1. 确定基本参数

  • 机器人总质量:10kg。

  • 重力加速度:g=9.81 m/s

  • 单腿负载:四足机器人静止时,每条腿承担总重量的四分之一,即:

    F=m⋅g4=10⋅9.814≈24.525 N.F=4m⋅g​=410⋅9.81​≈24.525N.
  • 大腿和小腿长度:均为 L=0.2 m

2. 静态扭矩计算

  • 髋关节(大腿电机)扭矩
    当大腿水平时,负载作用在脚底,力臂为大腿长度 L1​:

    τ髋=F⋅L1=24.525⋅0.2≈4.905N.m
  • 膝关节(小腿电机)扭矩
    当小腿水平时,负载的力臂为小腿长度 L2​:

    τ膝=F⋅L2=24.525⋅0.2≈4.905

3. 公式总结

  • 髋关节扭矩:τ髋=m⋅g4⋅L1

  • 膝关节扭矩:τ膝=m⋅g4⋅L2​

结果

  •  m=10 kg,L1=L2=0.2 mL1​=L2​=0.2m:

    τ髋=τ膝≈4.91 τ髋​=τ膝​≈4.91N.m

注意事项

  • 腿的自重:若不可忽略,需额外计算各段重心力矩。

  • 极端角度:最大扭矩通常出现在大腿和小腿水平时。

  • 安全系数:实际选型中需增加余量应对冲击和加速。

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