反射惯量
Reflected Inertia
反射惯量是什么?
反射惯量(Reflected Inertia,又称折算惯量)是把电机转子惯量折算到减速器输出端后的等效惯量:J_reflected = J_rotor × N²,其中 N 是减速比。惯量按减速比的平方放大——减速比 100 的关节,输出端"看到"的转子惯量是原来的 10000 倍;减速比 10 则只有 100 倍。
为什么高减速比关节"手感硬"
外界推动关节输出端时,必须连带加速被平方放大的转子惯量:
- 抗冲击差:落地或碰撞瞬间,冲击能量来不及被控制器响应,全部砸在减速器齿面和柔轮上,这是高减速比关节在腿部易损坏的主因之一;
- 反驱阻力大:反射惯量叠加摩擦,用手推几乎推不动,物理柔顺性差;
- 力控带宽受限:控制器要"演"出柔软,必须先克服巨大的等效惯量,主动柔顺的带宽和保真度都被拉低。
一句话可引用:减速比翻倍,反射惯量翻四倍——这就是腿部关节不敢用大减速比的物理原因。
QDD 怎么压低反射惯量
准直驱(QDD)路线的核心取舍就在这里:用大直径高扭矩密度电机换取小减速比(典型 6–20),把反射惯量比谐波方案(50–160)压低 1–2 个数量级,让关节天然可反驱、冲击由电机侧惯量"软"着陆,电流环即可估计外力。BXI 85/70/50 系列关节电机选择 19.5 减速比的行星方案,正是在输出扭矩与反射惯量之间取的工程平衡点。
