陈渊目前或许可以实现全身24个自由度当然不包括手指,全无刷电机加谐波减速器驱动。
这么大的机器人要想顺畅又稳定地走起来是非常有难度的,不像网上卖的那些小型舵机机器人,基本都是靠着巨大的脚掌来保持平衡,在这样真人大小的机器人中我们需要进行复杂的动力学分析和建模,动态调整电机力矩输出和身体姿态来进行自平衡。
对于这个机器人,可以将其简单看成一个高阶倒立摆,当时控制算法使用的还是相对基础的zmp零力矩点算法,通过采集脚底下安装的力矩传感器,调整电机力矩输出平衡运动惯性来保持稳定,基本可以实现直立行走,但是效果其实相对于atlas来说还差得很远,远没有那种行云流水般的自然感。
更何况atlas使用的驱动方案还是液压而并不是电机,控制难度有进一步的提高。总的来说,双足是个大坑,如果有兴趣的话,值得你投入很多年的时间去深入研究。
而那些类似自平衡机器人,像是骑自行车的murataboy和骑独轮车走单杠的muratagirl。
这一类机器人都是通过惯性飞轮和角动量守恒来维持平衡的,以前网络上很火的cubli方盒机器人也是一样的原理。
论难度来说,要比atlas低上好几个等级。这一类型的机器人个人在很多年前也曾经彷制过↓
独轮机器人这种轮式机器人的控制就简单很多了,one中我使用的控制器是一块3内核的stm32,控制算法使用简单的lqr甚至pid就可以满足要求了。
通过陀螺仪和加速度计进行姿态解算得到位姿数据,经过pid控制器反馈到电机输出,只要参数调得好很容易就可以出效果。
而要想做一个不会摔倒的机器人有几种实现方式。
如果是想做轮式机器人的话,难度相对较低,陈渊可以采用一下imu传感器、姿态解算、pid算法,基本上就可以diy一个自平衡机器人。
如果是想一个双足机器人,这种情况下,由于平衡主要是靠大脚掌支撑保证,那么只需要事先编辑调整好步态序列,确认行走过程不会摔倒,摔倒就看方向调整舵机输出值,然后记录下来重复执行舵机输出序列即可。
不过当陈渊能够初步实现这些技术后,他开始不满足这些了。
这本来就不应该满足才是,毕竟这些还只是最入门的基础而已。
他开始尝试起了外骨骼机器人。
也就是将现在的外骨骼技术和机器人相结合起来。
在了解外骨骼机器人如何驱动之前,需要了解外骨骼机器人一共有几种类型。
陈渊按用途划分的外骨骼机器人的三种类型:
第一类是助力型外骨骼机器人,主要面向健康人群,提高人的负载能力,用于军事领域,可增强士兵负重能力。