自制DIY 机器狗 完全教程 - MIT猎豹Cheetah
背景
3年前,MIT开源了世界上跑得最快最灵活的猎豹机器狗,自此以后,出现了大量商业化的机器狗,这里就不再一一介绍。只能说作为一个军方赞助的项目,能够开源,实属不易。
好消息是,2个月前,MIT的一个专注于猎豹的人工智能项目开源,有了大脑的机器狗现在会更加灵活。让我们来看看,猎豹机器狗进化的程度。


结构设计
模块化关节电机
性能考虑
为了能够使得重达9.8公斤的机器狗可以灵活跑动,后空翻,对于关节电机的性能也有一定要求。每个关节电机的参数如下图,每条腿3个电机,4条腿,总共有12个电机,也就是我们通常所说的12自由度机器狗。

关节结构
模块化的关节电机,如下图。

关节电机拆解后的机构。
可以看到,为了增加扭矩,电机增加了行星齿轮组,并且电机驱动器也一并组装进电机盒。

四足平台设计
猎豹机器狗的整体设计如下图,金属气息浓厚。

腿部设计
腿部关节的设计。
每条腿部有3个电机,3个电机全部位于上关节处,这是为了能够减轻下腿的重量,方便机器狗可以灵活跳动。

下腿部使用皮带带动。

身体设计
身体使用厚度为1.5mm的6061硬铝制作。

身体内部装有总线驱动板和小电脑。

脚部设计
脚部安装有橡胶球。


硬件设计
有2个总线通信板SPINE,每个SPINE负责与两条腿通信,每条腿有3个电机,每个电机都有一个关节驱动器。
SPINE与电脑连接,电脑中安装控制系统,原设计使用的是UP Board的小电脑,实际上我们可以使用树莓派4B或者Jetson Nano, Jetson TX2替代。

关节驱动器
关节驱动器,使用FOC技术对电机进行控制。

每个电机都需要1个驱动器,驱动器安装在每个电机的电机盒中。

通信总线板
总线驱动板SPINE,总共需要2个SPINE,每个SPINE控制两条腿。

供电系统
使用18650电池,组装成24V 5Ah的电池组。

电源板,输出5V电压,供电给电机和控制板。

MIT Mini 猎豹,相对于以前的版本和波士顿机器狗,成本都大幅下降,普通玩家基本可以接受,不过结构件和电机需要定制,大家可以加群,讨论拼单定制,组队,玩狗。

相关电路板,程序资料可以自行在群文件中下载

控制系统
下载最新的控制系统源代码。
编译代码。
安装并运行控制系统。
人工智能
以上,已经可以控制机器狗进行任何动作,不过如果想要机器狗能下楼梯,走不平的路,更加流畅的运动,就需要机器狗可以自我学习,不断进化。这就需要训练模型,给机器狗按上人工智能的大脑。
首先,下载源代码。
安装 pytorch 1.10 和 cuda-11.3
安装 Isaac Gym
安装系统
训练模型
评估模型