人形机器人的主要构成和测试解决方案详解-平芜编程栈

一、人形机器人的主要构成？

人形机器人的主要构成包括执行器、感知系统、控制与交互、动力、结构件、热管理系统等运动执行系统。

二、人形机器人的测试解决方案有哪些？

1）执行器相关测试：

机器人执行器是将能量转化为机器人的机械运动，是机器人核心的传动部件。按照运动类型分为旋转执行器和直线执行器，而减速器、电机、控制器、编码器、力矩传感器和轴承是旋转执行器核心零部件。

那么执行器测试方案有哪些？主要包括三大部分：性能测试、耐久与可靠性测试、环境试验性测试。

2）性能测试：

① 扭矩测试 —— 仪迪测功机IDI56HX系列

测量执行器输出轴在不同工况（空载、额定负载、峰值负载、堵转）下的静态和动态扭矩。

② 动态响应测试 —— GDS-3654A数字存储示波器

动态响应通常用示波器配合编码器信号来分析阶跃响应。

③ 功率测试 —— HIOKI PW系列功率计或功率分析仪

测量输入执行器驱动器端的电功率（电压、电流、功率因数）和输出轴端的机械功率（扭矩 * 转速）。计算效率（输出机械功率 / 输入电功率）。这对能耗和热管理很重要。

④ 电源供应（电流试验） —— IT-M3400 系列双向可编程直流电源

集双向电源和回馈式负载功能特性于一体，能够吸收电机的反向电动势，具有CC 、CV 优先权功能，能够解决电机启动瞬间大电流，导致电压跌落而启动失败的问题，能够长时间稳定输出，输出精度高。

⑤ 安全性能 —— 仪迪电机综合测试仪

绝缘电阻试验、工频耐电压试验、冲击耐电压试验、过电流试验、过电压试验等。

⑥耐久性与可靠性测试：

温升测试 —— 固纬DAQ9600、ANBI温度采集仪或FILR非接触式红外热像仪

在执行器不同工况（特别是满载、过载、堵转）下，持续监测电机绕组、轴承、驱动器功率器件等关键部位的温度变化，评估散热设计和热保护功能的有效性。

振动测试（噪音测试） —— 声级计/麦克风 + 消声室/半消声室

测量执行器运行时产生的噪音水平（dB(A)）和频谱。评估是否符合环保和用户舒适度要求，并辅助诊断异响来源（如齿轮啸叫、轴承异音）。

批量老化测试（电源供应）—— IT2700 多通道源载模组系统（单机8路并行测试）

温、高电压加速老化 (ALT) 测试，以筛除“浴盆曲线”初期故障；IT2700多通道源载模组系统模拟各种输入电压波动与过载╱欠载工况，对驱动器的保护响应和稳定性进行验证。

⑦ 环境试验性测试：

高低温测试和湿热测试 —— 温湿度试验箱

将执行器置于设定的高温、低温或温度循环环境中运行，测试其启动性能、输出性能（扭矩、速度）、密封性（润滑油/脂）、材料变形、电子元器件可靠性等。模拟高温高湿环境，测试执行器的绝缘性能、金属部件腐蚀、润滑剂性能变化、凝露影响等。

防护等级测试 —— 防尘试验箱、淋雨试验装置

根据IP等级要求（如IP54, IP65, IP67），进行防尘和防水测试，验证执行器外壳的密封性能，防止灰尘和水进入内部影响性能或造成损坏。

3）动力相关测试

想让人形机器人‘跑’起来？要先过动力这关！而电池是人形机器人的能量来源。

那关于电池最主要的测试方案有以下2个：

① 针对电芯/模组/电池包BOL的测试系统方案

② 电池入库和出库检测

③ 感知系统相关测试：

感知层主要通过各类传感器实时感知机器人自身状态和周围环境信息。如视觉传感器采集图像信息，听觉传感器捕捉声音信号，触觉传感器感知压力、温度等，为机器人后续决策提供数据基础。加速度计在机器人行走时监测脚步加速度，以判断行走速度、步伐大小和平衡状态；陀螺仪在机器人转身、转头时，精确测量旋转角度和角速度，帮助机器人精准定位目标。