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四足行走機(jī)器人機(jī)器狗

本人從事運(yùn)動控制有幾年了,在最近幾年里接觸了不少做機(jī)器人的大牛,了解了自以為很多的行業(yè)應(yīng)用知識及方案,今天就在這發(fā)表自己一下自己的拙見,還望各位大佬批評指正。

接觸這個行業(yè)屬高校、研究所居多,企業(yè)也有。高校研究所大部分是研究為主,作為技術(shù)儲備;但是企業(yè)更傾向于商業(yè)化產(chǎn)品,成本控制比較嚴(yán)格,但是目前看來暫時還沒成批量的產(chǎn)品。

將電機(jī)、驅(qū)動器、編碼器高度集成,相比較同類型產(chǎn)品采用普通伺服外搭減速結(jié)構(gòu)的方式,其結(jié)構(gòu)尺寸大大簡化,可以做到更實(shí)用的扁平化結(jié)構(gòu),在設(shè)計上有更大的實(shí)用性及靈活空間。

該產(chǎn)品采用了內(nèi)嵌式行星減速器,在保證結(jié)構(gòu)精簡的同時,兼顧了提升扭矩密度大力矩輸出的需求,在多足機(jī)器人方面有極其優(yōu)異的應(yīng)用性能。

四足機(jī)器人上的研發(fā)生產(chǎn),目前國內(nèi)外已經(jīng)有類似成熟的技術(shù)方案,在專注于消費(fèi)級、行業(yè)級市場上有極其廣泛的應(yīng)用場景,不僅僅是在比賽和巡檢方面,服務(wù)級機(jī)器人市場上也是受眾面很廣的。

下面我就來說說我了解的一些硬件配置,可能我見識不多,說的不對的希望各位批評指正,謝謝!

一、電機(jī)

目前用的比較多的有兩種:一是內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機(jī),比如MIT第一代獵豹,第二代獵豹,SpotMini等體型稍微大點(diǎn)的狗;而是外轉(zhuǎn)子電機(jī),比如MIT最新的小獵豹等。

1.內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機(jī)

MIT最初的獵豹就是用的Alliedmotion HT05001型號的力矩電機(jī),現(xiàn)在國內(nèi)也是用這個品牌的電機(jī)比較多,HT系列、MF系列都有在用,此電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于功率密度好、齒槽效應(yīng)小、峰值力矩大,選他的主要原因還是峰值力矩大,有的型號能達(dá)到堵轉(zhuǎn)力矩的10倍左右,機(jī)器人行業(yè)大部分都是用的電機(jī)峰值性能,峰值性能好,響應(yīng)才能跟的上。但是這種電機(jī)成本會比較高,畢竟機(jī)器人行業(yè)就是燒錢行業(yè)。

MF系列

HT系列

2.外轉(zhuǎn)子電機(jī)

最近曝光的MIT小獵豹,就是用的外轉(zhuǎn)子電機(jī)加減速齒輪做的,相對于內(nèi)轉(zhuǎn)子,外轉(zhuǎn)子價格會便宜很多,這樣使用者可以肆無忌憚的break it;但是外轉(zhuǎn)子齒槽力矩大的缺點(diǎn)也很明顯,這樣對做控制的同學(xué)要求比較高,這種電機(jī)比較適合做體型比較小的狗。

集成化的外轉(zhuǎn)子電機(jī),對于動手能力不強(qiáng),項(xiàng)目周期短的同學(xué)比較合適

二、減速機(jī)

適用于四足機(jī)器人的減速機(jī)還沒有成熟化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,都是自己動手去做或者找人設(shè)計,因?yàn)樗淖阌脺p速機(jī)大部分會要求在10比以下,又要輕又要薄,目前市售10比以下減速機(jī)是行星減速機(jī),又重又長,不適合此場景的應(yīng)用,所以需要去進(jìn)行專門的定制或者自己動手DIY。

10比以下的減速齒輪

20比以下的減速齒輪

三、驅(qū)動器

驅(qū)動器用的就五花八門了,對于電流比較的電機(jī),有自己動手能力的就可以自己做驅(qū)動板;除此之外市面也有售成熟的驅(qū)動器,像大家熟知的ELMO、Copley、賽普肯等。后兩家已經(jīng)針對機(jī)器人行業(yè)出了圓形驅(qū)動器,但是在大電流領(lǐng)域還是ELMO一家獨(dú)大。

ELMO 10KW的驅(qū)動器,160A/80V,140A/100V可選

集抱閘、編碼器、驅(qū)動器一身

純圓形驅(qū)動器

四、編碼器

編碼器的可選性比較多,但是比較公認(rèn)是RLS的磁編碼器,磁編碼器穩(wěn)定性好,適應(yīng)能力強(qiáng),抗震動比較好,所以很多人會首選磁編碼器,當(dāng)然也有選普通光電編碼器,價格便宜。

以上就是本人近幾年在傳動控制上的一些經(jīng)歷及見解,對四足機(jī)器人行業(yè)的也有些短視淺見,在每次的經(jīng)歷中也總結(jié)出許多經(jīng)驗(yàn),如果有對此行業(yè)感興趣的,歡迎騷擾:13701956498 呂先生,我們可以提供全套的解決方案,多謝!

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