轮式机器人关节选型指南：3KG与5KG整机方案拆解

轮式机器人将移动功能交由底盘实现，关节选型的重心集中在上半身关节。本文整理意优五套轮式机器人整机关节选型方案：PHU谐波系列3KG、PHU谐波系列5KG（方案一、方案二）、RHU谐波系列3KG、RHU谐波系列5KG，按方案列出整机参数、关节布置与关节型号参数表，供整机选型参考。

五套方案整机身高均为175 cm、全身自由度均为20，覆盖3 kg与5 kg两档手臂最大负载；全部关节统一48 VDC（±10%）供电，通信协议为EtherCAT / CANopen。PHU系列方案面向重载、工业制造场景，RHU系列方案面向轻载、商用场景。

五套轮式方案总览

方案	整机身高	整机重量	全身自由度	手臂最大负载	手臂关节最大峰值扭矩	腿关节最大峰值扭矩	应用场景
PHU谐波系列3KG轮式机器人关节选型方案	175 cm	≈120 kg	20	3 kg	86 N.m	848 N.m	重载、工业制造
PHU谐波系列5KG轮式机器人关节选型方案（一）	175 cm	≈150 kg	20	5 kg	182 N.m	848 N.m	重载、工业制造
PHU谐波系列5KG轮式机器人关节选型方案（二）	175 cm	≈160 kg	20	5 kg	182 N.m	1458 N.m	重载、工业制造
RHU谐波系列3KG轮式机器人关节选型方案	175 cm	≈120 kg	20	3 kg	89 N.m	848 N.m	轻载、商用
RHU谐波系列5KG轮式机器人关节选型方案	175 cm	≈150 kg	20	5 kg	184 N.m	848 N.m	轻载、商用

PHU谐波系列3KG轮式机器人关节选型方案

整机身高175 cm，整机重量≈120 kg，全身自由度20，手臂最大负载3 kg，手臂关节最大峰值扭矩86 N.m，腿关节最大峰值扭矩848 N.m；应用场景：重载、工业制造。

关节布置：PHU-11L-52 ×2、PHU-11H-60 ×6、PHU-14H ×4、PHU-17H ×4、PHU-20H ×1、RHU-32H ×3，共20个关节。

参数	PHU-11L-52		PHU-11H-60		PHU-14H		PHU-17H			PHU-20H		RHU-32H
	51	101	51	101	51	101	51	101	81	101	121	120	160
减速器方式	谐波减速器
额定扭矩 (N.m)	3.5	5.5	5.5	8.9	8.6	13.5	32	49	58	61	61	197	267
峰值扭矩 (N.m)	11.5	15	17	25	43	66	86	134	158	182	182	848	848
关节额定功率 (W)	10	6	14	10	27	20	81	62	109	104	87	216	221
输出端额定转速 (rpm)	39	20	39	20	39	20	39	20	25	20	17	17	12.5
输出端峰值转速 (rpm)	100	50	100	50	90	45	88	44	38	31	25	22	16.25
尺寸 (外径x轴向) (mm)	Φ52 x 65		Φ60 x 68.5		Φ70 x 75.4		Φ80 x 78			Φ90 x 85.8		Φ120*126
重量 (Kg) (B/N)	0.39 / 0.35		0.59 / 0.54		0.89 / 0.81		1.25 / 1.14			1.74 / 1.58		4.36/4.08
中空直径 (mm)	8		8		10.8		10.8			13		22
输出端径向 (动/静) 允许载荷 (N)	130		130		270		400			650		1350
输出端轴向 (动/静) 允许载荷 (N)	130		130		270		400			650		1350
工作电压 (VDC)	48±10%
通讯协议	EtherCAT / CANopen

PHU谐波系列5KG轮式机器人关节选型方案（一）

整机身高175 cm，整机重量≈150 kg，全身自由度20，手臂最大负载5 kg，手臂关节最大峰值扭矩182 N.m，腿关节最大峰值扭矩848 N.m；应用场景：重载、工业制造。

关节布置：PHU-14H ×6、PHU-20H ×4、PHU-17H ×4、PHU-11L-52 ×2、PHU-25H ×1、RHU-32H ×3，共20个关节。

参数	PHU-11L-52		PHU-14H		PHU-17H			PHU-20H		PHU-25H			RHU-32H
	51	101	51	101	51	101	81	101	121	81	101	121	120	160
减速器方式	谐波减速器
额定扭矩 (N.m)	3.5	5.5	8.6	13.5	32	49	58	61	61	107	133	133	197	267
峰值扭矩 (N.m)	11.5	15	43	66	86	134	158	182	182	315	351	376	848	848
关节额定功率 (W)	10	6	27	20	81	62	109	104	87	202	174	145	216	221
输出端额定转速 (rpm)	39	20	39	20	39	20	25	20	17	25	20	17	17	12.5
输出端峰值转速 (rpm)	100	50	90	45	88	44	38	31	25	44	36	30	22	16.25
尺寸 (外径x轴向) (mm)	Φ52 x 65		Φ70 x 75.4		Φ80 x 78			Φ90 x 85.8		Φ110 x 94			Φ120*126
重量 (Kg) (B/N)	0.39 / 0.35		0.89 / 0.81		1.25 / 1.14			1.74 / 1.58		2.54 / 2.35			4.36/4.08
中空直径 (mm)	8		10.8		10.8			13		13			22
输出端径向 (动/静) 允许载荷 (N)	130		270		400			650		900			1350
输出端轴向 (动/静) 允许载荷 (N)	130		270		400			650		900			1350
工作电压 (VDC)	48±10%
通讯协议	EtherCAT / CANopen

PHU谐波系列5KG轮式机器人关节选型方案（二）

整机身高175 cm，整机重量≈160 kg，全身自由度20，手臂最大负载5 kg，手臂关节最大峰值扭矩182 N.m，腿关节最大峰值扭矩1458 N.m；应用场景：重载、工业制造。

关节布置：PHU-14H ×6、PHU-20H ×4、PHU-17H ×4、PHU-11L-52 ×2、PHU-25H ×1、RHU-32H ×1、RHU-40H ×2，共20个关节。

参数	PHU-11L-52		PHU-14H		PHU-17H			PHU-20H		PHU-25H			RHU-32H		RHU-40H
	51	101	51	101	51	101	81	101	121	81	101	121	120	160	120	160
减速器方式	谐波减速器
额定扭矩 (N.m)	3.5	5.5	8.6	13.5	32	49	58	61	61	107	133	133	197	267	248	363
峰值扭矩 (N.m)	11.5	15	43	66	86	134	158	182	182	315	351	376	848	848	1458	1458
关节额定功率 (W)	10	6	27	20	81	62	109	104	87	202	174	145	216	221	433	475
输出端额定转速 (rpm)	39	20	39	20	39	20	25	20	17	25	20	17	17	12.5	17	12.5
输出端峰值转速 (rpm)	100	50	90	45	88	44	38	31	25	44	36	30	22	16.25	22	16.25
尺寸 (外径x轴向) (mm)	Φ52 x 65		Φ70 x 75.4		Φ80 x 78			Φ90 x 85.8		Φ110 x 94			Φ120*126		Φ130*136
重量 (Kg) (B/N)	0.39 / 0.35		0.89 / 0.81		1.25 / 1.14			1.74 / 1.58		2.54 / 2.35			4.36/4.08		6.15/5.82
中空直径 (mm)	8		10.8		10.8			13		13			22		22
输出端径向 (动/静) 允许载荷 (N)	130		270		400			650		900			1350		2000
输出端轴向 (动/静) 允许载荷 (N)	130		270		400			650		900			1350		2000
工作电压 (VDC)	48±10%
通讯协议	EtherCAT / CANopen

RHU谐波系列3KG轮式机器人关节选型方案

整机身高175 cm，整机重量≈120 kg，全身自由度20，手臂最大负载3 kg，手臂关节最大峰值扭矩89 N.m，腿关节最大峰值扭矩848 N.m；应用场景：轻载、商用。

关节布置：RHU-14L ×8、RHU-17L ×4、RHU-20L ×4、RHU-25L ×1、RHU-32H ×3，共20个关节。

参数	RHU-14L			RHU-17L			RHU-20L			RHU-25L			RHU-32H
	50	80	100	50	80	100	50	80	100	50	80	100	120	160
减速器方式	谐波减速器
额定扭矩 (N.m)	4.8	7.7	7.7	18	19	27	24	33	34	38	60	75	197	267
峰值扭矩 (N.m)	24	35	35	48	61	71	69	89	95	127	179	184	848	848
关节额定功率 (W)	15	14	11	46	39	34	71	63	59	113	115	98	216	221
输出端额定转速 (rpm)	40	25	20	40	25	20	40	25	20	40	25	20	17	12.5
输出端峰值转速 (rpm)	99	62.5	50	79	50	40	79	50	40	79	50	40	22	16.25
尺寸 (外径x轴向) (mm)	Φ52 x 65			Φ60 x 66			Φ70 x 68			Φ80*80.5			Φ120*126
重量 (Kg) (B/N)	0.397 / 0.382			0.538 / 0.521			0.832 / 0.811			1.294/1.266			4.36/4.08
中空直径 (mm)	8			10			13			18			22
输出端径向 (动/静) 允许载荷 (N)	180			230			270			440			1350
输出端轴向 (动/静) 允许载荷 (N)	180			230			270			440			1350
工作电压 (VDC)	48±10%
通讯协议	EtherCAT / CANopen

RHU谐波系列5KG轮式机器人关节选型方案

整机身高175 cm，整机重量≈150 kg，全身自由度20，手臂最大负载5 kg，手臂关节最大峰值扭矩184 N.m，腿关节最大峰值扭矩848 N.m；应用场景：轻载、商用。

关节布置：RHU-17L ×6、RHU-20L ×4、RHU-25L ×4、RHU-14L ×2、PHU-25H ×1、RHU-32H ×3，共20个关节。

参数	RHU-14L			RHU-17L			RHU-20L			RHU-25L			PHU-25H			RHU-32H
	50	80	100	50	80	100	50	80	100	50	80	100	81	101	121	120	160
减速器方式	谐波减速器
额定扭矩 (N.m)	4.8	7.7	7.7	18	19	27	24	33	34	38	60	75	107	133	133	197	267
峰值扭矩 (N.m)	24	35	35	48	61	71	69	89	95	127	179	184	315	351	376	848	848
关节额定功率 (W)	15	14	11	46	39	34	71	63	59	113	115	98	202	174	145	216	221
输出端额定转速 (rpm)	40	25	20	40	25	20	40	25	20	40	25	20	25	20	17	17	12.5
输出端峰值转速 (rpm)	99	62.5	50	79	50	40	79	50	40	79	50	40	44	36	30	22	16.25
尺寸 (外径x轴向) (mm)	Φ52 x 65			Φ60 x 66			Φ70 x 68			Φ80*80.5			Φ110 x 94			Φ120*126
重量 (Kg) (B/N)	0.397 / 0.382			0.538 / 0.521			0.832 / 0.811			1.294/1.266			2.54 / 2.35			4.36/4.08
中空直径 (mm)	8			10			13			18			13			22
输出端径向 (动/静) 允许载荷 (N)	180			230			270			440			900			1350
输出端轴向 (动/静) 允许载荷 (N)	180			230			270			440			900			1350
工作电压 (VDC)	48±10%
通讯协议	EtherCAT / CANopen

相关系列与方案

系列详情：PHU 增强型谐波关节执行器、RHU 人形谐波关节执行器；整机方案：全尺寸人形机器人关节执行器解决方案。