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具身智能机器人本体设计与集成指南.docx
资料介绍
具身智能机器人本体设计与集成指南
1 概述
机器人本体是具身智能的物理载体，其设计直接影响系统的运动能力、感知能力和作业能力。本文介绍机器人本体的设计原则、关键部件选型和集成流程。
2 设计原则
模块化设计将机器人分解为头部、躯干、手臂、底盘等模块，各模块独立设计、独立测试，降低集成难度。轻量化设计使用碳纤维、铝合金、PEEK等轻质材料，降低整机重量，提升续航。可靠性设计关键部件采用冗余设计，满足工业级可靠性要求。可维护性设计关键部件易于拆卸和更换，降低维护成本。
3 结构设计
骨架设计使用航空铝或碳纤维管材，综合考虑强度和重量。关节设计使用一体化关节模组，集成电机、减速器、编码器和驱动器。外壳设计使用PEEK或ABS工程塑料，兼顾美观和防护。散热设计高功率部件（如电机驱动器、AI芯片）配备主动散热系统。
4 传动系统
减速器选型谐波减速器适合轻载高精度场景，RV减速器适合重载高刚度场景，行星减速器适合通用场景。电机选型无刷直流电机（BLDC）适合关节驱动，空心杯电机适合灵巧手，伺服电机适合高精度控制。传动方式连杆传动刚性好，腱绳传动柔性好，链式传动寿命长。
5 电气系统
电源管理推荐使用热插拔电池方案，支持快速换电。电池容量建议2-3kWh，支持4-6小时运行。主控板推荐使用Jetson Orin或NUC作为主控制器，STM32作为运动控制协处理器。总线架构推荐EtherCAT作为关节通信总线，支持微秒级同步。线缆管理所有线缆通过内部走线通道，避免外部线缆干扰运动。
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