过减速比与效率、转速已经除过减速比。两者放进同一列比"扭矩密度"会差两个数量级, 把分位数标尺一次性废掉,所以必须分开。本表不参与寻优 —— 总成的减速比是厂家定的、改不了, 它不是候选件,是尺子。
主排序量是输出端峰值功率 T·ω₀/4 而不是扭矩,因为减速比只在扭矩与转速之间搬运、搬不走功率: 按扭矩排,高速比的一方会凭空胜出(它的转速被同比例扣掉了,而那一列不在排名里)。 缺项永远排在最后,与升降序无关 —— 让"没印这一项"变成"这一项最好"是本工具修掉过的一类真实 bug。 灵巧手一类没有"输出端扭矩"(驱动单元是直线电缸),能力用指尖力表述,写在型号列的悬浮里。
类别 来源
选择后自动更新参数

一、机器人结构

不含电池
最大伸长量,有效值约 85%
自动计算
自动计算

二、电机与减速比(原始参数)

默认 仓兴达1215
默认 仓兴达1220
默认 预设
默认 飞特181现役
5mm/25齿
100h 对应 τ=50MPa

三、电源与电池

预设与自定义

四、功率模型

7.4=2S
2500mAh 电池约 2000
实测时的整机质量
跑步带步行至电量耗尽
跑步带实测
默认 10
默认 50

五、温升曲线模型

默认 1.25,凹槽凸台约 +25%
默认黑色阳极氧化;改成裸铝会掉约四成散热能力

整机关键指标

当前配置 对比基准
总重量
最大续航
热平衡温度
步行速度
跳跃高度
关节扭矩

五、关节扭矩需求(输出轴 N·m)

步行 0.2 m/s 静态
步行 0.2 m/s 动态 Kd=1.5
步行 0.5 m/s 动态 Kd=2
跳跃 50 mm
跳跃 100 mm
100 mm 跳所需转速 (rpm)

六、减速器输出(输出轴)

大腿 减速比 i
大腿 需求扭矩 (N·m)
大腿 输出扭矩 (N·m)
大腿 输出转速 (rpm)
小腿 减速比 i
小腿 需求扭矩 (N·m)
小腿 输出扭矩 (N·m)
小腿 输出转速 (rpm)
髋部 减速比 i
髋部 输出扭矩 (N·m)
髋部 输出转速 (rpm)
髋部 横向需求扭矩 (N·m)

七、校核结果

最大步行速度(基于转速 v=ω·r)
最大步行速度(基于扭矩)
最大步行速度(取 min)
最大跳跃高度 (mm)
最大横向速度
髋部侧摆
髋部横向
花键校核

八、功率与续航

整机质量 m (g)
机械功率 P_mech (W)
电机效率 η (%)
电功率 P_elec (W)
电流 I (A)
可用能量 E (Wh)
续航 t (0.2 m/s 步行, min)
热平衡温度 (°C)

九、单腿执行器总成(1髋1215+2腿1220+壳体)

质量 m (g)
髋部 i / T_rated / T_stall (N·m)
大腿 i / T_rated / T_stall (N·m)
小腿 i / T_rated / T_stall (N·m)
许用工况
工况U/IP_elec/P_mech (W)P_d (W/kg)ηP_heat (W)
静态站立
0.2 m/s 额定步行
0.5 m/s 最大步行
跳跃 (100 mm)

十、强度校核(花键与齿轮)

小腿输出轴花键,轴不锈钢加硬。需求扭矩 ≤ 许用扭矩 则通过
花键 需求扭矩 (N·m)
花键 许用扭矩 (N·m)
建议花键直径 (mm)
校核结果
四级齿轮,材质取图纸真值(电机齿 SUS304 加硬 / 1-3 级 40Cr 调质 / 输出齿 SUS304 氮化)
预期寿命
σ_F 许用 — MPa,σ_H 许用 — MPa
小齿 (z1)大齿 (z2)bmiσ_Fσ_F许用σ_Hσ_H许用校核
齿数材质齿数材质mmmmMPaMPaMPaMPa
1
2
3
4

整机跌落高度预估

单腿着地、腿长 L_max。δ=10mm(足端+腿部形变缓冲),θ=90°,DAF=1+√(1+2h/δ)。电机/PD 刚度有限,有效扭矩×0.85。冲击许用=疲劳许用×2(单次冲击材料可承受更高应力)
花键 最大冲击扭矩 (N·m)
齿轮 最大冲击扭矩 (N·m)
综合 最大冲击扭矩 (N·m)
最大跌落高度 (cm)
跌落
高度
冲击扭矩
T_drop (N·m)
花键齿轮 (MPa)校核
需求 d (mm)当前 d / T_allow需求 σ_F / σ_H当前 σ_F / σ_H
30 cm
50 cm
80 cm
120 cm
150 cm

十一、单执行器温升曲线

壳体尺寸与材料由页面输入,8 条槽槽深 3 mm,3 个空心杯电机,仅自然对流。P_heat 已含电压 (7.4/V)² 铜损修正及减速比效率修正
发热功率 P_heat
热平衡温度
热时间常数 τ
达 95% 温升时间
达保护截止时间
温升曲线 T(t)
时间 120 min 温度 20–100°C
散热器建议
需散热量
散热器热阻 R_th ≤
散热器功率建议 ≥
当自然对流壳温 > 50°C 时建议加散热器,选型时 R_th 取更小、功率取更大
橙色曲线叠加显示

腿部总装左二维右三维,同一位姿 · 拖足端反解

这两个数各自意味着什么 下蹲深度既是储能行程也是蹬地行程:蹲多深,弹簧就被拉多长,也就还剩多长的路把能量还回来。 E = F·s 对行程是一次幂,所以它是纯控制侧、零硬件成本的杠杆 —— 代价是落地缓冲余量被同步压缩, 不能一路加满。
锚点只列下蹲时伸长的点对:缩短的那些(A-G、D-H)行程更长、方向却相反,需要压簧或板簧, 60 mm 行程的线圈拉簧要 200~800 圈、体长半米,物理上不成立。它们在下面的锚点对照表里保留为标尺。
形状 哪条腿 并列 工况
零件树
树怎么读 点条目或直接点三维里的零件都能选中;点画布空白处取消。
每根杆下面那行是派生量:孔心距由机构算出,不是填进去的。后面的 杆长按钮指向真正能改的那个数 —— 点一下就跳到图下面那条杆长条里对应的 输入框并高亮它。一个数只有一处能改,这里只负责把三维里的杆和那处输入连起来。
显示机构图 受力
显示实体图 分层放大 其余零件 边线 尺寸标注 机构骨架 孔壁接触 圆弧细分
参数mm · 数字框按住横拖即可扫值
机构杆长改一个数整页重算
弹簧实物件
挂耳偏置销心
挂耳相对销心的位置,mm。前 + 就是图上那支 x+ 箭头(朝左),上 + 朝上。填 0 = 挂在销心上。 偏置落在杆件本体上、随杆转动。
簧力曲线右侧曲线画不画现役件
数学模型截面只改零件不改机构
这些数各自意味着什么 杆长:本页所有弹簧结论都是杆长的函数,而其中 BI = 9 mm 很可能是占位值(在运动学 SSOT 那边它既不在界面键表也不在预设键表里,没被任何界面校验过)。行程上限恰好等于 2·BI, "弹簧只有 8 mm 行程"这个结论完全押在一个未实测的数上。改完若站姿无解,输入会被拒并保留上一组值。
数学模型截面:六个数沿用参考工程模板默认值,是"估"不是"实"(证据等级 E);卡尺量一遍 即可升级,轮廓、分层、质量、导出全部自动跟着变。层号不在这里填 —— 那是图着色算出来的。
弹簧实物件:只有这五个可填,其余是几何恒等式(体长 = (n+1)·d,自由钩心距 = 短钩间隙 + 体长 + 长钩间隙,k = G·d⁴/(8·D³·n) 现算)。做成独立输入就能填出"圈数加起来不等于自己长度"的弹簧。
挂耳偏置:它同时改跨距(预拉量、站姿托力)与行程(储能),在 B-J 上把 J 端挪几毫米, 影响比换一颗弹簧还大。销心口径装不上现役件:B、J 相距 55.73 mm,而自由钩心距只有 36.70 mm。

零件工作台缩略图认件 · 三栏:是什么 / 怎么做 / 能改什么

弹簧等效载荷虚功 + 雅可比:足端力向量 / 关节力矩 / 电机轴扭矩

每关节

工况:这一页所有力学数字的前提四档各自解一遍,先比后果再选;出处见 engine/legcases.js

机构受力:连杆内力与铰反力自由体图 + 18 元线性方程组;与上卡的虚功路径互为对拍

销轴校核:Φ2 多跨梁双剪 τ / 面外弯曲 σ / 铝孔挤压 p,逐铰排出谁先坏

足端下压力 -> 电机扭矩3x3 雅可比转置;扫描 0 到落地峰值,对堵转扭矩取占比

金属件总表:实体 × BOM × 历次报价按腿部 / 机身分组,含小计与整机合计,点行即在上图单件出图

出实体:把这条腿拿进 CAD三种文件,各自能干什么与不能干什么 · 数字全部现算

工作空间保护默认关 · 打开可对比"IK 解得出"与"机器真能到"

为什么默认关,以及那两组数各自差在哪 关节行程来自固件的 encoder 窗,写在固件那套零位与卷绕窗口里 —— u4 的 [-71, 204] 是一个跨过 180° 的 275° 窗,而本仓的角由 atan2 给出、落在 (-180, 180]。 两者不是同一个数轴:物理上在 180.2° 的关节会以 -179.8° 回来,直接比大小就成了 "低于下限 109°"。这条已经修(按带子中心整圈平移再比,自检钉住"全扫掠无一误伤"), 但零位本身是否逐关节对齐仍未核对,所以这一层的绝对位置还不能当判据。
传动角是纯几何、没有零位问题:机构趋近 0/180° 时输出分量按 sin(角) 掉到零, 雅可比趋于奇异,两个装配分支在那里相遇。工程惯例留 ≥30°(Erdman/Sandor)。 但这条腿满蹲时不满足它:60 mm 时 ABC = 156.3°,离死点只剩 23.7°。 默认下限因此取 20°(本机在用的最深位姿刚好通过,70 mm 只剩 6.1° 仍被挡住), 而 30° 保留为教科书口径 —— 把滑条推到 30 就能看到满蹲被挡掉。
这是一条设计发现:蓄力深度已经吃到传动角余量的尽头,想再深必须改连杆比例, 不是调旋钮。自检里单独钉着它("设计满蹲不满足教科书 30°")。
固件实测包络只作对照:本仓 FK 恒有 ABC + CFH = 180°(另一个装配分支), 固件那两条带子也恰好互补,说明量的是同一个角、分支相反;直接启用会把本机站姿判成越界。

弹簧零件左:装在机器上的那颗 右:可以换成哪颗,以及四条腿是不是一样

现役件派生量五个可填参数 -> 刚度、储能、装机预拉,逐条与图纸对照

选型与四腿一致性线径 / 中径 / 圈数 / 应力,以及现役件对比

端头
为什么调的是力、以及端头凭什么决定可行性 刚度是结果。站姿必须正好托住单腿自重(这是现役弹簧的设计意图,也是电机能空载站着的原因), 满蹲必须达到你给的这个力 —— 两个边界条件、两个未知量(刚度与自由长),没有留给人猜的余地。 反过来先给刚度,站姿的零扭矩点就会飘,四条腿各飘一个不同的值。
拉簧十有八九断在钩上:钩是弯曲叠扭转的应力集中区,许用只有簧体的 0.25/0.40 = 62%。 在 B-J 这种"短行程大力"的锚点上,这 1.6 倍恰好就是"选得出"与"选不出"的分界。

这颗簧值多少左:力沿行程怎么分布,换来几厘米 右:换齿比、换锚点各会怎样

簧力 × 足端高度沿当前前后位置,从 IK 最低到最高逐点现算

储能元件增益同一个跳跃积分器,弹簧项开与关

齿比 × 弹簧阶梯起跳高度 cm,闩 = 需闩锁,墙 = 撞转速墙

齿比与弹簧是一个决定,不是两个 齿比同时定住两件事:转子空载转速折到足端的极速上限(正比于 1/齿比), 和折算到机身的转子惯量(正比于齿比²)。现役齿比把跳跃封在一个固定高度上, 任何弹簧都过不去 —— 只扫弹簧强度会撞到这个天花板,然后误判成"物理极限"。 反过来,弹簧替电机付掉了静态保持力,低齿比才敢用。所以两者要一起扫。

锚点对照全局参考:五对候选点的行程与传动比,现役 B-J 在列

设计规范援引五十张图提炼成五族规范,每条带图纸依据与评审结论

自校验在你面前跑,不是"我们在 CI 跑过了"

两类检查。性质测试验的是模型该有的性质:重绕不变性、缩放律、单调性、量纲守恒 —— 它们不依赖任何一个具体数字,错了就是模型本身错了。金标准对拍验的是模型算现役减速箱图纸时 能不能重现已知结果:齿数、模数、中心距、承载。两类都过,才谈得上"这套推荐可信"。

工程假设清单每一条都能改结论,所以每一条都写了理由

数据可信度分级:M 实测/手册标称 D 图纸 C 由前两者推导 E 工程估计。 一个结论的可信度等于它上游最差的那一级 —— 推导树里每一步都标了,别只看最后一个数。

电机库体检与 tools/validate_motor_db.mjs 同一套自洽性判据

机座自洽性同一个型号串下的几档,是不是同一颗电机