华南理工大学学报(自然科学版)

作者：丁宏钰, 石照耀, 张攀, 付春江

单位：1.广东海洋大学 机械与能源工程学院，广东 阳江 5295002.广东海洋大学深圳研究院，广东 深圳 5181163.北京工业大学 北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京 1001244.深圳市优必选科技股份有限公司 人形机器人创新中心，广东 深圳 518052

关键词：驱动器,串并联构型,腿部,运动控制,人形机器人

基金：国家自然科学基金项目(52375048);国家自然科学基金项目(52305046);广东海洋大学科研启动项目(1302-360302022301)

人形机器人的运动性能还没有全面达到人类的水平，是影响其大规模产业化应用的因素之一，这不仅是由于控制算法的限制，也受到机械结构设计的制约，尤其是腿部构型在很大程度上决定了机器人的动态平衡性、负载能力和能源效率。为此，该文研究了国内外人形机器人腿部构型的起源与发展历程。目前，人形机器人的腿部构型主要分为串联、并联和串并联3种形式，其结构特性直接影响运动表现。该文分析了串联、并联和串并联构型，并比较其性能特点：串联构型工作空间大，灵活性高，但由于关节传动链较长，刚度相对较低，影响承载能力；并联构型刚度高，动态响应快，但运动范围受限；串并联构型则结合了前两者的优势，具有较好的刚度和灵活性，近年来逐渐成为研究热点之一。讨论了腿部构型研究的技术难点、热点，指出了发展趋势：腿部从采用单一串联构型向使用并联和串并联构型方向发展；腿部驱动器由刚性驱动器向弹性和准直驱驱动器方向发展；腿部采用旋转驱动器向旋转和直线驱动器并用方向发展；控制方面由位置控制向力矩控制和力位混合控制方向发展。

来源：2025年第10期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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