协作机器人关节模组结构设计与性能优化研究

文浩全

广东广州 510000

摘要：协作机器人是工业自动化与智能制造的核心装备，关节模组作为其运动执行与力传递的核心部件，直接决定机器人的运动精度、负载能力、柔顺性及安全性。本文结合产品设计工程师的开发实践，针对当前关节模组结构集成度低、动态响应滞后、负载-自重比不足及安全性欠佳等问题，开展结构设计与性能优化研究。首先分析核心功能需求与设计约束，明确关键组件选型与集成方案；其次优化整体结构设计；再次通过仿真与试验识别性能瓶颈并提出优化策略；最后验证优化有效性。研究表明，优化后关节模组重复定位精度提升19.4%，动态响应时间缩短20.7%，负载-自重比提升16.8%，满足工业协作需求，为关节模组标准化、模块化设计提供理论与工程参考。

关键词：协作机器人；关节模组；结构设计；性能优化；动力学仿真

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