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具身机器人执行器安全与驱动保护技术指南.docx

更新时间：2026-08-17 08:17:25 大小：39K 上传用户：他山之石可攻玉查看TA发布的资源 标签：具身机器人执行器安全驱动保护失效安全电机保护 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

具身机器人执行器安全与驱动保护技术指南

1 概述

执行器（电机、减速器、传动机构）是具身机器人运动的直接驱动单元，其安全性能决定了机器人能否精确、可控地执行动作指令。执行器系统的安全风险包括电机过载、驱动器故障、传动失效、运动失控等，这些故障可能导致机器人产生不可控的运动，对人员和设备造成伤害。本指南系统阐述执行器安全设计原则、电机保护技术、驱动器安全功能、传动系统安全及故障安全机制，为构建安全可靠的执行器系统提供技术参考。

2 执行器安全设计原则

2.1 失效安全原则

失效安全原则要求执行器在发生任何单一故障时，均能进入安全状态而非危险状态。在电机系统中，失效安全表现为：断电制动，无励磁制动器在断电时自动制动，确保电机在断电后保持位置；驱动失效保护，驱动器故障时MOSFET自动关断，电机进入自由旋转或被动制动状态；通信中断保护，执行器在检测到通信中断时自动执行预设的安全动作，通常为减速停止。

2.2 降级运行原则

降级运行原则允许执行器在部分故障条件下以受限能力继续运行，替代完全停机。降级运行策略包括：力矩降级，电机温度过高时降低输出力矩限制，允许继续运行但功率降低；速度降级，检测到振动异常时降低运行速度，减少动态载荷；单相运行，在驱动器一相损坏时，通过剩余两相继续运行电机，但力矩能力降低至正常值的70%左右。

3 电机保护技术

3.1 过载保护

电机过载保护防止电机在超过额定负载的情况下长时间运行导致过热损坏。过载保护方法包括：电流限制，驱动器实时监测电机电流，当电流超过额定值一定时间后降低输出电流，采用I²t算法模拟电机的热积累过程；热模型保护，建立电机的热模型，根据电流、环境温度和散热条件实时估算电机绕组温度，在估算温度超过允许值时降低负载或停机；电机温度传感器，在电机绕组内预埋KTY84或PTC热敏电阻，直接测量绕组温度，温度超过阈值时触发保护。


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