一、需求 → 关键参数（第一步就用）

① 已知 / 目标输入

• 关节峰值力矩：(T_{peak})（N·m）

• 连续力矩：(T_{cont})

• 最大角速度：(\omega_{max})（rad/s）

• 关节角度范围：(\pm \theta)

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二、核心几何参数

参数	符号	经验值
力臂	(r)	20–35 mm
丝杠导程	(p)	3 / 5 / 8 mm
丝杠效率	(\eta)	0.88–0.95（常用 0.9）

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三、关节力矩 ↔ 丝杠推力

✅ 推力计算

📌 快速感知：

• 100 N·m

• r = 25 mm
  → F ≈ 4000 N

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四、丝杠推力 ↔ 电机转矩

✅ 丝杠所需转矩

📌 快速经验：

• 5000 N + 5 mm 导程

• → Ts ≈ 4–5 N·m

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五、关节力矩 ↔ 电机转矩

🔥 工程师速算版（单位 m）：

例：

• (T_m = 4) N·m

• (r = 0.025) m

• (p = 0.005) m

N·m

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六、速度关系

① 丝杠线速度

② 关节角速度

📌 快速经验：

• 3000 rpm + 5 mm
  → (v ≈ 0.25) m/s
  → r = 25 mm
  → ω≈ 10rad/s

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七、行程计算

关节角 → 推杆行程

例：

• r = 25 mm

• ±90°

s ≈ 50  mm

👉 丝杠有效行程 ≥ 60 mm（留裕量）

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八、电机选型速查区间（无框电机）

项目	典型值
峰值转矩	6–10 N·m
连续转矩	2–4 N·m
转速	3000–6000 rpm
功率	500–1000 W（腿部）

⚠️ 原则：

宁要高速小扭矩，不要低速大扭矩

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九、丝杠选型速查（PRS）

项目	范围
额定推力	1.5–2 × (F_{peak})
动载系数	≥ 2
导程	3–8 mm
类型	反转式（螺母旋转）

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十、结构 & 风险检查清单

✅ 是否避免侧向载荷
✅ 是否有轴向角接触轴承
✅ 是否考虑热膨胀
✅ 是否可回驱（空载可手推）
✅ 是否留润滑与密封空间

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十一、总结

关节力矩由力臂决定
推力由丝杠决定
速度由导程决定
性能上限由电机功率决定

表格下载

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