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工况卡 · 把关节力矩时程变成可算的载荷谱

输入你自己的 τ(t),输出峰值 / RMS / 占空比 + 时间占比载荷谱,一键送进选型与寿命工具

这一页不替你算力矩,只替你把力矩整理成能算的形式。 它吃的是你自己的 τ(t)(仿真导出或台架实测),做的是纯数据归约,没有任何动力学假设。
本页刻意不提供"行走""跳跃"这类预设工况 —— 那些动作的关节峰值力矩绝大部分来自 地面反力,取决于步态与落地策略,而那是本站不建模的东西。 给一个按钮就吐出一条曲线,等于把假设包装成结果。示例波形只用于演示格式,不是任何真实机器人。

① 力矩时程 τ(t) 从哪来

连杆参数(矢状面,踝-膝-髋)

缺省是 70 kg 成人下肢的量级参考请换成你自己机器人的数。 这里给缺省值而疲劳页不给材料常数,区别在于:连杆质量填错了,力矩会明显不对、你一眼看得出来; 材料常数填错了,寿命看着一切正常却是错的。

长 m质量 kg重心 ×长转动惯量 kg·m²
小腿
大腿
躯干+头臂

动作

每行一个采样点,假定等间隔采样。可以是一列(只有力矩)或两列 力矩, 转速(逗号/空格/制表符分隔)。以 # 开头的行忽略。

② 分档与阈值

低扭矩时段对疲劳损伤贡献可忽略,但会占满载荷谱的档位。忽略它们之后其余档按剩余时间 归一化 —— 结果偏保守(每圈损伤算高了),页面会写明被丢掉了多少时间。

峰值扭矩
N·m
RMS 扭矩
N·m · 连续能力对标
峰值 / RMS
过载倍数
占空比
超过连续阈值的时间

载荷谱(按扭矩分档的时间占比)

扭矩区间 N·m代表值 N·m倍数 ×基准时间占比

这是时间直方图,不是雨流计数。spectrum 的语义是"多大比例的时间运行在这个扭矩上"。 雨流是疲劳工具拿到应力时程之后内部做的那一步,在这里再做一遍就成了重复计数。

工况卡

复制走存档,或直接点下面的按钮把参数带进工具页。 查询串 query 就是可以直接拼在网址后面的那一段。

带着这张卡去算

反求选型:这份工况该配多大减速器 → 疲劳寿命:这份工况能撑多久 →
转速这一维要留神。载荷谱按时间占比给,而后端是按圈数占比施加、 并用单一转速把圈数折算成小时。你的 ω(t) 起伏大时两者并不等价 —— 卡里给的是时间加权平均转速,同时列出 RMS 与峰值供你判断这个近似能不能接受。 转速起伏超过一倍时,建议按转速分段各做一张卡。
"寿命小时数"是按平均转速持续运转折算的。 机器人关节多为往复摆动、且有大量停歇 —— 要换成日历寿命,还得再乘一个运动占空比。

还有一件实测出来的事值得先说:关节转速通常很低(本页示例 24.6 rpm), 于是每小时累积的循环数很少,寿命约束往往根本不起作用 —— 用示例这张卡去跑反求选型,寿命裕度是 1899 倍,真正卡住设计的是 接触应力几何墙。 这是关节选型与连续运转减速器选型的一个真实差别: 别把寿命下限填得很松就以为设计安全了,那一条可能压根没参与。 看反求结果里的 binding,它会告诉你到底是谁在卡。