分析稚慧君的新轮足式机器人
启发:洛克人是稚晖君小时候最喜欢的游戏之一。它讲述的一个未来世界,科技高度发达,机器人产生的证人出现在协助人类工作的机器人的故事。
名称:哪吒(neZHa)new equipment of ZhiHui artificial,基于碳纤维合金材料的轮足式机器人
机械结构创新:机器人的结构采用了并联连杆加万向节的设计,这种设计巧妙地解决了第一轴传统万向节式机器人存在的问题。此外,在电机上移的过程中,降低转动惯量的同时也增加了机器人的响应速度和扭矩。
所采用的硬件配置:包括Cortex-M7处理器、自主设计的FOC驱动、X86工控机(GPD的电脑,性能相当于i7-8700k,用于运行上层的控制算法和规划算法)和使用了一个Real Sense的深度相机等组件。这套硬件足以实现大部分功能,包括比较吃算力的deep-learning算法和开放空间的搜索算法等。
控制算法:这一版线性倒立摆加ZMP(Zero-Moment Point)的方式,在未来的优化中会在硬件上加入关节输出力矩闭环,从而切换到MPC和WBC全身力控的方法。采用了MPC+WBC等算法,MPC(Model Predictive Control)可能使用单刚体集中质量块模型,WBC(Whole-Body Control)使用多体模型,全身力控WBC根据MPC计算的反作用力,计算关节扭矩、位置和速度命令,实现支撑腿和摆动腿的同时控制。关节力矩和位置的反馈以及系统的约束设计对这个控制模型特别重要。
机器人仿真平台:前端使用Unity,后端物理引擎为Mujoco,解析解运动学的分析已经完成。
开发软件:fusion360、立创EDA、office等。
小智慧:加入了一种足底传感器,解决了脚掌变成360度旋转以后,无法安装足底传感器的问题,实现了比较好的足底触地检测,以及地面反作用力矩的检测,感觉可能是应变片式压力传感器的改进。
可能问题:1.当机器人在足和轮态之间进行切换时,如果此时机器人携带重载,垂向载荷可能会特别大,从而导致腿部第六关节瞬时负载过大,可能会出现问题,当然可能不会有这么大载荷。2.在未来量产的过程中,可以对结构和材料方面做更多的改进,以减少成本,提高机器人的性能。
未来展望:AIGC+机器人期待可以早日实现,最好能实现AGI(Artificial general intelligence)的梦想,期待几个月后的发布会。