看见波士顿动力的机械狗,有些动作超过人类。什么是波士顿机械狗呢?
波士顿机械狗(Boston Dynamics BigDog)是一种动力平衡四足机器人,由波士顿动力公司、福斯特-米勒公司、喷气推进实验室,以及哈福大学康德菲尔德研究站共同于2005年研发。
机械狗项目是由美国国防高等研究计划署出资资助的。希望研制一种能够负重的机械骡,能够和士兵一起在传统机械车辆无法行驶的粗糙地形上作战。
它没有车轮或者履带,而是采用四条机械腿来运动。机械腿上面有各种传感器,包括关节位置和接触地面的部位。它还有一个激光回转仪,以及一套立体视觉系统。
也来试做一个,是基于用国产无刷电机,3D打印机制作出一种机械狗。有三种原型尺寸的摆线齿轮箱,直径44mm,60mm和78mm。电机的尺寸,极数和轴也可调节。
主要有几个部分组成:机械 - 带滚动元件的摆线齿轮箱,轴承和双输入和输出轴 电机 - 使用Multistar Elite电机的低成本高扭矩无刷电机传感器 - 用于电机位置和关节位置的编码器 电子设备 - 包括带Mosfet的Mosfet的定制PCB驱动器DRV采用 PSOC4 SOC,传感器输入和通信。加上磁编码器 软件 - 用于位置控制的FOC。Mosfet驱动器,编码器和CAN通信。
用Visual Studio和.Net中的C#编写一个简单的测试程序。生成X,Y脚位置,使用反向运动学转换为髋部和膝部角度,并发送到串行到CAN转换器(备用PSOC执行器控制器)。这些包被发送到两个机器人执行器以移动到所需位置。第二种模式只返回联合的位置。
四足机器狗的完整机器腿。它与弹簧和2个机器人执行器具有平行连接。这样当腿处于标准行走位置时,弹簧方向从旋转变为几乎垂直线性。可以交换不同强度的弹簧进行测试,目的是在跳跃周期结束时存储能量并将其用于下一次跳跃。它还可用于高效的步行/跑步。
中心关节,一切都围绕同一关节旋转,从图的顶部到底部描述。
6mm轴
电机和磁通环
定子外壳带2个电机轴承
顶部外壳
顶部大腿板与6809轴承
顶部系列弹性输出板(也是执行器输出轴),带6809轴承
偏心凸轮,带2个凸轮,每个轴承有2个轴承和2个摆线齿轮
底部系列弹性输出板(也是执行器输出轴),带6809轴承
大腿底板有6809轴承
底轴安装带轴承
电机角度磁铁支架
电机磁铁
底部外壳
电机位置PCB
硅钢助焊剂消除板(0.5mm厚)
关节位置PCB
关节轴承座
关节磁铁
带轴承的关节角板
使用PWM,用于控制用于驱动无刷电机的MOSFET。接下来是用于读取电机和关节位置的磁绝对编码器的SPI。SAMD21上的SPI只有一个缓冲区,对于此应用程序而言并非时间效率。它在SPI上有一个DMA,它复杂得多但操作效率最高。
电路板
需要的配件
2x直线导轨
4x直线轴承
木头和螺丝
11.1V 1500mAh锂电池
模拟电流表20A
数字电流/电压表
机械狗腿部
测试一直腿,如图
四肢腿设计,如图
做了一些2轴腿进行测试。它们有足够的扭矩但速度很快,即使在负载下也是可以的。
尾部设计
关节1是尾巴"可摇摆"
关节2有8号皮带轮到关节3,角度相反
接头3上下可动
关节4上/下可动
关节5具有8号皮带轮到关节4,角度相反
关节之间的距离为100mm
马达是Multistar Elite 3508
尾部用于四足机器人的平衡。
正在考虑放置一个末端执行器,相机或抓手
Ok~~
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